Characterization and determination of antibiotic resistance profiles of a single clone acinetobacter baumannii strains isolated from blood cultures

Kan kültürlerinden izole edilen tek klonlu acinetobacter baumannii suşlarının karakterizasyonu ve antibiyotik direnç profillerinin incelenmesi

Abstract

Acinetobacter baumannii which is a significant cause of nosocomial infections, increases the rate of morbidity and mortality in health care settings especially in intensive care units (ICUs). The aim of this study was to determine the antibiotic resistance profiles of A.baumannii strains isolated from blood cultures of inpatients from different ICUs, wards and hospital environment and evaluate their clonal relationships and epidemiologic features. A total of 54 A.baumannii strains (47 from the blood cultures and 7 from the hospital environment), identified between 01 January 2012-28 December 2012 at the Clinical Microbiology Laboratory of Ankara Numune Training and Research Hospital, Turkey, were included in the study. Identification of A.baumannii isolates and their antimicrobial [sulbactam-ampicillin (SAM), piperacillin (PIP), piperacillin-tazobactam (TZP), ceftazidime (CFZ), cefoperazone-sulbactam (SCF), cefepime (CEF), imipenem (IMP), meropenem (MER), amikacin (AMK), gentamicin (GEN), netilm- icin (NT), ciprofloxacin (CIP), levofloxacin (LVF), tetracycline (TET), tigecycline (TG), colistin (COL), trimethoprim-sulfamethoxazole (SXT)] susceptibility testing were performed by Vitek 2 (bioMérieux, France) system. The clonal relationship between the A.baumannii isolates was analysed by pulsed-field gel electrophoresis (PFGE). In our study colistin, tigecycline and netilmicin were found to be the most effective agents against A.baumannii isolates. All of the clinical isolates (n= 47) were found susceptible to COL, however all were resistant to SAM, PIP, TZP, CEF, IPM, CFZ, MER and CIP. While 1.85%, 14.8%, 14.8%, 16.6%, 59.2% and 22.2% of the isolates were susceptible to SCF, AMK, NT, GEN, TG and SXT, respectively; 1.85%, 1.85%, 9.2%, 16.6%, 38.8% and 27.7% of the isolates were intermediate to SCF, TET, AMK, NT, LVF and TG, respectively. Similarly, all of the environmental A.baumannii isolates (n= 7) were resistant to SAM, PIP, TZP, CFZ, CEF, IPM, MER and CIP, and all were susceptible to TG and COL. The resistance rates of the environmental isolates to SCF, AMK, GEN, NT, LVF, TET and SXT were deter- mined as 57.1%, 85.7%, 85.7%, 28.8%, 28.6%, 85.7% and 57.1%, respectively. PFGE analysis done by the use of ApaI enzyme revealed the presence of one major clone. Dendogram analysis indicated that environmental and clinical isolates were in the same clone indicating that the outbreak was pos- sibly originated from the same internal ICUs. Our data emphasized that multidrug resistant A.baumannii isolates were quite common in our hospital, and enviromental cross-contamination throughout the year was confirmed by molecular methods. Despite the precautions such as continous education on effec- tive hand washing, use of gloves and hospital cleaning, established in our hospital, this single clonal spread was attributed to staff shortage and poor adherence to infection control rules. In conclusion, for the prevention of dissemination of multidrug resistant A.baumannii strains and control of nosocomial infections, infection control strategies should be established and strict compliance to these rules should be provided.

