Kateter kaynaklı kan dolaşımı enfeksiyonu etkenlerinin belirlenmesi ve biyofilm oluşumunun fenotipik ve genotipik yöntemlerle araştırılması
Determination of etiologic agents of catheter related bloodstream infection and investigation of biofilm formation by phenotypic and genotypic methods
Yazar: SİBEL GÜMÜŞ
Danışman: PROF. DR. METE EYİGÖR
Akdeniz Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2019
Konu: Klinik Bakteriyoloji ve Enfeksiyon Hastalıkları = Clinical Microbiology and Infectious Diseases ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Biyofilmler = Biofilms ; Enfeksiyon = Infection ; Fenotip = Phenotype ; Genler = Genes ; Genotip = Genotype ; Kan hastalıkları = Hematologic diseases ; Kateterizasyon = Catheterization ; Kateterizasyon-periferik = Catheterization-peripheral ; Polimeraz zincirleme reaksiyonu = Polymerase chain reaction

Özet:
Mikroorganizmaların yüzeylere tutunup çoğalmalarını sağlayan biyofilm, özellikle yabancı cisim enfeksiyonlarında büyük öneme sahiptir.
Çalışmamızda hastanemizdeki KİKDE etkenlerinin dağılımı, fenotipik biyofilm oluşturma özellikleri ve biyofilm ilişkili genlerin varlığı araştırılmıştır.
1 Eylül 2018- 31 Ocak 2019 tarihleri arasında, kültür için laboratuvarımıza gönderilen kateter ucu, kateterden alınmış kan ve periferik kan örnekleri rutin işleme alınmıştır. Kültür sonuçları ve hastaların klinik bilgileri incelenerek KİKDE olguları belirlenmiştir. KİKDE atak sayısı 89'dur. Dört olguda polimikrobiyal etkenler olmak üzere, KİKDE etkeni toplam 93 mikroorganizma izole edilmiştir. KİKDE etkenlerinin çoğu (n=58, %62,36) gram pozitif bakterilerdir. En sık görülen mikroorganizmalar; S. epidermidis (%21,51), S. aureus (%17,20) ve Candida albicans (%13,98)'tır. Gram negatif bakteriler KİKDE etkenlerinin %19,38 (18/93)'ini; Candida spp. %18,28 (17/93)'ini oluşturmaktadır. 
Mikrotitre plak yöntemiyle, S. epidermidis izolatlarının %90'ı (18/20), S. hominis izolatlarının %87,5 (7/8)'i, S. haemolyticus izolatlarının hepsi (8/8); tüm KNS izolatlarının %91,4'ü (32/35) biyofilm oluşturmuştur. Staphylococcus aureus izolatlarında biyofilm oluşturma oranı %75 (12/16) olup KNS'lere göre daha düşüktür. Test edilen gram negatif bakterilerin (A. baumannii ve P. aeruginosa) tamamı biyofilm oluşturmuştur. Kuvvetli biyofilm görülme oranı gram negatif bakterilerde (%60,0) gram pozitif bakterilere (%19,6) göre istatistiksel olarak anlamlı oranda yüksek bulunmuştur (p=0.033).
KNS izolatlarında icaA, icaD, icaB, icaC genlerinin bulunma sıklığı sırasıyla %51, %31, %43 %17; S. aureus izolatlarında ise %100, %94, %56 %94'tür. Acinetobacter baumannii izolatlarında bap, ompA, epsA, bfms ve blaPER-1 genleri sırasıyla %100, %100, %60, %100 ve %80 oranında saptanmıştır. Biyofilm oluşumu ile araştırılan genlerin varlığı arasında istatistiksel olarak anlamlı bir ilişki tesbit edilmemiştir.
Tüm stafilokoklar vankomisine duyarlı bulunmuştur. KNS'lerin %94,29 (33/35)'i, S. aureus izolatlarının %37,50 (6/16)'si metisiline dirençlidir. Acinetobacter baumannii izolatlarının tamamı (5/5) ve P. aeruginosa izolatlarının %40 (2/5)'ı karbapeneme dirençlidir. Klebsiella pneumoniae (3/3) ve E. coli (3/3) izolatlarının hepsi karbapeneme duyarlıdır. 
MRKNS'lerin %90,9 (30/33)'unda biyofilm saptanmıştır. Metisiline duyarlı olan iki KNS ise zayıf derecede biyofilm oluşturmuştur. MRSA'ların biyofilm oluşturma oranı (%83,3; 5/6), MSSA'lardan (%70; 7/10) daha yüksektir. Ancak biyofilm üretimiyle metisilin direnci arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark görülmemiştir (p>0,05). 
Biyofilm varlığı ile karbapenem direnci arasında istatistiksel olarak anlamlı bir ilişki bulunamamıştır (p>0,05). Biyofilm düzeyi arttıkça MDR olma oranının da arttığı görülmüştür. Biyofilm oluşturmama, zayıf, orta, kuvvetli derecede biyofilm oluşturma sıklıkları MDR olanlarda sırasıyla %57,14, %68,96, %77,78, %93,75; MDR olmayanlarda ise %42,86, %31,04, %22,22, %6,25'tir. Ancak biyofilm varlığıyla MDR olma arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark bulunamamıştır (p=0.153). 
Biyofilm oluşturmayan yedi izolatın tamamının taburculukla sonuçlanması, bunun yanında ölüm oranının biyofilm düzeyi arttıkça artış göstermesi (zayıf, orta ve kuvvetli biyofilm oluşturanlarda sırasıyla: %10,3 %11,1 ve %37,5) dikkat çekmektedir. Kuvvetli biyofilm oluşumu, ölümle sonuçlanan olguların yarısından fazlasında (%60,0), taburcu olanlarda ise sadece %19,6 oranında görülmekte olup aradaki fark istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur (p=0.015). Ancak biyofilm üretiminin var olup olmaması ile mortalite arasında istatistiksel olarak anlamlı bir ilişki bulunmamıştır (p=0.587). 
Biyofilm üzerine yapılacak bundan sonraki çalışmalar da, biyofilm oluşumunu daha iyi anlayıp biyofilm enfeksiyonlarına çözüm bulabilmek için faydalı olacaktır.
Anahtar Sözcükler: Kateter ilişkili kan dolaşımı enfeksiyonu, biyofilm, mikrotitre plak yöntemi, biyofilm geni, Real-time PCR.

