Karbapenem dirençli pseudomonas aeruginosa izolatlarının direnç ve virülans genlerinin taranması ve PFGE ile moleküler epidemiyolojisinin incelenmesi
Determination of the resistance and virulence genes is carbapenem resistant pseudomonas aeruginosa isolates and investigation of its molecular epidemiology by PFGE
Yazar: HAMİYET BÜŞRA GÜNDOĞDU
Danışman: PROF. DR. OSMAN BİROL ÖZGÜMÜŞ
Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2023
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Elektroforez = Electrophoresis ; Elektroforez-agar jel = Electrophoresis-agar gel ; Genler = Genes ; Karbapenemler = Carbapenems ; Polimeraz zincirleme reaksiyonu = Polymerase chain reaction ; Pseudomonas aeruginosa = Pseudomonas aeruginosa ; Virülans = Virulence ; İlaçlara direnç = Drug resistance

Özet:
Introduction and Purpose: Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) is a Gram-negative, non-fermentative, opportunistic pathogen that can cause serious infections, especially in patients in intensive care. In recent years, the increase in multi-drug resistant P. aeruginosa strains has complicated treatment. This study aimed to investigate the antibiotic resistance, virulence genes and clonal relationship among carbapenem-resistant clinical isolates of P. aeruginosa that were obtained from patients admitted to Recep Tayyip Erdogan University Training and Research Hospital.
Materials & Methods: Fifty-eight carbapenem-resistant P. aeruginosa isolates identified by the VITEK-2 automated system were included in the study. Antibiotic resistance genes and virulence genes were screened by PCR. PFGE method was used to determine the clonal similarity between the strains. Pearson's Chi-square and Fisher's compatibility tests were used to investigate the relationship between demographic data, antibiotic resistance and detected genes.
Results: The antibiotic susceptibility of the isolates was as follows: amikacin 41.8%, gentamicin 67.2%, tobramycin 48.2%, ceftazidime 81.03%, cefepime 81.03%, ciprofloxacin 67.2%, levofloxacin 75.8%, and piperacillin-tazobactam 91.38%. Of the resistance genes, blaVIM was detected in three isolates, and mexY was detected in 28 isolates. Among the virulence genes, exoY was found in 65.5% of isolates, exoT in 56.8%, algD in 44.8%, and exoA in 15.5%. Quorum-sensing genes were not found. A statistically significant correlation was found between exoT and PRP (p=0.012) and also between the absence of exoY and gentamicin resistance (p=0.037). No dominant epidemic strain was detected in PFGE. Forty-one different genotypes were found(observed), and the isolates were collected into 12 different clusters. The clustering rate was found to be 47%.
Discussion & Conclusions: In this study, high levels of antibiotic resistance were found in isolates. High resistance of ear drainage culture isolates was noted. The resistance is low compared to other country's gene rates however it is compatible with the studies in our country. The virulence gene rates were found lower than studies conducted in our country and the world. According to the results of the PFGE analysis, most of the isolates were unrelated. No significant relationship was found between isolates whose band profiles were the same or closely related and demographic data. In order to control the transmission of carbapenem-resistant bacteria between patients and wards, molecular epidemiological
vii
studies should be expanded at national and international levels to identify the source of infections and to develop preventive strategies.
Keywords: Pseudomonas aeruginosa, carbapenem resistance, virulence gene, PFGE

Abstract:
Giriş ve Amaç: Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) özellikle yoğun bakım hastalarında ciddi enfeksiyona neden olabilen Gram negatif nonfermentatif fırsatçı patojendir. Son yıllarda çoklu ilaç dirençli P. aeruginosa suşlarının artması tedaviyi zorlaştırmaktadır. Bu çalışmada Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi Eğitim ve Araştırma Hastanesi'ne başvuran hastaların klinik örneklerinden izole edilen karbapenem dirençli P. aeruginosa izolatlarında antibiyotik duyarlılıkları, direnç genleri, virülans genleri ve izolatlar arasındaki klonal ilişkinin araştırılması amaçlanmıştır.
Gereç ve Yöntem: VITEK-2 otomatize sistemi ile tanımlanan karbapenem dirençli 58 adet P. aeruginosa izolatı ile çalışmaya dahil edildi. Antibiyotik direnç genleri ve virülans genleri PCR ile tarandı. Suşlar arasında klonal benzerliğin tespit edilmesi için PFGE yöntemi kullanıldı. Demografik veriler, antibiyotik direnci ve tespit edilen genler arası ilişkiyi araştırmak için Pearson's Ki-kare ve Fisher's uygunluk testleri kullanıldı.
Bulgular: İzolatların antibiyotik duyarlılıkları aşağıdaki gibi bulundu: amikasin %41.8, gentamisin %67.2, tobramisin %48.2, seftazidim %81.03, sefepim %81.03, siprofloksasin % 67.2, levofloksasin %75.8, piperasilin-tazobaktam %91.38. Direnç genlerinden üç izolatta blaVIM, 28 izolatta mexY tespit edildi. Virülans gemlerinden exoY %65.5, exoT %56.8, algD %44.8, exoA %15.5 şeklinde bulundu. Quorum sensing genleri bulunmadı. İstatistiksel olarak exoT ile TZP arasında (p=0.012) ve exoY yokluğu ile GEN direnci arasında (p=0.037) anlamlı ilişki tespit edildi. PFGE'de baskın salgın izolatı saptanmadı. Kırk bir farklı genotip tespit edilmiş olup izolatlar 12 farklı küme içerisinde toplandı. Kümeleşme oranı ise %47 olarak tespit edildi.
Tartışma ve Sonuç: Bu çalışmada izolatlarda yüksek düzeyde antibiyotik direncine rastlandı. Kulak akıntı kültürü izolatlarının yüksek dirençli olması dikkat çekti. Direnç geni oranı ülkemizdeki çalışmalarla uyumlu olup diğer ülkelere göre düşük oranda görüldü. Bu çalışmada bulunan virülans genlerinin ülkemiz ve dünya geneli sonuçlara göre düşük oranda olduğu görüldü. PFGE analizi sonucuna göre izolatların çoğunun ilişkisiz olduğu görüldü. Karbapenem dirençli bakterilerin hastalar ve klinikler arası bulaşını kontrol etmek, enfeksiyonların kaynağını tespit etmek ve önleyici stratejiler geliştirmek için moleküler epidemiyolojik çalışmaların ulusal ve uluslararası sahalarda arttırılması gerekir.
Anahtar kelimeler: Pseudomonas aeruginosa, karbapenem direnci, virülans geni, PFGE