Çoklu ilaca dirençli Acinetobacter baumannii izolatlarında kolistin duyarlılığının farklı yöntemlerle saptanması, kolistin direncinin moleküler ve hızlı yöntemlerle belirlenmesi
Detection of colistin susceptibility in multidrug resistant Acinetobacter baumannii isolates by different methods, determination of colistin resistance by molecular and rapid methods
Yazar: FATİH MEHMET AKILLI
Danışman: PROF. DR. ZEYNEP ARZU İLKİ
Marmara Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı /  Tıbbi Mikrobiyoloji Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2023
Konu: Enfeksiyon Hastalıkları ve Klinik Mikrobiyoloji = Infectious Diseases and Clinical Microbiology
Dizin: Acinetobacter baumannii = Acinetobacter baumannii

Özet:
Amaç: Çalışmamızda çoklu ilaca dirençli (ÇİD) Acinetobacter baumannii izolatlarının kolistin duyarlılıklarını altın standart sıvı mikrodilüsyon ve ticari MİCRONAUT-MİK-Strip (Merlin, Almanya) yöntemiyle belirlemeyi ve dirençten sorumlu mekanizmaları araştırmayı amaçladık.
Gereç ve Yöntem: Aralık 2020-Aralık2022 yılları arasında çeşitli klinik örneklerden izole edilen 194 ÇİD'li A. baumannii izolatının kolistin duyarlılığı sıvı mikrodilüsyon (SMD) ve ticari MİCRONAUT-MİK-Strip yöntemiyle çalışılmıştır.  Ticari yöntemin MİK'leri standart sıvı mikrodilüsyon sonuçlarına göre değerlendirilmiştir. Kolistin direnci saptanan izolatlarda dirençten sorumlu olası direnç genleri (mcr-1, mcr-2, mcr-3, mcr-4 ve mcr-5) multipleks PZR yöntemleriyle araştırılmıştır.  Çalışmanın son aşamasında ise MALDIxin prosedürü kullanılarak MALDI-TOF MS ile kolistin direnci araştırılmıştır. 
Bulgular: Altın standart yöntem sıvı mikrodilüsyon ile kolistin duyarlılığı çalışılan 194 A. baumannii izolatından 23'ü (%11.8)  dirençli iken 171 (%88.2) izolat ise duyarlı bulunmuştur. İzolatlarda MİK50 1 mg/L iken,  MİK90 2 mg/L'dir. Kolistin duyarlılığı açısından MİCRONAUT-MİK-Strip sonuçları referans yöntem ile karşılaştırıldığında, kategorik uyumu  %98,9, temel uyum ise %96,3 olarak saptanmıştır. MİK dağılımları değerlendirildiğinde çok büyük hata saptanmaz iken, büyük hata %1,03 bulunmuştur. 
Dirençli tüm kökenler ile eş sayıda ve randomize seçilen kolistin duyarlı toplam 46 izolatta mcr1-5 genleri saptanmamıştır. Öte yandan lipid A'daki değişiklikle ilişkili kolistin direnci açısından MALDI-TOF MS ile kolistin dirençli izolatlarda oluşan piklerinin kolistin duyarlı izolatlarla aynı olduğu, dirençli izolatlarda beklenen 1935 m/z ve 2033 m/z'de pik elde edilmemiştir. Bu sonuç izolatlarımızın kolistin direncinde lipid A modifikasyonunun etkili bir mekanizma olmadığını düşündürmektedir. 
 Sonuç: Çoklu ilaç dirençli A.baumannii oranlarının her geçen gün artması dikkat çekici ve tehdit edici niteliktedir. Kolistin direnci ÇİD A.baumannii'lerde küresel bir sorun olmaya devam ederken, duyarlılık belirlemede geliştirilen MİCRONAUT-MİK-Strip testi kolistin duyarlılığını saptama da alternatif güvenilir bir yöntem olarak karşımıza çıkmaktadır. Çalışmamızda hiçbir izolatta kolistin direnciyle ilişkili mcr-1, mcr-2, mcr-3, mcr-4, mcr-5 genlerinin ve lipit A modifikasyonuyla araştırılan direnç mekanizmalarının saptanmamış olması muhtemel sorumlu mekanizmanın efluks pompa kaynaklı olabileceğini düşündürmüştür. Çalışmamız VITEK®MS ile yapılan ilk çalışma olup, kolistin direncini bu yolla saptayabilmek adına daha çok çalışmaya ihtiyaç vardır.

Abstract:
Objective: In our study, we aimed to determine the colistin susceptibility of multidrug resistant (MDR) Acinetobacter baumannii isolates using gold standard broth microdilution and commercial MICRONAUT-MIC-Strip (Merlin, Germany) method and to investigate the mechanisms responsible for this resistance.
Materials and Methods: Colistin susceptibility of 194 MDR A.baumannii isolated from various clinical specimens between December 2020 and December 2022 and was determined by broth microdilution (BMD) and commercial MICRONAUT-MIC-Strip method. MICs of the commercial method were evaluated according to standard broth microdilution results. Possible resistance genes (mcr-1, mcr-2, mcr-3, mcr-4 and mcr-5) responsible for colistin resistance were investigated by multiplex PCR methods. 
At the final step of the study, colistin resistance was investigated by MALDI-TOF MS using MALDIxin procedure. 
Results: Of the 194 A. baumannii isolates 23 (11.8%) were found to be colistin resistant whereas 171 (88.2%) isolates were susceptible. While MIC50 is 1 mg/L in isolates, MIC90 is 2 mg/L. When MICRONAUT-MIC-Strip results were compared with the reference method in terms of colistin susceptibility, categorical agreement was found to be 98.9% and essential agreement as 96.3%. When the MIC distributions were evaluated, while no very major error was detected, the major error was found to be 1.03%.
No mcr1-5 genes were detected in a total of 46 isolates from all resistant strains and randomly selected colistin-susceptible isolates. On the other hand, in terms of colistin resistance associated with the change in lipid A, the peaks formed in colistin resistant isolates with MALDI-TOF MS were the same as colistin-susceptible isolates, and the expected peak at 1935 m/z and 2033 m/z was not obtained in resistant isolates. This result suggests that lipid A modification is not an effective mechanism in colistin resistance of our isolates.
Conclusion: The increase in the rates of multi-drug-resistant A.baumannii is remarkable and threatening. While colistin resistance continues to be a global problem in MDR A.baumannii, the MICRONAUT-MIC-Strip test developed for susceptibility detection emerges as an alternative reliable method for detecting colistin susceptibility. In our study, the mcr-1, mcr-2, mcr-3, mcr-4, mcr-5 genes associated with colistin resistance and the resistance mechanisms investigated by lipid A modification were not detected in any of the isolates, suggesting that the possible responsible mechanism might be due to the efflux pump. Our study is the first study with VITEK®MS and more studies are needed to determine colistin resistance in this way.