Karbapenem dirençli enterobacteriaceae ilişkili kan dolaşımı infeksiyonlarının moleküler epidemiyolojisi ve risk faktörlerinin değerlendirilmesi
Evaluation of molecular epidemiology and risk factors of carbapenem resistant enterobacteriaceae associated bloodstream infections
Yazar: EMİNE COŞKUN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SUNA SEÇİL ÖZTÜRK DENİZ
Pamukkale Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Enfeksiyon Hastalıkları ve Klinik Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2023
Konu: Klinik Bakteriyoloji ve Enfeksiyon Hastalıkları = Clinical Microbiology and Infectious Diseases

Özet:
Karbapenem dirençli Enterobacteriaceae (KDE) ilişkili infeksiyonlar son yıllarda giderek artmaktadır. Sınırlı tedavi seçeneği bulunan bu infeksiyonlar yüksek oranda mortaliteye neden olmaktadır. Erken tanı ve tedavi planlamasının yapılması ve etkin infeksiyon kontrol önlemlerinin alınması bu infeksiyonların yayılımının önlenmesine ve hastalarda mortalitenin azalmasına önemli katkı sağlayacaktır. Yerel insidans ve mevcut karbapenemaz direnç genlerinin bilinmesi, infekte hastalarda risk faktörlerinin belirlenmesi hastane temelli tedavi politikalarının geliştirilmesinde, etkin ve hızlı kontrol önlemlerinin alınmasında, yol gösterici olacaktır. Bu çalışmada Pamukkale Üniversitesi Tıp Fakültesi Hastanesi yataklı servislerinde ve yoğun bakım ünitelerinde takip edilen ve Enterobacteriaceae ilişkili kan dolaşımı infeksiyonu saptanan hastalarda karbapenem direnci ve mortalite gelişimi için risk faktörlerinin belirlenmesi ve karbapenemaz gen epidemiyolojisinin araştırılması amaçlandı. 
Ekim 2021-Şubat 2023 tarihleri arasında 17 aylık süreçte Enterobacteriaceae ilişkili kan dolaşımı infeksiyonu saptanan ve prospektif olarak izlenen 177 hasta çalışmaya dahil edildi. Enterobacteriaceae aile tanımlamasında yapılan değişiklik nedeniyle sınıf dışı kalan türlerin izole edildiği hastalar ve polimikrobiyal üremesi olanlar değerlendirme dışı bırakılarak, geri kalan 148 hastada karbapenem direnci ve mortalite ilişkili risk faktörleri belirlendi. Elde edilen KDE izolatlarında Real-time Polimeraz Zincir Reaksiyonu (PCR) moleküler testi kullanılarak karbapenemaz genleri araştırıldı. 
Hastalar, demografik özellikler, takip edildikleri klinikler, infeksiyon gelişimi öncesi antibiyotik kullanımı, altta yatan hastalıklar, invaziv işlem veya operasyon geçirme öyküsü ve yoğun bakım ünitesinde yatış öyküsü gibi karbapenem direnci ve mortaliteye neden olabilecek faktörler açısından değerlendirildi. KDE ilişkili kan dolaşımı infeksiyonu olan hastalar ile karbapenem duyarlı Enterobacteriaceae ilişkili kan dolaşımı infeksiyonu saptanan hastalar istatistiksel olarak karşılaştırıldı. Gastroenteroloji servisinde takip edilme, kronik böbrek yetmezliği (KBY) varlığı, karbapenem ve/veya glikopeptit sınıfı antibiyotiklerin kullanımı ve invaziv işlem geçirme öyküsünün olması KDE ilişkili kan dolaşımı infeksiyonu açısından istatistiksel olarak anlamlı bulundu (p<0,05). Çok değişkenli lojistik regresyon analizinde ise, KBY varlığı (p=0,035), karbapenem sınıfı antibiyotiklerin kullanımı (p<0,001) ve invaziv işlem geçirme öyküsü (p=0,01) KDE ile kan dolaşımı infeksiyonu gelişimi açısından bağımsız risk faktörleri olarak saptandı.  
