Hastanemizde klinik örneklerden izole edilen karbapenem dirençli klebsiella pneumoniae suşlarındaki fosfomisin direnç durumlarının araştırılması /
Yazar: UĞUR KÜÇÜKSU
Danışman: PROF. DR. MÜNEVVER UFUK HASDEMİR
Marmara Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2022
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Fosfomisin = Fosfomycin ; Karbapenemler = Carbapenems ; Klebsiella pneumoniae = Klebsiella pneumoniae ; Kolistin = Colistin ; Meropenem = Meropenem ; İlaçlara direnç = Drug resistance ; İndikatör dilüsyon teknikleri = Indicator dilution techniques

Özet:
Amaç: Hastanemizde kan kültürlerinden izole edilen ve karbapenem dahil çoklu ilaç direnci gösteren (ÇİD) Klebsiella pneumoniae izolatlarının fosfomisin ve kolistine duyarlılıklarını belirlemeyi; dirençten sorumlu olası mekanizmaları araştırmayı; fosfomisin, kolistin ve meropenem duyarlılıklarının belirlenmesinde otomatize sistemlerin performansını değerlendirmeyi ve ayrıca fosfomisin duyarlılığını belirlemede sıvı disk elüsyon testinin yerini araştırmayı amaçladık.
Gereç ve Yöntem: 2019-2021 yılları arasında kan kültürlerinden izole edilen ve VITEK® 2 otomatize sistemi ile karbapeneme dirençli bulunan 61 K. pneumoniae izolatının fosfomisine duyarlılıkları, standart agar dilüsyon yöntemiyle; kolistin ve meropeneme duyarlılıkları standart sıvı mikrodilüsyon yöntemiyle çalışılmıştır. Fosfomisin ve karbapenem direncinden sorumlu olası direnç genleri (fosfomisin için; fosA3, fosC2, karbapenem için; blaOXA-48, blaNDM, blaKPC, blaIMP ve blaVIM) PZR ile kolistin direncinden sorumlu olası direnç genleri (mcr-1, mcr-2, mcr-3, mcr-4 ve mcr-5) multipleks PZR yöntemleriyle araştırılmıştır. Fosfomisin, kolistin ve meropenem için VITEK® 2 otomatize sisteminin; fosfomisin için ise ayrıca sıvı disk elüsyon metodunun performansları, standart duyarlılık testleriyle karşılaştırılarak değerlendirilmiştir.
Bulgular: Standart sıvı mikrodilüsyon yöntemiyle meropeneme 'dirençli' veya 'duyarlı, yüksek dozda' bulunan ÇİD 61 K. pneumoniae izolatının %42,6'sı fosfomisine, %57,4'ü kolistine duyarlı olarak bulunmuştur. İzolatların %19,6'sı hem fosfomisine hem de kolistine duyarlı iken en az birine duyarlı izolat oranı %78,6'dır. MİK50 ve MİK90 değerleri sırasıyla fosfomisin için 64 μg/mL ve 512 μg/mL; kolistin için 2 μg/mL ve 64 μg/mL'dir. Altmış bir izolatın hiçbirinde fosfomisin direncinden sorumlu plazmidik fosA3 ve fosC2; kolistin direncinden sorumlu plazmidik mcr-1, mcr-2, mcr-3, mcr-4, mcr-5 saptanmamıştır. İzolatların %98,3'ünde karbapenem direncinden sorumlu en az bir gen saptanmıştır. Altmış bir izolatın 46'sında (%75,4) tek başına blaOXA-48, 2'sinde (%3,3) tek başına blaNDM, 4'ünde (%6,6) blaOXA-48 ve blaNDM birlikte ve 8'inde (%13,1) tek başına blaKPC saptanmış olup blaIMP ve blaVIM hiçbir izolatta bulunmamıştır. Fosfomisin için standart agar dilüsyon yöntemiyle karşılaştırıldığında VITEK® 2'nin kategorik uyum oranı %70,5; büyük hata oranı %1,6; çok büyük hata oranı %27,9; sıvı disk elüsyon yönteminin ise kategorik uyum oranı %63,9; büyük hata oranı %32,8; çok büyük hata oranı %3,3 olarak bulunmuştur. Kolistin için standart sıvı mikrodilüsyon yöntemiyle karşılaştırıldığında VITEK® 2'nin kategorik uyum oranı %83,6; büyük hata oranı %4,9; çok büyük hata oranı %11,5'tir. Meropenem için ise standart sıvı mikrodilüsyon yöntemiyle karşılaştırıldığında VITEK® 2'nin kategorik uyum oranı %95,1; küçük hata oranı %4,9 olarak saptanmış olup büyük hata ve çok büyük hata saptanmamıştır.
