Karbapenem duyarlı olmayan klebsiella pneumoniae izolatlarının MLSt, maldı-tof, PFGE ile moleküler epidemiyolojisinin incelenmesi
Evaluating molecular epidemiology of carbapenem nonsusceptible klebsiella pneumoniae isolates with MLST, malditof, PFGE
Yazar: YUNUS EMRE İBİK
Danışman: DOÇ. DR. AYŞEGÜL ÇOPUR ÇİÇEK
Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2022
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Elektroforez-agar jel = Electrophoresis-agar gel ; Karbapenemler = Carbapenems ; Klebsiella pneumoniae = Klebsiella pneumoniae ; Kütle spektrometri = Mass spectrometry

Özet:
Giriş ve Amaç: Bu çalışmada Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi Eğitim ve
Araştırma Hastanesi'nde tedavi gören hastaların çeşitli klinik örneklerinden izole edilen
karbapenem duyarlı olmayan K.pneumoniae suşlarında antibiyotik direnç genleri ile
virülans genleri ve suşlar arası klonal ilişkisinin epidemiyolojik verilerle birlikte moleküler
yöntemlerle araştırılması amaçlanmıştır.
Gereç ve Yöntem: VITEK-2 (BioMerieux, Fransa) otomatize sistemi ile
karbapenem grubu duyarlı olmayan 32 adet K. pneumoniae izolatı çalışmaya dahil edildi.
Kolistin dirençli 13 adet suş kolistin sıvı mikrodilüsyon test edildi. Karbapenem dirençli
suşlarda sık görülen çeşitli antibiyotik direnç genleri ve virülans genleri PCR ile tarandı.
Karbapenemazların hızlı tanısında kullanılan immunokromatografik testler ile PCR sonucu
uyumlulukları karşılaştırıldı. Ayrıca hastanemizden izole edilen karbapenem duyarlı
olmayan K. pneumoniae suşlarının klonal ilişkisini belirlemek amacıyla PFGE, MLST ve
MALDI-TOF MS yöntemleri kullanıldı.
Bulgular: Tüm suşlar için en yüksek direnç TZP, CAZ, FEP ve MEM'e karşı
gösterildi. En duyarlı antibiyotik olarak ise gentamisin (%78,1) olarak bulundu. Suşların
31'inin karbapenemaz genlerinden en az birini taşıdığı PCR ile gösterildi. Bir suşta ise
OXA-48+NDM birlikteliği gösterildi. Direnç genlerinden en sık SHV (%84,3) olmak üzere
sırayla CTX-M-1(%46,8), OXA-48(%40,6), KPC(%40,6), TEM(%31,2), NDM(%18,8)
olduğu bulundu. Virülans genlerinden en sık magA(%68,7) olmak üzere sırayla
kpn(%59,3) ve K2(%9,3) tespit edildi. İmmünokromatografik testler PCR sonuçları ile
%100 uyumlu bulundu. VITEK-2 otomatize sistem sonuçlarına göre kolistin dirençli
bulunan tüm izolatlar kolistin sıvı mikrodilüsyon ile de dirençli bulundu. PFGE ile yapılan
analizde izolatların 19'unun Tenover kriterlerine göre 6 farklı küme içinde kümelendiği
gösterildi, diğer izolatlar ise birbirleriyle ilişkisiz olarak saptandı. MLST analizlerinde
ST101 tipi %29 oranında en yaygın ST tipi olarak belirlendi. ST101'i sırasıyla ST16,
ST307, ST14, ST147, ST309, ST377, ST395 ve ST2096 tipleri takip etmektedir. MALDITOF MS ile yapılan bakteriyel tanımlamada VITEK-2 ile arasındaki uyum %94,3 olarak
bulundu. Moleküler tiplendirme değerlendirme sonucu suşlar arasındaki maksimum
benzerlik %70'i geçmedi.
