Clostridium difficile klinik izolatlarının antimikrobiyal direnci, moleküler epidemiyolojisi, toksin genleri ve fajlarının araştırılması
Investigation of the antimicrobial resistance, molecular epidemiology, toxin genes and phages in clinical isolates of clostridium difficile
Yazar: İNCİ DURUKAN
Danışman: PROF. DR. GÜLÇİN BAYRAMOĞLU
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Antibiyotikler = Antibiotics ; Bakteriyofajlar = Bacteriophages ; Clostridium difficile = Clostridium difficile ; PFGE = Pulsed field gel electrophoresis

Özet:
Sağlık hizmetleriyle ilişkili enfeksiyonların önde gelen nedeni ve küresel olarak halk sağlığına yönelik önemli bir tehdit olarak kabul edilen Clostridioides (Clostridium) difficile, hayatı tehdit eden enfeksiyonlara neden olabilen anaerobik, sporlu, gram pozitif bir basildir. Bu çalışmada, C. difficile izolasyonu; izolatların toksin genlerinin, antimikrobiyal direncinin, klonal ilişkisinin ve bakteriyofajlarının araştırılması amaçlanmıştır. Aralık 2017-Ekim 2020 tarihleri arasında toksin araştırılan 825 dışkı örneğinin anaerobik kültürü yapılmış ve izolatlar geleneksel yöntemlere ilaveten MALDI-TOF MS (Bruker, Almanya) ile tanımlanmıştır. Kırk üç C. difficile izolatının antimikrobiyallere direnci gradiyent test ve agar dilüsyon yöntemi ile, toksin genleri ve bakteriyofajları polimeraz zincir reaksiyonu (PZR) ile, klonal ilişkisi değişken alanlı jel elektroforezi (PFGE) ile araştırılmıştır. İzolatların vankomisine %100, metronidazole %100, moksifloksasine %90 ve klindamisine %60 oranında duyarlı olduğu bulunmuştur. Eritromisin, tigesiklin ve fidaksomisinin minimum inhibitör konsantrasyon (MİK) değerleri sırasıyla, 0.25-≥256 µg/mL, ≤0.016-0.047 µg/mL ve 0.008-0.25 µg/mL arasında saptanmıştır. İzolatların 14 (%32.6)'ünde tcdA, tcdB, cdtA ve cdtB genleri pozitif, 11 (%25.6)'inde tcdA, tcdB ve cdtB genleri, 18 (%41.9)'inde tcdA ve tcdB genleri tespit edilmiştir. PZR ile izolatların 31'inin Miyovirüs, 17'sinin Sifovirüs ve 10'unun her iki holin genini birlikte taşıdığı belirlenmiştir. Mitomisin C ile indüklenen 38 izolat en az bir konağı enfekte etmiştir. PFGE ile 43 izolatın benzerliği %39.3 olarak belirlenmiş, çoklu klonal grupların varlığı ve sadece toplam altı izolatın, kaynağa bakılmaksızın (yani klinik ve poliklinik) %100 benzer olduğu bulunmuştur. Bu çalışma, literatür araştırmasına göre, ülkemizde C. difficile izolatlarının PFGE ile klonal ilişkilerinin, fidaksomisine duyarlılığının ve bakteriyofajlarının saptandığı ilk çalışmadır. Elde edilen bulguların ve daha fazla klinik izolatla yapılacak kapsamlı çalışmaların, C. difficile enfeksiyonlarının epidemiyolojisinin daha iyi anlaşılmasına, önlenmesine, tedavisine katkı sağlayabileceği ve CDE'nin küresel sağlık sistemi üzerindeki yükünü azaltabileceği kanaatindeyiz.

Abstract:
Clostridioides (Clostridium) difficile, the leading cause of healthcare-associated infections and globally recognised as a significant threat to public health, it is an anaerobic, spore-bearing, gram-positive bacillus that can cause life-threatening infections. The aim of this study was to isolate C. difficile and investigate toxin genes, antimicrobial resistance, clonal relationship and bacteriophages of the isolates. Anaerobic culture of 825 faecal samples investigated for toxins between December 2017 and October 2020 was performed and isolates were identified by MALDI-TOF MS (Bruker, Germany) in addition to conventional methods. Forty-three C. difficile isolates were investigated for antimicrobial resistance by gradient test and agar dilution method, toxin genes and bacteriophages by polymerase chain reaction (PCR) and clonal relationship by variable-field gel electrophoresis (PFGE). The sensitivities of the isolates for vancomycin, metronidazole, moxifloxacin and clindamycin were 100%, 100%, 90% and 60%, respectively. The minimum inhibitory concentration (MIC) values of erythromycin, tigecycline and fidaxomicin were determined between 0.25-≥256 µg/mL, ≤0.016-0.047 µg/mL and 0.008-0.25 µg/mL, respectively. Fourteen (32.6%) of the isolates were positive for tcdA, tcdB, cdtA, cdtB genes, 11 (25.6%) were positive for tcdA, tcdB, cdtB genes and 18 (41.9%) were positive for tcdA, tcdB genes. By PCR, it was determined that 31 of the isolates carried Myovirus, 17 carried Syphovirus and, 10 carried both holin genes together. The 38 isolates positive by PCR were induced with Mitomycin C and phage lysates were shown to infect at least one host. The similarity of 43 isolates by PFGE was 39.3%, the presence of multiple clonal groups and only six isolates in total were found to be 100% similar regardless of source (i.e. clinic and outpatient). According to the literature, this is the first study in Turkey in which clonal relationships, susceptibility to fidaxomycin and bacteriophages of C. difficile isolates were determined by PFGE. We believe that the findings obtained and comprehensive studies with more clinical isolates may contribute to a better understanding of the epidemiology, prevention and treatment of C. difficile infections and reduce the burden of CDE on the global health system.