Çocuk ve yetişkin hastaların kan kültürlerinden izole edilen çoklu dirençli Escherıchıa coli kökenlerinin virülans gen varlığı ve filogenetik grup bakımından karşılaştırılması
Comparison of virulence gene and phylogenetic group of multiple resistant E. coli  strains isolated from blood cultures of children and adult patients
Yazar: İREM ŞEN
Danışman: PROF. DR. HÜSEYİN KILIÇ ; DOÇ. DR. AYCAN GÜNDOĞDU
Erciyes Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Bakteriyemiler nozokomiyal enfeksiyonlar içerisinde önemli bir grubu oluşturmaktadırlar. Tüm nozokomiyal bakteriyemilerin %5-27'sinde etken olarak E. coli tanımlanmıştır. Bu çalışma ile hastanemizde yatan çocuk ve yetişkin hastaların kan kültürlerinden izole edilen bir grup dirençli E. coli suşunun virülans gen özelliklerinin ve dahil oldukları filogenetik grupların ortaya çıkarılması amaçlanmıştır. Çalışmaya 15 çocuk ve 55 yetişkin hastanın kan kültürlerinde üreyen 70 E. coli izolatı dahil edilmiştir. Konvesiyonel yöntemler ile yapılan izolasyon ve identifikasyonun ardından her bir izolat için uspA geni üzerinden PZR ile E. coli doğrulaması yapılmıştır. Suşların antibiyotik duyarlılıkları 11 farklı antibiyotik üzerinden disk difüzyon ile belirlenmiştir. Kolistin duyarlılığı sıvı mikrodilüsyon yöntemi ile çalışılmıştır. Moleküler çalışmalarda kullanılmak üzere, her bir suşa ait genomik DNA kaynatma metodu ile elde edilmiş, suşların filogenetik grupları (A, B1, B2 ve D) chuA, yjaA genleri ve TSPE4 DNA parçasının varlığına/yokluğuna göre PZR ile belirlenmiştir. Bütün suşlar 16 farklı virülans gen (papAH, fimH, papEF, iutA, papG allel III, kpsMT K1, hlyA, kpsMT II, papC, papG allel II, univcnfi, iroN E.coli, VT1, VT2, ve VT2e) varlığı bakımından PZR ile test edilmiştir. Üretilen amplikonlar Sanger teknolojisi ile dizilenerek test edilen genler için doğrulama yapılmıştır. 
Çalışmaya dahil edilen çocuk suşlarının %87'si (13/15) yetişkin suşlarının ise % 96.4'ü (53/55) çoklu ilaç dirençli olarak raporlanmıştır. Yetişkin suşlarının genel olarak daha dirençli olmasının yanında, her iki grupta da imipenem (çocuk%0-yetişkin%7), ertapenem (%0-%14.5), sefoksitin (%6,7-%18) ve kloromfenikole (%6,7-%20) karşı direnç oranları diğer antimikrobiyallere göre düşük bulunmuştur. Tüm suşlar kolistine karşı duyarlı olarak raporlanmıştır. Filogenetik gruplandırma çalışmalarına göre, çocuk suşlarının %60'ının A, %6.7'sinin B1, %26.6'sının B2, %6.7'sinin D, yetişkin suşlarının ise %36.3'ünün A, % 3.6'sının B1, %49'unun B2 ve %11.1'inin D filogenetik grubuna ait olduğu belirlenmiştir. Virülans gen varlığı bakımından çocuk grubundaki suşlar fimH (%20), papEF (%6.7), iutA (%13) ve papG allele III (%13) genleri için pozitif bulunmuştur. Yetişkin grubu için papAH (%20) ile birlikte benzer olarak fimH (%46), papEF (%23.6), iutA (%16,3) ve papG allele III (%33) için pozitif sonuçlar elde edilmiştir. Test edilen diğer virülans genler bakımından bütün suşlar PZR negatif bulunmuştur. Bu çalışma ile yatan hastalarda bakteriyemiye sebep olan E. coli suşlarının antimikrobiyal direnç durumları, taşıdığı virülans genler ve bağlı oldukları filogenetik gruplar çocuk/yetişkin hasta bazında karşılaştırılmalı olarak ortaya konulmuştur. 
Her ne kadar küçük bir örneklem kümesi ile çalışılmış olsa da, söz konusu çalışma virülans genler ve filogenetik gruplar üzerinden nozokomiyal bakteriyemi etkeni çoklu ilaç dirençli E. coli için patojenite ve köken (çevresel suş/kommensal flora elamanı/patojen suş) değerlendirmesine olanak sağlaması bakımından önemlidir.


Anahtar Kelimeler: E. coli, virülans genler, filogenetik grup, bakteriyemi

Abstract:
Bacteremias are an important group of nosocomial infections. E. coli was identified as the causative agent in 5-27% of all nosocomial bacteremias. In this study, we aimed to reveal the virulence gene characteristics and phylogenetic groups of a group of resistant E. coli strains isolated from blood cultures of children and adults in our hospital. Included in the study were 70 E. coli isolates grown in blood cultures of 15 children and 55 adult patients. Following isolation and identification by means of conventional methods, E. coli was confirmed by PCR amplification of the uspA gene for each isolate. Antibiotic susceptibilities of strains were determined by disk diffusion over 11 different antibiotics. Colistin sensitivity was tested by broth microdilution.
Chromosomal DNAs were obtained by the boiling method, the phylogenetic groups of strains (A, B1, B2 and D) were determined by PCR according to the presence/absence of chuA, yjaA genes and TSPE4 DNA fragment. All strains were tested by PCR for the presence of 16 different virulence genes (papAH, fimH, papEF, iutA, papG allel III, kpsMT K1, hlyA, kpsMT II, papC, papG allel II, univcnfi, iroN E.coli, VT1, VT2, ve VT2e). The produced amplicons were sequenced with Sanger technology and verified for the tested genes.
In the study, 87% (13/15) of the child strains and 96.4% (53/55) of adult strains were reported to be multidrug resistant. Besides the adult strains being generally more resistants, resistance rates against to imipenem (0% - adult 7%), ertapenem (0- 14.5%), cefoxitin (6.7-18%) and chloramphenicol (6.7% - 20%) were found to be lower in both groups than in other antimicrobials. All strains were reported as susceptible to colistin. According to phylogenetic grouping studies, 60% of the child strains is A, 6.7% is B1, 26.6% is B2, 6.7% is D belong to phylogenetic group. For adult strains 36.3% is A, 3.6% is B1, 49% is B2 and 11.1% is D belong to phylogenetic group. In terms of virulence gene, the strains in the children group were positive for fimH (20%), papEF (6.7%), iutA (13%) and papG allele III (13%). Similarly to children group, phimH (46%), papEF (23.6%), iutA (16.3%) and papG allele III (33%) were obtained positive results in adult group. Just papAH (20%) was obtained positive for adult group aside from children group. Tested all strains were PCR negative for the according to other virulence genes. In this study, E. coli strains that cause blood circulation infection in inpatients are compared for antimicrobial resistance status, virulence genes, and phylogenetic groups in terms of child/adult patient. 
Although worked with a small sample set, the study is important in that it allows for the evaluation of pathogenicity and origin (environmental strain / commensal flora element/pathogen strain) for multidrug-resistant E. coli that affects the nosocomial bacteremia via virulence genes and phylogenetic groups.

Key words: E. coli, virulence genes, phylogenetic group, bacteraemia