Kan kültüründen izole edilen karbapenem dirençli Klebsiella pneumoniae ve Escherichia coli suşlarında karbapenemaz  varlığının fenotipik ve moleküler yöntemlerle araştırılması
Investigation of the presence of carbapenemase in K. pneumoniae and E.coli strains isolated from blood culture by phenotypic and molecular methods
Yazar: ASİYE BIÇAKÇIGİL
Danışman: PROF. DR. BANU SANCAK
Hacettepe Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2018
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Escherichia coli = Escherichia coli ; Fenotip = Phenotype ; Kan kültürü = Blood culture ; Karbapenemaz = Carbapenemase ; Karbapenemler = Carbapenems ; Klebsiella pneumoniae = Klebsiella pneumoniae ; İlaçlara direnç = Drug resistance ; İlaçlara direnç-çoklu = Drug resistance-multiple

Özet:
Karbapenem grubu antibiyotikler çok ilaca dirençli Enterobacteriaceae enfeksiyonlarında önemli bir tedavi seçeneği olarak kabul edilmektedirler. Ancak, günümüzde bu grup ilaçları hidrolize eden enzimlerin ortaya çıkmasıyla karbapenemlere karşı direnç sıkça görülmeye başlanmıştır. Dünya genelinde bu dirençten sorumlu tutulan en önemli karbapenemazlar ve metallo-beta-laktamazlar KPC, OXA-48, NDM, VIM ve IMP enzimleri olarak bildirilmektedir. Dirençle ilgili önemli bir konu da heterojen direnç kavramıdır. Heterojen direnç kavramı tam anlaşılamamakla birlikte tedavi başarısı üzerinde önemli etkisi olduğu düşünülmektedir. Bu çalışmada kan kültürlerinden izole edilen K.pneumoniae ve E.coli izolatlarının karbapenem direnci farklı yöntemlerle araştırılmış, karbapenemaz enzim varlığı fenotipik ve moleküler yöntemler kullanılarak saptanmıştır. Ayrıca karbapenemlere karşı heterojen direnç varlığı da araştırılmıştır.
	Çalışmamıza Ocak 2016 ve Ağustos 2018 tarihleri arasında Hacettepe Üniversitesi Tıp Fakültesi Hastanesi Klinik Patoloji  Laboratuvarı Bakteriyoloji Ünitesine gönderilen kan kültürü örneklerinden  izole edilen 105 E.coli ve 196 K.pneumoniae olmak üzere toplam 301 Enterobacteriaceae suşu dahil edilmiştir. Karbapenem direncine gradient test, disk difüzyon yöntemi, sensititre mikrodilüsyon, Phoenix otomatize sistemleri ile bakılırken, karbapenemaz varlığı CIM (Karbapenemaz İnaktivasyon Metodu), MHT (Modifiye Hodge Testi) ve Rosco konfirmasyon diski kullanılarak değerlendirilmiştir. KPC, VIM, IMP, NDM-1 ve OXA-48 karbapenemazlarını kodlayan gen bölgeleri de polimeraz zincir reaksiyonu (PZR) yöntemi kullanılarak araştırılmıştır.
	İzolatların 160'ında en az bir yöntem ile karbapenemlere azalmış duyarlılık veya direnç saptanmıştır. Karbapenem orta duyarlı veya dirençli bulunan izolatların 147'sinde (%91,8), karbapenemaz kodlayan genlerden en az birinin varlığı belirlenmiştir. Karbapenemaz enzimlerinden en sık OXA-48 (142/160;%88,7) saptanmış ve bunu sırasıyla NDM-1 (14/160;%8,7), VIM (5/160;%3,1) ve KPC (1/160;%0,6) izlemiştir. İzolatların hiç birinde IMP enzimi gözlenmemiştir.
	Karbapenemaz varlığını tespit etmek için kullanılan MHT ve CIM testlerinin duyarlılık ve özgüllüğü sırasıyla, %93,1-%94,1 ve %69,3-%97,4 bulunmuştur. Karbapenemaz konfirmasyon disk sonuçları ile PZR sonuçları karşılaştırıldığında ise uyum %93,2 olarak saptanmıştır.
	Çalışmada yer alan 21 izolat (%6,9) karbapenem heterodirençli olarak bulunmuş ve bu izolatların 18'inde (%85,7) OXA-48 enzimi saptanmıştır. Heterojen dirençli bulunan suşların 16'sı K.pneumoniae ve 5'i E.coli izolatıdır. Bizim çalışmamız OXA-48 pozitif K.pneumoniae izolatlarında  yapılmış ikinci heterojen direnç çalışmadır. OXA-48 pozitif E.coli izolatlarında ise karbapenem heterodirencinin gösterildiği ilk çalışmadır.

Abstract:
Carbapenem group antibiotics admitted as a significant treatment option in multi-drug resistant Enterobacteriaceae infections. Unfortunately, resistance to carbapenems has started to be seen frequently with showing up enzymes which hydrolyze this group of drugs. It is reported that carbapenemase enzymes such as KPC, OXA-48, NDM, VIM and IMP are responsible for this resistance mostly in the worldwide. Heteroresistance concept is another important issue about carbapenem resistance. Although, the mechanism of heteroresistance is not fully understood, it is thought to be effective on treatment success. In this study, carbapenem resistance of K.pneumoniae ve E.coli strains isolated from blood culture were investigated by different methods. The presence of carbapenemases were also determined by using phenotypic and molecular methods. In addition, the presence of carbapenem heteroresistance was investigated.
	A total of 301 Enterobacteriaceae strains, including 105 E.coli and 196 K.pneumoniae blood isolates, which sent to the Bacteriology Laboratory of Hacettepe University Hospital between January 2016 and August 2018, were included in the study. Carbapenem resistance was evaluated by using gradient test, disk diffusion test, sensititre microdilution test and Phoenix automated systems. The presence of carbapenemase was investigated by using CIM (Carbapenem Inactivation Method), MHT (Modifie	d Hodge Test) and Rosco confirmation disc. Polymerase chain reaction (PCR) was used for the detection of the KPC, VIM, IMP, NDM-1 and OXA-48 gene regions.
	Resistance or decreased susceptibility to carbapenems was detected in 160  blood isolates by at least one method. The presence of at least one carbapenemase gene were detected in 147 (91.8%) of the isolates that were intermediate or resistant to carbapenem. OXA-48 (142/160; 88.7%) was the most common carbapenemase enzyme, following by NDM-1 (14/160;%8,7), VIM (5/160;%3,1) and KPC (1/160;%0,6). IMP enzyme was not observed in any of the isolates.
	The sensitivity and specificity of the MHT and CIM tests were found as 93.1%-94.1% and 69.3%-97.4%, respectively. When the carbapenemase confirmation disc results were compared with PCR results, the compliance was detected as 93,2 %. 
	In this study carbapenem heteroresistance was detected in 21 (16 K.pneumoniae and 5 E.coli) isolates (6,9%). In 18 (85,7%) of these isolates OXA-48 enzyme was obtained. Our study is the second study showing carbapenem heteroresistance in OXA-48 positive K.pneumoniae isolates. However, this is first study about carbapenem heteroresistance detected in OXA-48 positive E.coli isolates.