Escherichia coli ve klebsiella pneumoniae izolatlarında karbapenem direnci ve dirençten sorumlu enzimlerin araştırılması
Investigation of carbapenem resistance and responsible enzymes in escherichia coli and klebsiella pneumoniae isolates
Yazar: ÖZLEM ALBAYRAK
Danışman: DOÇ. DR. BEYTULLAH KENAR
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Enterobacteriaceae = Enterobacteriaceae ; Enzimler = Enzymes ; Escherichia coli = Escherichia coli ; Karbapenemler = Carbapenems ; Klebsiella pneumoniae = Klebsiella pneumoniae ; İlaçlara direnç = Drug resistance

Özet:
Karbapenemler çoklu ilaç direncine sahip Gram negatif bakterilerin neden olduğu enfeksiyonların tedavisinde önemli bir yere sahiptirler. Fakat günümüzde karbapenemleri hidroliz eden enzimlerin ortaya çıkmasıyla birlikte karbapenemlerin de antimikrobiyal etkinliklerinin de azalmasına sebep olmuştur. Karbapenemazlar en güçlü hidrolitik aktiviteye sahip bete-laktamazlardır. Enterobacteriaceae ailesi için karbapenem direncinden en sık OXA-48, OXA-58, KPC karbapenemazları ve IMP, NDM, VIM gibi beta-laktamazların sorumlu tutulduğu bilinmektedir. Bu çalışmada enfeksiyon etkeni olarak en sık izole edilen 2 Enterobacteriaceae üyesinde karbapenemaz gen bölgelerinin araştırılması amaçlanmıştır.
Çalışma Ocak-Aralık 2017 tarihleri arasında Afyon Kocatepe Üniversitesi Hastanesi'nde gerçekleştirilmiştir. Çalışma süresince, çeşitli klinik örneklerden izole edilen, 207 Klebsiella pneumoniae, 57 Escherichia coli olmak üzere Enterobacteriaceae üyesi toplam 264 ait suş çalışmaya dahil edilmiştir. Karbapenemlerden herhangi birine direnç ya da azalmış duyarlılık gösteren klinik izolatlarında sorumlu gen bölgeleri araştırılmıştır. Bakteri tanımlanması ve antibiyotik testleri, geleneksel yöntemler ve otomatize sistemler (Vitek 2, BioMerieux, USA) gerçekleştirilmiştir. IMP, NDM, OXA-58, OXA-48, KPC ve VIM, karbapenemazlarını kodlayan gen bölgeleri Polimeraz zincir reaksiyon yöntemi (PZR) kullanılarak araştırılması yapılmıştır. Suşların çoğu Anestezi yoğun bakım ünitesi başta olmak üzere cerrahi tıp birimlerinde yatarak tedavi gören hastalardan (% 65,5) ve idrar (% 47,3), kan (% 19,3), yara (% 11,7), trakeal aspirat (% 10,6), balgam (% 6,8) ve diğer örnekler (% 4,3) olmak üzere izole edilmişlerdir. İzolatların % 43'ünde (102 K. pneumoniae, 12 E. coli) imipenem, ertapenem ve meropenemden en az birine direnç veya azalmış duyarlılık tespit edilmiştir. Karbapenem dirençli izolatların % 88'inde, karbapenemaz kodlayan gen bölgelerinden en az birinin varlığı saptanmıştır. Karbapenemaz kodlayan genlerden en sık OXA-48 gözlenmiştir (63 K. pneumoniae, 5 E. coli). Bunu takip eden diğer genler IMP (12 K. pneumoniae) ve VIM (45 K. pneumoniae), NDM-1 (27 K. pneumoniae) şeklinde belirlenmiştir. 264 Enterobacteriaceae Suşlarının hiçbirinde KPC ve OXA-58 genleri saptanmamıştır. Karbapenemaz üreten Enterobacteriaceae üyelerinin dünya çapındaki yayılımı, bu suşlarla oluşan enfeksiyonlarda tedavi seçeneklerinin oldukça sınırlı olması nedeniyle evrensel boyutta önemli bir sağlık sorununu oluşturmaktadır. Bu çalışmanın sonuçlarına bakıldığında karbapenem direncinin özellikle K. pneumoniae suşlarında daha yüksek olduğu ve karbapenem direncinden sorumlu primer enzimin OXA-48 olduğu fakat metallo-beta-laktamazlarında oldukça sık saptandığını göstermektedir.

Abstract:
Carbapenems have an important role in thetreatment of infections caused by Gram-negative bacteria with multiple drug resistance. However, with the emergence of enzymes that hydrolyze carbapenems cause decrease of the antimicrobial activity of carbapenems recently. Carbapenemases are beta-lactamases with the strongest hydrolytic activity. For the Enterobacteriaceae family carbapenemases like OXA-48, OXA-58, KPC and beta-lactamases such as IMP, NDM, VIM are mostly responsible for carbapenem resistance. In the study, it was aimed to investigate the carbapenemase gene regions of two the most frequently isolated infection agent of Enterobacteriaceae family.
The study was carried out between January and December 2017 at Afyon Kocatepe University Hospital. During the study period, 264 Enterobacteriaceae strains including 207 Klebsiella pneumoniae and 57 Escherichia coli which were isolated from various clinical specimens included in the study. Genetic regions of clinical isolates responsible showing resistance or reduced susceptibility to any of the carbapenems have been investigated.
Bacterial identification and antimicrobial susceptibility testing was carried out with conventional and otomated systems (Vitek 2, bioMerieux, USA). Gene regions coding for carbapenemases such as IMP, NDM, OXA-58, OXA-48, KPC and VIM have been investigated using the polymerase chain reaction method (PCR). Most of the strains isolated from anesthesi aintensive care unit and hospitalised surgical medicine unit patient and sample like urine (47,3 %), blood (19,3 %), wound (11,7 %), tracheal aspirate (10,6 %), sputum (6,8 %) and other samples (4,3%). In 43 % of isolates (102 K. pneumoniae, 12 E. coli) were detected at least one resistance or decreased susceptibility from imipenem, ertapenem and meropenem. In 88 % of carbapenem resistant isolates, the presence of at least one of the genes encoding carbapenemase was detected. OXA-48 was most frequently observed in carbapenemase-encoding genes (63 K. pneumoniae, 5 E. coli). Other following genes were identified as IMP (12 K. pneumoniae) and VIM (45 K. pneumoniae), NDM-1 (27 K. pneumoniae). No KPC and OXA-58 genes were detected in any of the 264 Enterobacteriaceae strains. The global spread of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae constitutes an important health problem on a universal scale due to the very limited treatment options available for infections with these strains. The results of this study show that carbapenem resistance is higher in K. Pneumoniae strains and that the primary enzyme responsible for carbapenem resistance is OXA-48 but is found frequently in metallo-beta-lactamases.