Vankomisin dirençli enterokok ve karbapenem dirençli gram negatif çomak kolonizasyonlu neonatal rektal sürüntü örneklerinin metagenomik araştırılması
Metagenomic investigation of neonatal rectal swab samples colonised with vancomycin-resistant enterococci and carbapenem-resistant gram negative rods
Yazar: AHMET AKTAŞ
Danışman: DOÇ. DR. YAŞAR NAKİPOĞLU
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Enfeksiyon Hastalıkları ve Klinik Mikrobiyoloji = Infectious Diseases and Clinical Microbiology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Bakteriyel enfeksiyonlar = Bacterial infections ; Bağırsak mikrobiyotası =   ; DNA dizileme = DNA sequencing ; Yoğun bakım üniteleri-neonatal = Intensive care units-neonatal

Özet:
İnsan bağırsak mikrobiyotası, sağlıklı ve hastalıklı dönemlerde sayısal anlamda farklılık gösterebilen ve tür çeşitliği yönünden diğer vücut bölgelerine kıyasla en büyük mikrobiyota topluluğudur. Fizyolojik, metabolik ve immünolojik gibi hayati fonksiyonlarda rol oynayan bağırsak mikrobiyotası insan sağlığının merkezi olarak kabul edilmektedir. Doğumun ardından yerleşmeye başlayan mikrobiyotanın kompozisyonu, bebeğin doğum şekli, bebeğin yaşı, beslenme tipi, aldığı antibiyotikler ve çevresel koşullar dahil olmak üzere birçok faktörden etkilenmektedir. Çalışmamızda yenidoğan yoğun bakım servisinde yatan <32 hafta doğum yaşı ve 1500 gr'dan düşük doğum ağırlığına sahip bebeklere yatış süresince uygulanan antibiyotiklerin mikrobiyota kompozisyonuna etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Çalışmamızda, 20 bebekten toplanan mekonyum örnekleri (n=20) ve aynı bebeklerin ilk kez vankomisine dirençli Enterococcus (VRE) ve karbapeneme dirençli Klebsiella pneumoniae (KRKP) saptanan rektal sürüntü örnekleri (n=20) olmak üzere toplamda 40 örnekte, yeni nesil dizileme yöntemi ile 16S rRNA kodlayan gDNA bölgesi sekanslanarak metagenomik analizi yapılmıştır. Çalışmamız bu konuda Türkiye'de yapılan ilk çalışma özelliğini taşımaktadır. Bebeklerden alınan 20 mekonyum örneğinde toplam 25 filum saptanmıştır. Mekonyumlarda en baskın dört filum sırasıyla; Bacillota, Pseudomonadota, Bacteroidota ve Actinomycetota olduğu, rektal sürüntü örneklerinden ise Pseudomonadota göreceli bolluğunda bir artış olduğu diğer üç filumda ise anlamlı bir azalma görüldüğü saptanmıştır. Filum düzeyinde alfa biyoçeşitlikte anlamlı şekilde azalma (p=≤0,05) saptanırken, beta çeşitlilikte rektal sürüntüde varyans azalması görülmüştür. Bebeklere ait örneklerde toplamda 310 aile saptanmıştır. Enterobacteriaceae (%35,56) ve Enterococcaceae (%18,35) en yüksek oranda görülen aileler olarak saptanmıştır. Cins/tür bazında ise örneklerde toplamda 2594 cins/tür tespit edilmiştir. İlk beş cins; Enterococcus spp., Klebsiella spp., Staphylococcus spp., Enterobacter spp., ve Clostridium spp., tür ise; E. faecalis, E. faecium ve K. pneumoniae olarak tespit edilmiştir. Bebeklerin bağırsak mikrobiyota kompozisyonunda meydan gelen bu değişimin nedenleri, bebeklerde kullanılan antibiyotiklerin yanı sıra bağırsak mikrobiyotasının doğal gelişim sürecine de bağlı olabilir. Bu konuda daha çok örnek üzerine çalışmaların yapılması yararlı olacaktır.

Abstract:
The human intestinal microbiota is the largest microbiota community compared to other body regions in terms of species diversity, which can differ numerically in healthy and diseased periods. The intestinal microbiota, which plays a role in vital functions such as physiological, metabolic, and immunological, is considered the center of human health. The composition of the microbiota that begins to settle after birth is affected by many factors, including the type of birth of the baby, the baby's age, nutrition type, antibiotics taken, and environmental conditions. Our study aimed to investigate the effect of antibiotics administered to babies with a birth age <32 weeks and a birth weight less than 1500 g on the microbiota composition during hospitalization in the neonatal intensive care unit. In our study, the next-generation sequencing method was used in a total of 40 samples, including meconium samples collected from 20 babies (n = 20) and rectal swab samples (n = 20) from the same babies, in which vancomycin-resistant Enterococcus (VRE) and carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae (KRKP) were detected for the first time. The gDNA region encoding 16S rRNA was sequenced, and metagenomic analysis was performed. Our study is the first study conducted in Turkey on this subject. A total of 25 phyla were detected in 20 meconium samples taken from babies. The four most dominant phyla in meconiums are: Bacillota, Pseudomonadota, Bacteroidota, and Actinomycetota. From the rectal swab samples, there was an increase in the relative abundance of Pseudomonadota and a significant decrease in the other three phyla. While a significant decrease (p≤0.05) was detected in alpha biodiversity at the phylum level, a decrease in variance in rectal swab was observed in beta diversity. A total of 310 families were identified in the sample of babies. Enterobacteriaceae (35.56%) and Enterococcaceae (18.35%) were found to be the families with the highest frequency. On the basis of genus or species, a total of 2594 genera or species were identified in the samples. The first five genera are Enterococcus spp., Klebsiella spp., Staphylococcus spp., Enterobacter spp., and Clostridium spp. species; they were identified as E. faecalis, E. faecium, and K. pneumoniae. The reasons for this change in the intestinal microbiota composition of babies may depend on the natural development process of the intestinal microbiota as well as the antibiotics used in babies. It would be useful to conduct studies on more examples of this subject.