Abstract:
Biofilm, which allows microorganisms to attach to the surfaces and proliferate, is of great importance especially in foreign body infections.
In our study, the distribution of microorganisms causing KİKDE, phenotypic biofilm formation properties and presence of biofilm related genes were investigated.
Between September 1 2018 and January 31 2019, catheter tip samples and blood samples drawn from a catheter hub or a peripheral vein sent to our laboratory for culture were routinely processed. Culture results and clinical information of the patients were evaluated and the cases of CRBSI were determined. The number of the CRBSI attacks is 89. A total of 93 microorganisms causing CRBSI were isolated. Of these, 62,36% of the pathogens were gram positive bacteria. The most common etyologic agents were S. epidermidis (21,51%), S. aureus (17,20%) and Candida albicans (13,98%). 
Microtitre plate method was used for evaluation of phenotypic biofilm formation ability. Biofilm production was observed in 90% (18/20) of S. epidermidis isolates, 87,5% (7/8) of S. hominis isolates, all of S. haemolyticus isolates (8/8); and 91,4% (32/35) of all CNS. Biofilm formation rate in S. aureus isolates was 75%. All of the gram negative bacteria tested (A. baumannii and P. aeruginosa) were biofilm positive. The incidence of strong biofilm was significantly higher in gram negative bacteria (60,0%) than gram positive bacteria (19,6%) (p= 0.033).
The frequency of icaA, icaD, icaB, icaC genes was 51%, 31%, 43%, 17% in CNS and; 100%, 94%, 56% 94% in S. aureus isolates. Bap, ompA, epsA, bfms and blaPER-1 genes were detected in 100%, 100%, 60%, 100% and 80% of Acinetobacter baumannii isolates, respectively. No statistically significant relationship was found between biofilm formation and the presence of genes investigated (p>0,05).
All staphylococci were susceptible to vancomycin. Methicillin resistance was detected in 94,29% (33/35) of CNS and 37,50% (6/16) of S. aureus isolates. All Acinetobacter baumannii isolates (5/5) and 40% (2/5) of P. aeruginosa isolates were resistant to carbapenem. All K. pneumoniae (3/3) and E. coli (3/3) isolates were susceptible to carbapenem. 
Biofilm was detected in 90,9% (30/33) of MRCNS. Two CNS sensitive to methicillin produced weak biofilm. Biofilm formation rate of MRSAs (83,3%; 5/6) is higher than MSSAs (70,0%; 7/10). However, there was no statistically significant difference between biofilm production and methicillin resistance (p> 0.05).
There was no statistically significant relationship between the presence of biofilm production and carbapenem resistance, too (p> 0.05). As the biofilm production level increased, the rate of MDR increased. However, no statistically significant difference was found between the presence of biofilm production and MDR (p= 0.153).
It is noteworthy that all seven biofilm negative isolates resulted in discharge, while the mortality rate increased with increasing biofilm production levels (10,3%, 11,1% and 37,5%, respectively, for weak, medium and strong biofim forming). Strong biofilm formation was seen in more than half (60,0%) of the patients who died but only 19,6% of the patients who were discharged and the difference was statistically significant (p= 0.015). However, there was no statistically significant relationship between the presence of biofilm production and mortality (p = 0.587).
Future studies on biofilm will also be useful in understanding the biofilm formation and finding solutions to biofilm infections.

Key Words: Catheter - related bloodstream infection, biofilm, microtiter plate method,	biofilm gene, Real-time PCR.