Sonuç: Ülkemizde endemik olan OXA-48'in yanı sıra, dünya genelinde daha sık
görülen KPC'nin giderek yaygınlaştığı tespit edildi. İmmünokromatografik testler maliyet 
iii
etkinliği açısından değerlendirilerek laboratuvarlarda kullanılabilir. Moleküler
tiplendirmede MLST ile PFGE sonuçlarının uyumlu olduğu gösterildi. Ancak MALDITOF MS ile uyumlu bulunmadı. Moleküler tiplendirme yöntemleri arasında PFGE en iyi
yöntem olarak görülmektedir. Bakteriyel tanımlamada VITEK-2, MALDI-TOF MS ve
MLST arasında farklılıklar bulunmaktadır. Karbapeneme dirençli bakterilerin enfeksiyon
kontrolü açısından her kurum tarafından takip edilmesi, hem tüm dünyada global bir halk
sağlığı sorunu haline gelen antibiyotik direnci ile mücadele için akılcı antibiyotik kullanım
politikalarına hem de enfeksiyon kontrol önlemlerine katkı sağlayacaktır.
Anahtar Kelimeler: K. pneumoniae, karbapenem, PFGE, MLST, MALDI-TOF

Abstract:
Introduction and Purpose: This study aimed to evaluate antibiotic resistance genes and
virulence genes and the clonal relationship of the carbapenem-nonsusceptible
K.pneumoniae strains by molecular methods with epidemiological data which are isolated
from various clinical specimens from patients treated at Recep Tayyip Erdogan University
Training and Research Hospital.
Materials and Methods: Thirty-two carbapenem non-susceptible K. pneumoniae isolates
were included in the study with the VITEK-2 (BioMérieux, France) automated system.
Thirteen colistin-resistant strains were tested with colistin microdilution method. Various
antibiotic resistance genes and virulence genes frequently seen in carbapenem-resistant
strains were screened by PCR. Immunochromatographic tests used in the rapid diagnosis
of carbapenemases were compared with PCR results. In addition, PFGE, MLST and
MALDI-TOF MS methods were used to determine the clonal relationship of carbapenemnonsuscetible K. pneumoniae strains isolated from our hospital.
Results: For all strains, the highest resistance was demonstrated against TZP, CAZ, FEP
and MEM. Gentamicin (78.1%) was found to be the most sensitive antibiotic. PCR
demonstrated that 31 of the strains carried at least one of the carbapenemase genes. In one
strain, the coexistence of OXA-48+NDM was shown. The most common resistance genes
were determined as SHV (84.3%), CTX-M-1(46.8%), OXA-48(40.6%), KPC(40.6%),
TEM(31.2%), NDM(18.8%) respectively. Among the virulence genes; magA (68.7%) was
the most common, followed by kpn(59.3%) and K2(9.3%). Immunochromatographic tests
were found to be 100% compatible with PCR results. According to the results of VITEK-2
automated system, all isolates found to be resistant to colistin were also found to be
resistant by colistin broth microdilution. In PFGE analysis, it was shown that 19 of the
isolates clustered in 6 different clusters according to the Tenover criteria, while the other
isolates were found to be unrelated to each other. In MLST analysis, ST101 type was
determined as the most common ST type with a rate of 29%. ST101 is followed by ST16,
ST307, ST14, ST147, ST309, ST377, ST395 and ST2096, respectively. The compatibility
rate between MALDI-TOF MS and VITEK-2 was found 94.3%, in bacterial identification.
v
As a result of the molecular typing evaluation, the maximum similarity between the strains
was less than 70%.
Conclusion: In addition to OXA-48, which is endemic in our country, it has been
determined that KPC, which is more common in the world, is becoming increasingly
common. In molecular typing, MLST and PFGE results were shown to be compatible.
However, they were not compatible with MALDI-TOF MS. Among the molecular typing
methods, PFGE is seen as the best method. There are differences between VITEK-2,
MALDI-TOF MS and MLST in bacterial identification. Monitoring of carbapenemresistant bacteria by each institution in terms of infection control will contribute to rational
antibiotic use policies and infection control measures to combat antibiotic resistance,
which has become a global public health problem all over the world.
Keywords: K. pneumoniae, carbapenem, PFGE, MLST, MALDI-TOF MS