Enterobacteriaceae ilişkili kan dolaşımı infeksiyonu olan hastalar, kan kültürü örneklerinin alımı sonrası 14 ve 28 günlük mortalite gelişimi açısından takip edildi. Yirmi sekiz gün sonunda ölen hastalar mortaliteyi artıran risk faktörleri açısından değerlendirildi. KDE ilişkili kan dolaşımı infeksiyonu, erkek cinsiyet, yoğun bakım ünitesinde yatış ve yatış süresinin uzaması, glikopeptit sınıfı antibiyotiklerin kullanımı, üriner katater varlığı, mekanik ventilasyon desteği, parenteral beslenme ve etken izolasyonu sonrası ilk üç gün içerisinde etkin tedavi başlanmaması mortalite gelişimi açısından anlamlı faktörler olarak belirlendi (p<0,05). Mortal seyreden hastalarda Glaskow koma skoru (GKS) anlamlı oranda düşük, Ardışık Organ Yetmezliği Değerlendirme Skoru (SOFA), Pitt bakteriyemi ve Akut Fizyoloji ve Kronik Sağlık Değerlendirme (APACHEII) skoru anlamlı oranda yüksekti (p<0,05). Çok değişkenli lojistik regresyon analizinde Enterobacteriaceae ilişkili kan dolaşımı infeksiyonlarında mortalite gelişimi açısından tek bağımsız risk faktörü yüksek SOFA skoru (p<0,001) olarak saptandı. Kan kültürlerinden izole edilen Enterobacteriaceae izolatlarında karbapenem direnç oranı %46 olarak görüldü. Karbapenem dirençli izolatlar arasında en yaygın görülen tür K. pneumoniae (%71,9) idi. KDE izolatlarında beta-laktamaz kodlayan gen (bla) OXA-48 ve bla NDM-1 genleri Real-time PCR ile araştırıldı. Suşların %35,4 (29) 'ünde tek başına bla OXA-48, %15,9 (13) 'unda tek başına bla NDM-1 ve %30,5 (25)'inde her iki gen birlikte pozitif saptandı. Sonuç olarak bu çalışma Türkiye'de KDE türlerinde en yaygın görülen karbapenemaz enzimlerinin halen OXA-48 olduğunu bununla birlikte NDM-1 enzimi ve OXA-48 ile NDM-1 enzimlerinin birlikte görülme oranlarının daha önce yapılan çalışmalara göre arttığını göstermiştir. Bu çalışma Türkiye'de yayılım sıklığı değişen karbapenemaz genlerinin kontrolünün sağlanmasında ve gen epidemiyolojisine göre tedavi stratejilerinin belirlenmesinde yol gösterici olacaktır. Karbapenem direnci ve mortalite gelişimi açısından risk faktörlerinin önceden bilinmesi ise ampirik antibiyotik tedavi seçiminde ve hastaların takibinde fayda sağlayacaktır.

Abstract:
In recent years, infections associated with carbapenem resistant Enterobacteriaceae (CRE) have been increasingly on the rise, causing a high rate of mortality due to limited treatment options. Early diagnosis and treatment planning, as well as the implementation of effective infection control measures, are important contributions to preventing the spread of these infections and reducing mortality in patients. Knowledge of local incidence rates and the presence of carbapenemase-resistant genes, as well as identifying risk factors in infected patients, can guide the development of hospital-based treatment policies and facilitate the implementation of effective and rapid control measures. The aim of this study was to determine the risk factors for carbapenem resistance and mortality development in patients with Enterobacteriaceae associated bloodstream infections followed in the inpatient services and intensive care units of Pamukkale University Medical Faculty Hospital, as well as to investigate the epidemiology of carbapenemase genes. During a 17 month period from October 2021 to February 2023, 177 patients who were prospectively monitored and diagnosed with Enterobacteriaceae associated bloodstream infections were included in the study. Patients who had non-classified species due to changes in Enterobacteriaceae family classification and those with polymicrobial growth were excluded from the evaluation. Thus, carbapenem resistance and mortality associated risk factors were determined in the remaining 148 patients. Real-time Polymerase Chain Reaction (PCR) molecular testing was used to investigate carbapenemase genes in the obtained CRE isolates.
The patients were evaluated in terms of factors that could cause carbapenem resistance and mortality, such as demographic characteristics, the clinics they were followed in, prior antibiotic use before infection, underlying diseases, history of invasive procedures or surgery, and history of intensive care unit admission. Patients with Enterobacteriaceae associated bloodstream infections were statistically compared with patients with carbapenem sensitive Enterobacteriaceae (CSE) associated bloodstream infections.
Being followed in the gastroenterology service, presence of chronic kidney disease, use of carbapenem and/or glycopeptide class antibiotics, and history of invasive procedures were found to be statistically significant for CRE associated bloodstream infections (p<0,05). In multivariate logistic regression analysis, the presence of chronic kidney disease (p=0,035), use of carbapenem class antibiotics (p<0,001), and history of invasive procedures (p=0,010) were found to be independent risk factors for the development of CRE associated bloodstream infections. Patients with Enterobacteriaceae associated bloodstream infections were monitored for 14 and 28 days after the collection of culture samples in terms of mortality development. Patients who died after 28 days were evaluated for risk factors that increased mortality. CRE associated bloodstream infections, male gender, admission to the intensive care unit and prolonged hospital stay, use of glycopeptide class antibiotics, presence of urinary catheter, mechanical ventilation support, parenteral nutrition, and ineffective treatment within the first three days after the isolation of the causative agent were identified as significant factors for mortality development (p<0,05).
Glasgow Coma Score was significantly lower, while SOFA, Pitt bacteremia, and APACHEII scores were significantly higher in patients who developed mortality (p<0,05). In multivariate logistic regression analysis, the only independent risk factor for mortality development in Enterobacteriaceae associated bloodstream infections was a high SOFA score (p<0,001). The rate of carbapenem resistance was observed as 46% in Enterobacteriaceae isolates obtained from blood cultures. The most common species among carbapenem resistant isolates was K. pneumoniae (71,9%). bla OXA-48 and bla NDM-1 genes were investigated in CRE isolates using Real-time PCR. Alone bla OXA-48 was detected in 35,4% (29) of the strains, alone bla NDM-1 was detected in 15,9% (13), and both genes were detected together in 30,5% (25) of the strains. In conclusion, this study showed that OXA-48 is still the most common carbapenemase enzyme in CRE species in Turkey, but the rate of co-occurrence of NDM-1 and OXA-48 enzymes has increased compared to previous studies. This information can guide the control of carbapenemase genes with changing dissemination frequencies in Turkey and determine treatment strategies according to the gene epidemiology. Knowing the risk factors that may cause carbapenem resistance and mortality development can be beneficial in choose of empirical antibiotic treatment and follow the patients.