Pediatrik üriner sistem enfeksiyonlarında etken olan enterobacteriaceae ailesi üyelerinde GSBL ve karbapenemaz üretim sıklığının ve enzim tiplerinin araştırılması ve klinik yansıması
The investigation and clinical reflection of the production frequency of ESBL and carbapenemase and enzyme types in enterobacteriaceae family members mediated pediatric urinary tract infections
Yazar: AYŞE TUBA GÜRLEN
Danışman: DOÇ. DR. BİLGE ALDEMİR KOCABAŞ
Akdeniz Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2019
Konu: Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları = Child Health and Diseases
Dizin: Beta laktamazlar = Beta lactamases ; Enterobacteriaceae = Enterobacteriaceae ; Enzimler = Enzymes ; Karbapenemaz = Carbapenemase ; Pediatri = Pediatrics ; Üriner sistem enfeksiyonları = Urinary tract infections

Özet:
Üriner sistem enfeksiyonu (ÜSE) çocukluk çağının yaygın ve önemli bir klinik problemdir. Genişlemiş spektrumlu beta-laktamaz (GSBL) üreten ve üçüncü kuşak sefalosporinlere dirençli Enterobacteriaceae'ların pediatrik popülasyonda da giderek yaygınlaştığını görülmektedir. Bu çalışmada pediatrik üriner sistem enfeksiyonlarında etken olan Enterobacteriaceae ailesi üyelerinde GSBL ve karbapenemaz üretim sıklığının ve enzim tiplerinin araştırılması amaçlanmıştır. 
Pediatri Polikliniğinden ve/veya Kliniğinden ÜSE şüphesi nedeniyle idrar kültürü istenmiş hastalardan izole edilen 268 Enterobactericeae suşları çalışmaya alındı. Bu izolatlarda GSBL ve karbapenemaz enzim üretimi varlığı değerlendirildi. Aynı zamanda GSBL pozitif , ÜSE kabul edilen 109  hastanın klinik özellikleri, kullanılan tedavi yöntemleri hastane kayıtlarından retrospektif olarak tarandı. Enterobactericeae izolatlarında GSBL tayini için, ilk olarak fenotipik test kombine disk yöntemi uygulanarak GSBL üretimine bakıldı. GSBL pozitif çıkan izolatların konvansiyonel Polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) testi ile genotipi araştırıldı. 
ÜSE olan 109 hastanın 72 (%66,1)'si kız, 37 (%33,9)'si erkek; yaş ortalaması 75,15±65,41 (1-206) ay bulunmuştur. Hastaların 58'inin (%55,2) tedavisi ayaktan düzenlenmiş olup 51 hasta (%44,8) hastaneye yatırılarak parenteral tedavi almıştır. En sık oral ampirik antibiyotik sefiksim (%67,5) tercih edilirken, ampirik paranteral antibiyotiklerden ise ilk sırada %75 oranında sefalosporin grubu antibiyotikler gelmektedir. Kültürden sonra antibiyotik tedavisi değişen hastaların tedavi sürelerinin değişmeyen hastalara göre istatistiksel açıdan daha uzun olduğu gözlenmiştir (p<0,001). Hastaların GSBL üreten Enterobactericeae izolatlarından (n:109) en sık saptanan etken E. coli (n=85, %78), ikinci en sık etken ise K. pneumoniae (n=18, %16,5) dır. Toplam 268 izolatın 13'ünde (%4,9) fenotipik testler ile karbapenem direnci saptanmıştır. Bunlardan 11'i kontaminasyon olarak değerlendirildiğinden ileri analize tabi tutulmamıştır. Yalnızca ÜSE etkeni olan izolatlar ele alınırsa fenotipik karbapenem direnci %1,8 (n=2) olarak bulunmuştur.
GSBL pozitif olan 268 izolattan 197'sinin enzim tiplerine bakılabilmiştir. En sık izole edilen suş E.coli  (n=143 , %72,5) dir. Bu izolatlardan 149 (%75,6)'unda CTX-M, 103 (%52,2)'inde TEM, 8 (%4)'inde SHV, 1 (%0,5)'inde IMP geni tespit edilmiştir. Karbapenem direnci olan 1 hastanın enzim izolatı TEM +IMP olarak bulunmuştur. Genotipik olarak karbapenem direncimiz tüm izolatlar ele alınırsa %0,4 iken yalnızca ÜSE etkeni olan izolatlar ele alınırsa %0,9 saptanmıştır.
GSBL pozitif olmasına rağmen sefalosporin başlanan hastaların (n=24) %43'ünde klinik ve laboratuvar yanıt olduğu gözlenmiştir. Ancak GSBL pozitif enfeksiyonlarda sefalosporinlerin inokülüm etkisi gözönünde bulundurulmalı ve laboratuvar ve klinik yanıt yakın gözlenmelidir. GSBL izole edilen 268 idrar örneğinin 159'u kontaminasyon olarak değerlendirilmiş olup barsak florasından kaynaklandığı düşünülürse de bu oran diğer çalışmalardan yüksek bulunmuştu. Bu nedenle GSBL pozitif Enterobactericea taşıyıcılığı ve kolonizasyonu için iyi standardize edilmiş radomize-kontrollü bir çalışma ile bölgesel verilerimizin elde edileceği ileri çalışmalara ihtiyaç vardır.
Sonuç olarak tedavi seçeneklerini neredeyse sıfıra indiren karbapenemaz enzimlerinin varlıklarının ve tiplerinin yerel ve ülke düzeyinde bilinmesi akılcı antibiyotik kullanımımıza katkıda bulunacağı açıktır. Yeterli enfeksiyon kontrolü, dirençli bakterilerin hızlı tespiti ve antibiyotik sorumluluğu, GSBL üreten bakterilerin yayılmasının durdurulması açısından önemlidir. 

