Evaluation of the Effi cacy of Colistin/Sulbactam Combination on Carbapenem-Resistant Acinetobacter baumannii Strains

Karbapeneme Dirençli Acinetobacter baumannii Suşlarında Kolistin/Sulbaktam Kombinasyonu Etkinliğinin Değerlendirilmesi

YELİZ ÇETİNKOL,MURAT TELLİ,ARZU ALTUNÇEKİÇ YILDIRIM,MUSTAFA KEREM ÇALGIN

Abstract

Acinetobacter baumannii strains, are opportunistic pathogens that cause severe nosocomial infections that are diffi cult to treat due to development of resistance to multiple antibiotics. As the antibiotic choices to be used in treatment are limited, combinations of a variety of antibiotics are used. The aims of this study were to identify the minimal inhibitory concentration (MIC) values of colistin and sulbactam against A.baumannii isolates and to determine the in vitro activity of colistin-sulbactam combination. A total of 50 A.baumannii strains isolated from different clinical specimens (32 tracheal aspirates, 10 blood, 6 urine and 2 wound samples) were included in the study. The identifi cation of bacteria was performed by traditional methods and Vitek-2 (BioMerieux, France) automated system. Antibiotic susceptibilities were detected by Mueller-Hinton agar disk diffusion method and Vitek-2 automated system and the results were interpreted according to the CLSI standards. MIC values of colistin and sulbactam against A.baumannii strains and in vitro interactions of colistin-sulbactam combinations were determined with the E-test (BioMerieux, France). Fractional inhibitory concentration (FIC) index was used for the detection of effi cacy of drug combinations. The presence of oxacillinase and metallo-beta-lactamase (MBL) genes that lead carbapenem resistance was investigated by polymerase chain reaction (PCR), and pulsed-fi eld gel electrophoresis (PFGE) was performed for the determination of clonal relationship. In our study, all strains (100%) were detected as susceptible to colistin, 48 (96%) to trimethoprim/sulphamethoxazole and 18 to (36%) tigecyclin; however all of them were resistant to the other studied antibiotics, including sulbactam and carbapenem. When the colistin-sulbactam combination was assessed according to FIC index, all strains were found to have antagonistic effect. All of the carbapenem-resistant strains were positive for OXA-51 and OXA-23, and 3 (6%) were positive for OXA-24. Among MBLs, OXA-58, OXA48, IPM, SPM, SIM, GIM, VIM and NDM-1 genes were not detected. In the evaluation of PFGE results it was found that the clonal distribution of the strains, except one, were all pulsotype A. In the assessment of in vitro effi cacy of the colistin-sulbactam combination against A.baumannii strains with multidrug resistance, antagonistic effect was observed in all strains. In the resistance and clonal analysis it was determined that the strains belonged to the same clone, and they had the same resistance genes and therefore the result of the in vitro activity was considered to have similar effect among all strains. It was decided that especially in units where critical patients are monitored and where resistant strains that are diffi cult to treat are isolated, performing synergy studies may be benefi cial for the selection of combination treatment and the determination of the treatment combination to be chosen specifi cally for the hospital or even the unit.

Özet

Hastane enfeksiyonu etkenleri arasında önemli bir yer tutan Acinetobacter baumannii türleri, antibiyotiklere çoklu direnç geliştirdiği için tedavisi zor fırsatçı patojen mikroorganizmalardır. Tedavide kullanılacak antibiyotik seçenekleri sınırlı olduğu için çeşitli antibiyotik kombinasyonları kullanılmaktadır. Bu çalışmanın amacı, A.baumannii izolatlarının kolistin ve sulbaktam için minimal inhibitör konsantrasyon (MİK) değerlerinin saptanması ile kolistin-sulbaktam kombinasyonunun in vitro aktivitesinin belirlenmesidir. Çalışmaya, çeşitli klinik örneklerden (32 trakeal aspirat, 10 kan, 6 idrar, 2 yara) izole edilen 50 adet çok ilaca dirençli (ÇİD) A.baumannii suşu dâhil edilmiştir. Bakteri tanımlaması geleneksel yöntemler ve Vitek-2 (BioMerieux, Fransa) otomatize sistemi kullanılarak yapılmıştır. Antibiyotik duyarlılıkları, Mueller-Hinton agarda disk difüzyon yöntemi ve Vitek-2 otomatize sistemi kullanılarak değerlendirilmiş ve sonuçlar CLSI standartlarına göre yorumlanmıştır. A.baumannii suşlarında kolistin ve sulbaktam için MİK değerleri ve kolistin-sulbaktam kombinasyonlarının in vitro etkileşimleri E-test (BioMerieux, Fransa) yöntemiyle saptanmıştır. İlaç kombinasyonlarının etkinliğinin belirlenmesinde fraksiyonel inhibitör konsantrasyon (FİK) indeksi kullanılmıştır. Karbapenem direncine neden olan oksasilinaz ve metallo-beta-laktamaz (MBL) genlerinin varlığı polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) ile araştırılmış; klonal ilişkinin belirlenmesi için değişken alanlı jel elektroforezi (PFGE) uygulanmıştır. Çalışmamızda, suşların hepsi (%100) kolistine, 48'i (%96) trimetoprim/sülfametoksazole ve 18'i (%36) tigesikline duyarlı olarak bulunmuş; buna karşın tüm suşlarda sulbaktam ve karbapenem dahil, çalışılan tüm antibiyotiklere karşı direnç izlenmiştir. Kolistinsulbaktam kombinasyonu FİK indeksine göre değerlendirildiğinde, suşların tamamında antagonist etki saptanmıştır. Karbapeneme dirençli olan bu suşların tümü OXA-51 ve OXA-23 pozitif iken, 3 (%6)'ü OXA24 pozitif bulunmuştur. MBL'lardan OXA-58, OXA-48, IPM, SPM, SIM, GIM, VIM ve NDM-1 genlerine rastlanmamıştır. Moleküler tiplendirme sonuçları incelendiğinde, PFGE ile suşların klonal dağılımında bir suş hariç hepsinin A pulsotipinde olduğu belirlenmiştir. ÇİD A.baumannii suşlarında yapılan kolistinsulbaktam kombinasyonunun in vitro etkinlik değerlendirmesinde, tüm suşlarda antagonistik etki izlenmiştir. Yapılan direnç analizi ve klonal değerlendirmede, suşların aynı klona ait ve aynı direnç genlerine sahip olduğu ve bu nedenle in vitro etkinlik sonucunda tüm suşlarda benzer etkinin izlendiği düşünülmüştür. Özellikle kritik hastaların izlendiği ve tedavisinde güçlük çekilen dirençli suşların izole edildiği ünitelerde, kombinasyon tedavilerine karar verilirken sinerji çalışmalarının yapılarak, tedavide tercih edilecek kombinasyonun hastaneye hatta üniteye özel olarak belirlenmesinin faydalı olacağı kanaatine varılmıştır