Sonuç: Karbapenem dirençli K. pneumoniae izolatlarında fosfomisin (%42,6) ve kolistine (%57,4) duyarlılık oranlarının belirgin olarak düşük olması dikkat çekici ve tehdit edici niteliktedir. Fosfomisin direnciyle ilişkili plazmidik fosA3, fosC2 ve kolistin direnciyle ilişkili mcr-1, mcr-2, mcr-3, mcr-4, mcr-5 genlerinin hiçbir izolatta saptanmamış olması çalışmamızın ilginç bir sonucudur. Karbapenem direncinde blaOXA-48'in baskınlığı yanında blaNDM ve blaKPC'nin de azımsanmayacak oranlarda saptanması dikkat çekicidir. VITEK® 2'nin performansı meropenem için iyi düzeyde iken; fosfomisin ve kolistin duyarlılığını belirlemede kullanılması uygun değildir. Sıvı disk elüsyon yönteminin de fosfomisin için performansı uygun bulunmamıştır.

Abstract:
Objective: In our study, we aimed to determine the fosfomycin and colistin susceptibility of multi drug resistant, including resistance to carbapenem, Klebsiella pneumoniae strains isolated from blood culture in our hospital, to investigate possible mechanisms responsible for resistance, and to determine the performance of the VITEK® 2 system in detecting susceptibility to fosfomycin, colistin and carbapenem. We also evaluated the performance of broth disc elution method for fosfomycin susceptiblity.
Materials and Methods: The fosfomycin, colistin and meropenem susceptibilities of 61 K. pneumoniae which were isolated from blood cultures in 2019-2021 and found resistant to carbapenem by the VITEK® 2 automated system, were studied using the standard agar dilution and broth microdilution methods. Possible resistance genes responsible for fosfomycin (fosA3, fosC2) and carbapenem (blaOXA-48, blaNDM, blaKPC, blaIMP ve blaVIM) resistance were investigated by PCR. Multiplex PCR was used for detection of possible colistin resistance genes (mcr-1, mcr-2, mcr-3, mcr-4 ve mcr-5). In addition, the performances of the VITEK® 2 automated system was evaluated for fosfomycin, colistin and meropenem and the broth disc elution method for fosfomycin in comparison to standard methods.
Results: Of the 61 K. pneumoniae isolates found 'resistant' or 'susceptible, increased exposure' to meropenem by standard broth microdilution method, 42,6% were found to be susceptible to fosfomycin and 57.4% to colistin. While 19,6% of the isolates were susceptible to both fosfomycin and colistin, the rate of isolates susceptible to at least one of fosfomycin and colistin was %78,6. MIC50 and MIC90 values were 64 μg/mL and 512 μg/mL for fosfomycin, 2 μg/mL and 64 μg/mL for colistin, respectively. fosA3, fosC2 genes responsible for fosfomycin resistance and mcr-1, mcr-2, mcr-3, mcr-4, mcr-5 genes responsible for colistin resistance were not detected in any of the 61 isolates. At least one gene responsible for carbapenem resistance was detected in %98,3 of the isolates. Only blaOXA-48 was found in 46 (75,4%) of 61 isolates, only blaNDM in 2 (3,3%), both of blaOXA-48 and blaNDM in 4 (6,6%), and blaKPC in 8 (13,1%) isolates. blaIMP and blaVIM were not detected in any isolate. Compared with the standard agar dilution method for fosfomycin, the categorical agreement of VITEK® 2 was 70,5%, the major error rate was %1,6, the very major error rate was 27,9%, and the broth disc elution method had a categorical agreement of 63,9%, major error rate of 32.8%, very major error rate was found to be 3,3%. Compared with the standard broth microdilution method for colistin, the categorical agreement of VITEK® 2 was 83,6%; major error rate 4,9%; very major error rate was 11,5%. For meropenem, when compared to the standard broth microdilution method, the categorical agreement of VITEK® 2 was 95,1%; the minor error rate was 4,9%. No major or very major error was detected for meropenem susceptibility.
Conclusion: The low susceptibility rates to fosfomycin and colistin in carbapenem 'resistant' or 'susceptible, increased exposure' K. pneumoniae isolates is remarkable and threatening. An interesting result of our study is that fosA3, fosC2 genes associated with fosfomycin resistance and mcr-1, mcr-2, mcr-3, mcr-4, mcr-5 genes associated with colistin resistance were not detected in any isolate. In addition to the predominance of blaOXA-48 in carbapenem resistance, it is noteworthy that blaNDM and blaKPC were also detected at substantial rates. While VITEK® 2 performed well in testing susceptibility to meropenem, it performed poorly in susceptibility to fosfomycin and colistin. The fosfomycin broth disc elution method also performed poorly.