Anahtar Kelimler: Çocuk, enzim izolatları, GSBL, Karbapenem, üriner sistem enfeksiyonu

Abstract:
Urinary tract infection (UTI) is a common and crucial clinical problem in childhood. Enterobacteriaceae, producing extended-spectrum beta-lactamase (ESBL) and resistant to third-generation cephalosporins are becoming widely common in the pediatric population. The aim of this study was to investigate the frequency of ESBL and carbapenemase production and enzyme types in Enterobacteriaceae family members, which underlie pediatric urinary tract infections.
268 Enterobacteriaceae strains isolated from patients for whom urine culture tests were requested in Pediatric Polyclinic and/or Clinic because of suspected UTI were included in the study. ESBL and carbapenemase enzyme production were evaluated in these isolates. Additionally, clinical features and treatment methods of 109 ESBL positive UTI patients were retrospectively reviewed in hospital registry. For the determination of ESBL in Enterobacteriaceae isolates, phenotypic test combined disk method was initially used. Genotype of ESBL positive isolates were evaluated by conventional polymerase chain reaction (PCR) test.
Of 109 patients with UTI, 72 (66.1%) were female and 37 (33.9%) were male; The mean age was found to be 75.15 ± 65.41 (1-206) months. Fifty-eight (55.2%) patients were treated as outpatients and 51 (44.8%) patients were hospitalized and received parenteral treatment. Whereas Cefixime was the most commonly preferred agent among oral empiric antibiotics (67.5%), cephalosporins were the most common empirical parenteral antibiotics (75%). The treatment duration of the patients who had changed antibiotic treatment after following culture test was found to be statistically longer than the patients without change (p <0.001). Among the ESBL-producing Enterobacteriaceae isolates (n: 109), E. coli (n = 85, 78%) and K. pneumoniae (n = 18, 16.5%) were the most common causative agents. Carbapenem resistance was determined by phenotypic tests in 13 (4.9%) of 268 isolates. Since 11 of the samples were determined to be contaminated, no further analysis applied. Phenotypic carbapenem resistance was found to be 1.8% (n = 2) in isolates with UTI only.
Of the 268 ESBL-positive isolates, 197 strains were tested for enzyme types. The most frequently isolated strain was E. coli (n = 143, 72.5%). CTX-M was found in 149 (75.6%), TEM in 103 (52.2%), SHV in 8 (4%), and IMP in 1 (0.5%) of these isolates. The enzyme isolates of 1 patient with carbapenem resistance were TEM+IMP. Genotypically, carbapenem resistance was 0.4% for all isolates and 0.9% for UTI alone.
Clinical and laboratory response was observed in 43% of patients with cephalosporin treatment though ESBL was positive (n = 24). However, the inoculum effect of cephalosporins should be considered in ESBL positive infections, and close laboratory and clinical response monitoring is required. Of the 268 urine specimens isolated from ESBL, 159 were considered to be contamination; however, this rate was higher than the rates reported by other studies if considered to be caused by intestinal flora. Hence, further studies are required to obtain our regional data with a well-standardized randomized-controlled study for ESBL positive Enterobacteriaceae carriage and colonization.
In conclusion, it is clear that the identification of the presence and types of carbapenemase enzymes, which brings treatment options almost to zero, at local and national level, will contribute to rational antibiotic use. Adequate infection control, rapid detection of resistant bacteria and antibiotic responsibility are important in order to stop the spread of ESBL-producing bacteria.

Keywords: Child, Enzyme Isolates, ESBL, Carbapenem, Urinary Tract Infection