Klinik streptococcus pneumonıae izolatlarında makrolid direnç mekanizmalarının araştırılması
Investigation of macrolide resistance mechanisms in clinical streptococcus pneumoniae isolated
Yazar: PINAR SAĞIROĞLU
Danışman: PROF. DR. MÜNEVVER UFUK HASDEMİR
Marmara Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2009
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Streptococcus pneumoniae erişkin ve çocuklarda toplum kaynaklı pnömoni, akutotitis media, sepsis ve menenjitin önde gelen etkenlerinden biridir. Makrolidlerpnömokoklara bağlı enfeksiyonların tedavisinde uzun süredir başarıylakullanılmaktadırlar. Ancak son yıllarda yapılan çalışmalar, klinik örneklerdensoyutlanan pnömokok izolatlarında makrolid direncinin giderek arttığına dikkatçekmektedir. Günümüzde S.pneumoniae'da tanımlanmış iki ana makrolid dirençmekanizması vardır: erm geni tarafından kodlanan makrolid direnci ve mef genitarafından kodlanan makrolid direnci. İlk mekanizmada, erm genleri [ erm(B) ya daerm(TR) ] tarafından kodlanan metilaz 23S rRNA'da hedef bölge değişikliğine yolaçarak, 14, 15 ve 16 üyeli makrolidler, linkozamidler ve streptogramin B'ye karşıyüksek düzeyde direnç gelişimine neden olmaktadır.Bu direnç karşımıza MLSBfenotipi olarak çıkmaktadır. Aktif atım pompası pnömokoklarda makrolid direncininsıklıkla rastlanan diğer mekanizmasıdır. M fenotipi olarak karşımıza çıkan bumekanizma 14, 15 üyeli makrolidlere düşük düzey dirence sebep olurken; 16 üyelimakrolidler, linkozamidler ve streptogramin B direncine yol açmamaktadır. mef (A)ve mef (E) genleri pnömokoklarda makrolid atım pompa proteinlerini kodlayan anagenlerdir ve prevelansları bölgeden bölgeye değişiklik gösterir. Türkiye'deS.pneumoniae izolatlarında görülen makrolid direnç mekanizmalarının araştırıldığıçalışma sayısı oldukça sınırlıdır. Bu çalışmada, hastanemizde izole edilmişS.pneumoniae kökenlerinde, makrolid direncinden sorumlu olan yukarıdabahsedilen iki mekanizmanın rolünün araştırılması amaçlanmıştır. 2005?2008 yıllarıarasında izole edilen 50 eritromisin dirençli S.pneumoniae kökeni çalışmaya dahiledilmiştir. Kökenlerin %86'sı (43/50) MLSB fenotipinde bulunmuştur. Bu kökenlerinmakrolid (eritromisin, azitromisin, klaritromisin) ve linkozamid (klindamisin) MİK50 veMİK90 değerleri yüksek düzeydedir (64?512 ? g/ml). erm (B) geni tek başına ve veyamef (E) ile birlikte MLSB izolatlarının %72'sinde (n:43) saptanmıştır. MLSB fenotipigösteren izolatlarda erm(B) geninin yüksek düzeyde bulunması, bu mekanizmanınyüksek düzey makrolid direncine neden olan ana mekanizma olduğunugöstermektedir. Ayrıca MLSB fenotipi gösteren izolatların büyük kısmında (%48.8)mef (E) `nin erm(B)'ye eşlik etmesi, aktif makrolid pompasınında izolatlarınınmakrolid birlikteliği S.pneumoniae'da aktif atım pompasının makrolid direncindediğer yaygın mekanizma olduğunu ortaya koymaktadır. İlginç olarak 12 izolat(%27.9) MLSB fenotipi gösterdiği halde test edilen erm genleriden [ erm(B) ya daerm(TR) ] hiç birini taşımamaktadır. Diğer ribozomal hedef bölge mutasyonları (L4,L22) bu kökenlerin MLSB fenotipinden sorumlu olabilir. Öte yandan M fenotipikökenlerin %14'ünde (7/50) saptanmıştır. Sadece mef (E) geni taşıyan bu 7 izolatklindamisine hassas bulunmuştur. M fenotipi gösteren kökenlerin makrolid MİK50 veMİK90 değerleri, MLSB fenotipi gösteren kökenlerden belirgin bir şekilde düşükbulunmuştur ( 2?8 ? g/ml).Sonuç olarak, çalışmamız S.pneumoniae izolatlarımızın makrolid direncinden esasolarak erm (B) ve mef (E)' nin sorunlu olduğunu açıkça ortaya koymaktadır. Ayrıcaçalışmamız Türkiye'de mef (E) geninin tek başına ya da erm (B) geni ile birliktetespit edildiği ilk çalışmadır.

