Klebsiella pneumoniae izolatlarında karbapenem ve kolistin direnç mekanizmalarının moleküler olarak araştırılması
Molecular investigation of carbapenem and colistin resistance mechanisms in klebsiella pneumoniae isolates
Yazar: NESLİHAN GENİŞEL
Danışman: PROF. DR. KADRİ GÜL
Dicle Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Klinik Bakteriyoloji ve Enfeksiyon Hastalıkları = Clinical Microbiology and Infectious Diseases ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Karbapenemaz = Carbapenemase ; Karbapenemler = Carbapenems ; Klebsiella pneumoniae = Klebsiella pneumoniae ; Kolistin = Colistin ; Moleküler yapı = Molecular structure ; Pnömoni = Pneumonia ; Polimeraz zincirleme reaksiyonu = Polymerase chain reaction ; İndikatör dilüsyon teknikleri = Indicator dilution techniques

Özet:
Amaç: Karbapenem Dirençli Klebsiella pneumoniae (KDKp) enfeksiyonları azalan tedavi seçeneklerinden dolayı endişe verici sağlık sorunudur. Klinik izolatlarda karbapenem direncine en sık enzim aracılı mekanizmalar neden olur. Kolistin, KDKp'nin neden olduğu enfeksiyonlara karşı son çare tedavilerinden biri olarak kabul edilir. Bu çalışmanın amacı, kan örneklerindeki KDKp'lerin karbapenemaz (OXA-23, OXA-24, OXA-48, OXA-51, OXA-55, OXA-58, KPC, NDM-1, VIM, IMP) genlerini değerlendirmek ve mcr-1 geninin varlığını araştırmaktır. 
Gereç ve Yöntem: Şubat 2020-Haziran 2020 tarihleri arasında, Dicle Üniversitesi Tıp Fakültesi Hastaneleri YBÜ'nden bakteriyoloji laboratuvarına gönderilen kan örneklerinden izole edilen 33 adet KDKp izolatı çalışma kapsamına alındı. İzolatların antibiyotik duyarlılık testleri BD Phoenix 100 (BD, ABD) tarafından yapıldı. İzolatların karbapenem direnci Disk Difüzyon Test (DDT), kolistin duyarlılıkları Sıvı Mikrodilüsyon (SMD) yöntemi ile fenotipik olarak tespit edildi. Tüm izolatlarda plazmid-aracılı mcr-1 geni ve multiplex Polimeraz Zincir Reaksiyonu (PZR) ile karbapenemaz genleri araştırıldı.
Bulgular: DDT ile çalışılan KDKp izolatlarının hepsi (%100) ertapeneme dirençli (R) ; 9'u (%27,27) imipenem R, 23'ü (%69,7) meropeneme R olarak tespit edildi. SMD yöntemine göre izolatların 20'si (%60,61) kolistine dirençliydi. PZR yöntemi ile izolatların %75,76 (n = 25)'sında blaOXA-48, %6.06 (n = 2) sında blaNDM-1 ve %3,03 (n = 1)ünde blaOXA-24 saptandı. İki (%6,06) izolatta hem blaOXA-48 hem de blaNDM-1 genleri; 16 (%48,48) izolatta ise mcr-1 geni saptandı.
Sonuç: Kolistin direncinden sorumlu olduğu bilinen plazmid aracılı mcr-1 genlerini taşıyan izolatların çok yüksek oranda bulunması kolistin direncinin moleküler epidemiyolojik yöntemlerle takibe alınmasını gerektirmektedir. Sonuç olarak, nozokomiyal enfeksiyonlara neden olan KDKp'in karbapenem ve kolistin direnç mekanizmaları araştırılmalı, moleküler epidemiyolojik yöntemlerle izlenmelidir. Her hastane otomatize sistem ve SMD yöntemini kıyaslayarak kendi kolistin duyarlılık sonuçları için yanlış duyarlılık oranlarını belirlemelidir. 
Anahtar Sözcükler: Klebsiella pneumoniae, karbapenemaz, blaOXA-48, mcr-1, multipleks PZR, sıvı mikrodilüsyon.

Abstract:
Aim: Carbapenem Resistant Klebsiella pneumoniae (CRKp) infections are worrying health problems due to decreasing treatment options. Enzyme-mediated mechanisms are most frequently caused by carbapenem resistance in clinical isolates. Colistin is considered one of the last resort treatments for infections caused by CRKp. The aim of this study is to investigate the carbapenemase (OXA-23, OXA-24, OXA-48, OXA-51, OXA-55, OXA-58, KPC, NDM-1, VIM, IMP) and mcr-1 genes of the CRKps isolates. 
Material and Method: A total of 33 CRKp isolates isolated from patient blood samples from the Dicle University Medical Faculty Hospital, ICUs between February 2020 and June 2020, were included in the study. Antibiotic susceptibility tests were performed by BD Phoenix 100 (BD, U.S.A.). Carbapenem resistance of isolates was determined phenotypically by Disk Diffusion Test (DDT), colistin susceptibility by Broth Microdilution (BMD) method. The presence of carbapenemase encoding genes including all CRKp isolates, blaOXA-23, blaOXA-24, blaOXA-48, blaOXA-51, blaOXA-55, blaOXA-58, blaKPC, blaNDM-1, blaVIM, blaIMP were investigated by multiplex PCR. CRKp isolates were tested for mcr-1 gene by PCR. 
Results: All CRKp isolates studied with DDT (100%) were resistant to ertapenem; 9 (27.27%) resistant to imipenem and 23 (69.7%) were resistant to meropenem. 20 (60.61%) of the isolates were found resistant to colistin. blaOXA-48 was found in 75.76% (n = 25) of isolates, blaNDM-1 in 6.06% (n = 2) and blaOXA-24 in 3.03% (n = 1). Both blaOXA-48 and blaNDM-1 genes were detected in two (6.06%) isolates and mcr-1 gene in 16 (48.48%) isolates.
Conclusion: The very high rate of isolates carrying mcr-1 genes necessitates monitoring of colistin resistance by molecular epidemiological methods. The resistance mechanisms of CRKp should be investigated, monitored by molecular epidemiological methods. Each hospital should compare the automated system and the BMD method and determine the false susceptibility rates for their colistin susceptibility results.
Key Words: Klebsiella pneumoniae, carbapenemase, blaOXA-48, mcr-1, multiplex PCR, broth microdilution.