Kan kültürlerinden izole edilen karbapenem dirençli enterobacterıaceae suşlarında karbapenem direnç genleri ve genişlemiş spektrumlu beta-laktamaz (GSBL) direnç genlerinin polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) yöntemi ile araştırılması /
Yazar: HARUN REŞİD SU
Danışman: PROF. DR. ÖZGE TURHAN
Akdeniz Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Enfeksiyon Hastalıkları Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2017
Konu: Klinik Bakteriyoloji ve Enfeksiyon Hastalıkları = Clinical Microbiology and Infectious Diseases

Özet:
Günümüzde, insanlardaki toplum ve hastane kaynaklı bakteriyel enfeksiyonların en önemli etkenleri Enterobacteriaceae ailesinde bulunmaktadır. Bu ailede yer alan bakterilerin mevcut antibiyotiklerle tedavisi hala zordur. Tedavide en sık kullanılan β-laktam antibiyotiklere karşı dirençte temel
mekanizma β-laktamazlar, özellikle GSBL dir. GSBL üreten suşlarla oluşan ciddi enfeksiyonlarda tercih edilen karbapenemlerin yaygın kullanılması sonucu ise karbapenemaz üreten izolatlar gündeme gelmiş ve tedavi seçeneklerinde kısıtlılık ve tedavide güçlük yaşanmasına yol açmıştır. Ayrıca karbapenemaz üretiminin bu suşlarda hızla yaygınlaşması enfeksiyon kontrolünde acil bir problem haline gelmiş ve bu suşların hızlı bir şekilde tespit edilme gerekliliği ortaya koymuştur.
Bu çalışmada Akdeniz Üniversitesi Hastanesi yataklı servisler ve yoğun bakım ünitelerinde yatan hastalardan 2010-2015 yılları arasında alınan Merkez Laboratuvarı'na gönderilmiş kan kültürlerinden izole edilen, otomatize sistem ile saptanmış ve karbapenemlerden en az birine dirençli yada orta duyarlı bulunan Enterobacteriaceae ailesi üyelerinde karbapenem direnç genleri (KPC, OXA-48, NDM, IMP, VIM) ve GSBL (CTX-M …) varlığını PCR yöntemi ile saptamak ve yıllara göre dağılımları incelenerek hastanemizin epidemiyolojik verileri belirlenmesi amaçlanmıştır.
Çalışmamızda 152 [107 K. pneumoniae, 28 E. coli, 13 Enterobacter spp ile birer K. oxytoca, M. morganii, C. braaki, S. marcescens] kan izolatında 113 karbapenemaz enzimi (105 OXA-48, üçer NDM ve VIM, birer IMP ve IMP + OXA-48) tespit edilmiştir. İzolatların 36'sı imipeneme, 48'i meropeneme ve 4
tanesi ertapeneme duyarlı olarak saptanmıştır. Ertapenem karbapenemaz varlığını tarama da en duyarlı, imipenem ise en özgül karbapenem olarak bulunmuştur. 94 İzolatların hiçbirinde KPC saptanmamıştır. K. pneumoniae suşlarında OXA-48, NDM ve IMP sıklığı sırasıyla: %83.2, %1.9 ve %0.9, E. coli suşlarında OXA-48, NDM ve VIM sıklığı sırasıyla: %46.4, %3.6 ve %3.6, E. cloacae suşlarında OXA48 ve OXA-48 + VIM sıklığı sırasıyla: %20 ve %10 olarak tespit edilmiştir. 86 suşta CTX-M saptandı. K. pneumoniae, E. coli ve E. cloacae suşlarında CTX-M sıklığı sırasıyla %59.8, %67.9 ve %20 tespit edilmiştir.
Kan kültürlerinden izole edilen Enterobactericeae suşlarında 2010 da 6, 2011 ve 2012 de 10, 2013 te 30, 2014 te 28, 2015 te 29 karbapenemaz üreten izolat saptandı. Ki-kare testi ile yapılan istatistiksel değerlendirmede yıllara göre karbapenemaz üretici sayısının prevalanslarının (2010 da % 15.8, 2011 de % 19.6, 2012 de % 27.8, 2013 te % 42.3, 2014 de % 41.8 ve 2015 te % 44.8) artışı anlamlı (p<0,05) olarak bulunmuştur. Bu durum hastanemizde gram negatif bakterilerde gözlenen karbapenem direncin 2010-2015 arasında ne kadar dramatik bir değişim gösterdiğini açısından önemlidir.
Hastaların kan kültür öncesi aldıkları antibiyoterapiler incelendi ve kültür öncesi kolistin tedavisi alan 28 hastanın 25'inde OXA-48 direnç geni varlığı gözlendi. OXA-48 varlığı ve kolistin kullanımı arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark saptanmıştır (p=0.008).