Abstract:
Streptococcus pneumoniae is a leading cause of community-acquired pneumonia,acute otitis media, sepsis and meningitis in both adults and children. Since a longtime macrolide antibiotics have been successfully used in the treatment of infectionsassociated with S.pneumoniae. However, recent studies call attention to increasingrates of resistance to these antibiotics in clinical isolates of pneumococci. Currently,there are two well defined mechanisms of macrolide resistance in S.pneumoniae:erm gene mediated macrolide resistance and mef gene mediated macrolideresistance. In the first mechanism, a methylase encoded by erm genes [ (erm(B) orerm(TR )] leads to target site modification at 23S rRNA which confers high levelresistance to 14-, 15-, and 16- membered macrolides, lincosamids andstreptogramin B, and this mechanism represents itself in MLSB phenotype. Activedrug efflux is the other common mechanism of macrolide resistance in pneumococciand it results in low level resistance to 14-, 15- membered macrolides but notresistance to 16-membered macrolides, lincosamides and streptogramin B. Thisphenotype is recognized as the M phenotype. mef (A) and mef (E) are the majorgenes encoding macrolide efflux proteins in pneumococci and their prevalencevaries geographically. In Turkey, the number of studies searching macrolideresistance mechanisms in S.pneumoniae is limited. This study aimed to investigatethe roles of these two mechanisms in the macrolide resistance of S.pneumoniaeisolated in our hospital. Fifty erythromycine resistant S.pneumoniae isolatedbetween 2005 and 2008 were included in this study. Phenotypically, 86% (43/50) ofthe isolates were in MLSB phenotype. Macrolide (erythromycin, azithromycin,clarithromycin) and lincosamide (clindamycin) MIC50 and MIC90 values of theseisolates were at high levels (64-512 ? g/mL). erm (B) gene was detected either aloneor together with mef (E) in 72% of these MLSB (n:43) isolates. High prevalence oferm (B) gene in these isolates strongly suggests that this is the major mechanismresponsible for high level macrolide resistance in our isolates. Moreover,togetherness of erm (B) with mef (E) in most (48.8%) of these MLSB isolatessignifies that active macrolide efflux is another common macrolide resistancemechanism in our S. pneumoniae isolates. Interestingly, 12 isolates (27.9%) withMLSB pnenotype did not harbor any erm genes [ erm(B) or erm(TR) ] tested in thisstudy. Other target site mutations (L4, L22) in ribosomes might be responsible forthis MLSB phenotype of those isolates. M phenotype, on the other hand, was foundin 14% (7/50) of the isolates and all of these isolates carried mef(E) gene alone.They were all susceptible to clindamycin. Macrolide MIC50 and MIC90 values of theseisolates were significantly lower (2-8 ? g/mL) than the isolates presenting MLSBphenotype.In conclusion, erm (B) and mef (E) which were found to be highly prevalent in thisstudy are the leading cause of macrolide resistance in our S.pneumoniae isolates.Furthermore, this is the first report indicating the high prevalence of mef (E) eitheralone or together with erm (B) in macrolide resistant S.pneumoniae isolates inTurkey.