Özet

Acinetobacter baumannii, hastanelerde özellikle de yoğun bakım üniteleri (YBÜ)’nde morbidite ve mortaliteyi artıran, hastanede gelişen enfeksiyonların önemli bir etkenidir. Bu çalışmada, hastane- mizin çeşitli YBÜ ve servislerinde yatan hastaların kan kültürleri ile hastane ortamından izole edilen A.baumannii suşlarının antimikrobiyal direnç profillerinin saptanması, klonal ilişkilerinin ve epidemi- yolojik özelliklerinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Çalışmaya, hastanemiz klinik mikrobiyoloji laboratuvarında 01 Ocak 2012-28 Aralık 2012 tarihleri arasında kan kültürü örneklerinden izole edilen 47 suş ile çevre örneklerinden izole edilen yedi suş olmak üzere toplam 54 A.baumannii suşu dahil edilmiştir. İzolatların tanımlanması ve çeşitli antibiyotiklere [ampisilin-sulbaktam (SAM), piperasilin (PIP), piperasilin-tazobaktam (TZP), seftazidim (CFZ), sefoperazon-sulbaktam (SCF), sefepim (CEF), imipenem (IMP), meropenem (MER), amikasin (AMK), gentamisin (GEN), netilmisin (NT), siprofloksasin (CIP), levofloksasin (LVF), tetrasiklin (TET), tigesiklin (TG), kolistin (COL), trimetoprim-sülfametoksazol (SXT)] karşı duyarlılık paternleri Vitek 2 (BioMérieux, Fransa) sistemi ile belirlenmiştir. İzolatlar arasındaki klonal ilişki değişken alanlı jel elektroforezi (PFGE) ile araştırılmıştır. Çalışmamızda, A.baumannii izolatlarına kaşı en etkili antibiyotiklerin kolistin, tigesiklin ve netilmisin olduğu belirlenmiştir. Kan kültürü izolatlarının tamamı (n= 47) kolistine duyarlı; SAM, PIP, TZP, CEF, IPM, CFZ, MER ve CIP’a dirençli bulunmuştur. Klinik izolatların %1.85’i SCF ve TET, %9.2’si AMK, %16.6’sı NT, %38.8’i LVF ve %27.7’si TG’ye orta düzey dirençli iken; %1.85’i SCF, %14.8’i AMK ve NT, %16.6’sı GEN, %59.2’si TG ve %22.2’si SXT’ye duyarlıdır. Çevresel örneklerden izole edilen A.baumannii suşlarının tamamı (n= 7) ise SAM, PIP, TZP, CFZ, CEF, IPM, MER ve CIP’a dirençli; TG ve COL’a duyarlı olarak saptanmıştır. Çevre izolatlarının SCF, AMK, GEN, NT, LVF, TET ve SXT’ye direnç oranları sırasıyla; %57.1, %85.7, %85.7, %28.8, %28.6, %85.7 ve %57.1’dir. A.baumannii izolatlarının ApaI enzimi ile kesilen genomik DNA’sı ile yapılan PFGE yönteminde ortak tek bir klon saptanmış; yapılan dendogram analizinde çevre ve kan izolatlarının aynı kümede olması, hastanede meydana gelen salgının, dahiliye YBÜ’yü içeren bölümden kaynaklandığını göstermiştir. Verilerimiz, çok ilaca dirençli (ÇİD) A.baumannii izolatlarının hastanemizde oldukça yaygın olduğunu ortaya koymuş ve bir yıllık sürede bu bakterinin neden olduğu çevresel kaynaklı çapraz bulaş moleküler yöntemler ile doğrulanmıştır. Hastanemiz enfeksiyon kontrol komitesinin etkin el yıkama, eldiven kullanımı, hastane temizliği gibi enfeksiyon kontrol önlemlerine yönelik eğitimler verdiği ve denetimlerde bulunduğu halde, tek klonlu bu çapraz bulaşın ortaya çıkmasında personel sayısının yetersizliğinin ve sağlık personelinin hijyen kurallarına yeterince uymamasının etkili olduğu düşünülmüştür. Sonuç olarak, hastane ortamında ÇİD A.baumannii suşlarının yayılımının önlenmesi ve nozokomiyal enfeksiyonların kontrolünde enfeksiyon kontrol stratejilerinin eksiksiz olarak uygulanması gereği bir kez daha vurgulanmıştır.