Ex olan 93 hastanın 70'inde OXA-48 direnç geni pozitifliği bulunmuştur. OXA-48 varlığı ve exitus arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark saptanmıştır (p=0.047).
Çalışmamız sonucunda hastanemizde Enterobacteriaceae üyelerinde karbapenemaz ve GSBL (CTX-M …) varlığı-prevalansları belirlenmiş olup, akılcı antibiyotik kullanımında yol gösterici olmuştur. Bu direnç genlerinin hızlı tespiti ile hastalara hem uygun antibiyoterapi hem de erken ve uygun şekilde izole edilerek maliyet ve mortalitenin azalmasına katkı sağlayacağı düşüncesindeyiz.
Anahtar kelimeler: Enterobacteriaceae, karbapenemaz, PCR, CTX-M,

Abstract:
Investigation of Carbapenem Resistance Genes and Extended Spectrum Beta-Lactamase (ESBL) Resistance Genes in Carbapenem Resistant Enterobacteriaceae Strains Isolated from Blood Cultures by Polymerase
Chain Reaction (PCR) Method
Currently, the most important causes of community- and hospital-acquired bacterial infections in humans are within the Enterobacteriaceae family. Treatment of bacteria within this family with existing antibiotics remains challenging. The main mechanism of resistance to β-lactams, the most commonly used antibiotics in therapy, involves β-lactamases, especially ESBLs. Carbapenemase-producing isolates have emerged as a result of the widespread use of carbapenems, which are the preferred antibiotics in severe infections caused by ESBL-producing strains, limiting the treatment options and leading to difficulties in treatment. Moreover, the rapid spread of the ability to produce carbapenemase among these strains has become an urgent problem in infection control and
exposed the need for rapid detection of these strains.
The aim of this study is to detect the presence of carbapenem resistance genes (KPC, OXA-48, NDM, IMP, VIM) and ESBL (CTX-M etc.) with the PCR method in Enterobacteriaceae strains, which were isolated from blood cultures sent to the Central Laboratory from patients admitted to inpatient services or intensive care units between 2010-2015, detected by automated system, and resistant or moderately susceptible to at least one of carbapenems, and to establish the epidemiological data of Akdeniz University Hospital by studying their distributions throughout the years.
In this study, 113 carbapenemase enzymes (105 OXA-48, 3 NDM and VIM, 1 IMP and IMP + OXA-48) were detected in 152 blood isolates [107 with K. pneumonia, 28 with E. coli, 13 with Enterobacter spp, 1 with each of K. oxytoca, M. morganii, C. braaki, or S. marcescens]. Of the isolates, 36 were
susceptible to imipenem, 48 to meropenem, and 4 to ertapenem. Ertaphenem was the most sensitive in screening for the presence of carbapenemase; imipenem was  96 found to be the most specific carbapenem. No KPC was detected in any of the isolates. OXA-48, NDM, and IMP frequencies were found to be 83.2%, 1.9% and 0.9% in K. pneumoniae strains and 46.4%, 3.6% and 3.6% in E. coli, respectively; OXA-48 and OXA-48 + VIM frequencies were found to be 20% and 10% in E. cloacae strains, respectively. CTX-M was detected in 86 strains. The frequency of CTX-M in K. pneumoniae, E. coli, and E. cloacae strains were 59.8%, 67.9% and 20%, respectively.
The number of carbapenemase-producing isolates among Enterobactericeae strains isolated from blood cultures were 6, 10, 30, 28, 29 in 2010, 2011 and 2012, 2013, 2014, and 2015, respectively. The increase in the prevalence of carbapenemase-producing isolates over the years (15.8% in 2010,
19.6% in 2011, 27.8% in 2012, 42.3% in 2013, 41.8% in 2014, and 44.8% in 2015) was found to be significant (p<0.05) based on the statistical evaluation with chi-square test. This is important to show how dramatically the carbapenem resistance observed in gram-negative bacteria has changed from 2010 to 2015 in this particular hospital.
The antibiotic therapies that the patients have received before blood culture were examined; OXA-48 resistance was observed in 25 of 28 patients who had received colistin treatment. There was a statistically significant link between the presence of OXA-48 and the use of colistin (p=0.008).
OXA-48 resistance gene was present in isolates of 70 of 93 patients who died. There was a statistically significant link between the presence of OXA-48 and mortality (p=0.047).
Having demonstrated the presence and prevalence of carbapenemase and ESBL (CTX-M, etc.) in Enterobacteriaceae strains in this hospital, the results of this study serve as a guide for the rational use of antibiotics. It is believed that the rapid detection of these resistance genes will contribute to the administration of appropriate antibiotic therapies as well as the reduction of cost and mortality by early and proper isolation.
Key words: Enterobacteriaceae, carbapenemase, PCR, CTX-M