Çok ilaca dirençli koagülaz negatif stafilokokların direnç profillerinin incelenmesi
Investigation of resistance profiles of multidrug-resistant coagulase-negative-staphylococci
Yazar: TANSU DÜNDAR
Danışman: PROF. DR. FATMA KÖKSAL ÇAKIRLAR
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Cerrahpaşa Tıp Fakültesi / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2023
Konu: Enfeksiyon Hastalıkları ve Klinik Mikrobiyoloji = Infectious Diseases and Clinical Microbiology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: DNA dizileme = DNA sequencing ; Gen aktarımı = Gene transfer ; Staphylococcus = Staphylococcus ; İlaçlara direnç-çoklu = Drug resistance-multiple

Özet:
Amaç: Tüm genom dizileme(TGD) kullanarak bakteri koleksiyonundan çoklu ilaca dirençli(ÇİD) koagülaz negatif stafilokok(KNS) türlerinde antimikrobiyal dirençle ilişkili genetik yapıları, Restriksiyon-Modifikasyon(RM) ve Kümelenmiş-Düzenli-Aralıklı-Kısa-Palindromik-Tekrarlar (CRISPR)-Cas sistemlerini belirlemek.
Yöntem: Kan kültürlerinden izole edilen dörder MDR S.epidermidis, S.haemolyticus ve S.hominis suşundan(toplam 12) elde edilen TGD verileri analiz edilmiştir.
Bulgular: MLST(Çok-Lokuslu-Dizi-Tiplendirme) ile, S.epidermidis izolatları ST5(n=1), ST22(n=1) ve ST2(n=2), S.haemolyticus izolatları ST3(n=1), ST29(n=1) ve ST25(n=2), S.hominis izolatları ST13(n=1) ve ST1(n=3) tiplerinde bulundu. aac(6')-aph(2'')(n=11), aadD(n=6), aph(3')-III(n=5), ant(6)-Ia(n=5), blaZ(n=12), mecA(n=12), dfrG(n=3), dfrA(n=2), fosB(n=8), fosD(n=1), bleO(n=5), cfr1(n=1), mupA(n=9), ermC(n=8), mphC(n=6), msrA(n=7), vgaALC(n=1), fusB(n=8), fusC(n=5), tetK(n=6), tetL(n=3) antimikrobiyal ve qacA/B(n=10) antiseptik direnç genleri tespit edildi. Ancak, fenotipik dirençlerin tümü, genetik olarak açıklanamadı. 
pDLK(n=7), pIM13(n=4), pNEI131(n=5), SAP105B(n=7), VRSAp(n=2), SAP110A(n=2), pGO1(n=2), pAMalpha1(n=2), pUR2355(n=1) ve repC/Cassette(n=3) plazmidleri tespit edildi. Plazmidlerin, SAP105B hariç direnç genleri taşıdıkları ve asıl konağı enterokok olan pAMalpha1 hariç tümünün daha önce çeşitli stafilokok türlerinde saptandıkları belirlendi. ISSep2(n=3), ISSep3(n=4), ISSau4(n=9), IS256(n=7) ve ISSha1(n=4) insersiyon dizileri saptandı. Bu çalışma, S. hominis'te ISSha1, pUR2355, pAMalpha1 ve tet(L)'nin ve S. haemolyticus'ta VRSAp'nin ilk tespitidir.
S.epidermidis'te SCCmec tip-III(3A) ve tip-XIII(9A), S.hominis'te SCCmec tip-I(1B) ve tip-VI(4B) bulundu.
S.hominis kökenlerinde tip-1 RM sistemi/R alt-ünitesi(n=3) ve ilk kez seviye-3 ve seviye-4 gerçek CRISPR dizileri bulundu. Aralayıcı dizilerin, SAP020A plazmidi ve Caudoviricetes cinsi bakteriyofajlardan kaynaklandığı tespit edildi. Kökenlerde Cas genleri saptanmadı.
Sonuç: S.epidermidis, S.haemolyticus ve S.hominis türlerinin, antimikrobiyal direnç genlerinin yatay gen transferi yoluyla stafilokok ve enterokok türlerine yayılmasında önemli rezervuar türler olduğu sonucuna varılmıştır.

Anahtar Kelimeler: Koagülaz negatif stafilokoklar, Çoklu ilaç direnci, Tüm genom dizileme, Yatay gen transferi, CRISPR-Cas sistemleri

Abstract:
Aim: Determine antimicrobial resistance-associated genetic structures, Restriction-Modification(RM) and Clustered-Regular-Interspaced-Short-Palindromic-Repeats(CRISPR)-Cas systems in multidrug-resistant(MDR) coagulase-negative-staphylococci(CNS) species from bacterial collection using whole-genome-sequencing(WGS).
Methods: WGS data from four MDR strains of S.epidermidis, S.haemolyticus and S.hominis strains(12 in total) isolated from blood cultures were analyzed.
Results: By MLST(Multi-Locus-Sequence-Typing) S.epidermidis- ST5(n=1), ST22(n=1), ST2(n=2); S.haemolyticus- ST3(n=1), ST29(n=1), ST25(n=2); S.hominis- ST13(n=1) and ST1(n=3) were found. aac(6')-aph(2'')(n=11), aadD(n=6), aph(3')-III(n=5), ant(6)-Ia(n=5), blaZ(n=12), mecA(n=12), dfrG(n=3), dfrA(n=2), fosB(n=8), fosD(n=1), bleO(n=5), cfr1(n=1), mupA(n=9), ermC(n=8), mphC(n=6), msrA(n=7), vgaALC(n=1), fusB(n=8), fusC(n=5), tetK(n=6), tetL(n=3) antimicrobial and qacA/B(n=10) antiseptic resistance genes were identified. However, not all phenotypic resistance is genetically explained.
pDLK(n=7), pIM13(n=4), pNEI131(n=5), SAP105B(n=7), VRSAp(n=2), SAP110A(n=2), pGO1(n=2), pAMalpha1(n=2), pUR2355(n=1), and repC/Cassette(n=3) plasmids were detected. All of these carried resistance genes, except SAP105B, and have been previously detected in various staphylococcal species, except pAMalpha1 which was primarily found in enterococci. ISSep2(n=3), ISSep3(n=4), ISSau4(n=9), IS256(n=7), and ISSha1(n=4) insertion sequences were also observed. This study was the first identification of ISSha1, pUR2355, pAMalpha1 and tet(L) in S.hominis and VRSAp in S.haemolyticus.
SCCmec type-III(3A) and type-XIII(9A) were found in S.epidermidis, while SCCmec type-I(1B) and type-VI(4B) were found in S.hominis.
In S.hominis strains, type-1 RM-system/R-subunit(n=3) and, for the first time, Level-3, and Level-4 true CRISPR sequences were detected. The spacer sequences were found to originate from the SAP020A plasmid and Caudoviricetes bacteriophages. However, Cas genes were not present in the isolates. 
Conclusions: S.epidermidis, S.haemolyticus and S.hominis species were concluded to be important reservoir species in the spread of antimicrobial resistance genes to staphylococci and enterococci species by horizontal gene transfer.

Keywords: Coagulase negative staphylococci, multi drug resistance, Whole genome sequencing, Horizontal gene transfer, CRISPR-Cas Systems