Journals / Mikrobiyoloji Bülteni / 2012 / Cilt: 46 - Sayı: 1
Investigation of plasmid-mediated quinolone resistance in Escherichia coli strains
- Journal
- Mikrobiyoloji Bülteni
- Pages
- 9–16
- DOI
- —
Abstract
Quinolones are widely used antimicrobial agents, particularly for the treatment of infections caused by gram-negative bacilli such as E.coli. As a consequence, quinolone resistance has been increasing among this species in recent years. Bacterial resistance to quinolones usually results from mutations in the chromosomal genes which encode topoisomerases and also the expression of efflux pumps and loss of porines contributed to development of quinolone resistance. However, recent studies have shown that the spread and increase of quinolone resistance may be due to the transfer of plasmid-mediated genes. To date, three groups of plasmid-mediated quinolone resistance genes, namely qnr, aac(6)-Ib-cr, and qepA, have been described. The aim of this study was to investigate the presence of plasmid-mediated quinolone resistance genes in E.coli clinical isolates. A total of 112 quinolone-resistant E.coli strains isolated from different clinical specimens (84 urine, 16 blood, 10 wound, 2 bronchoalveolar lavage) of which 78 (69.6%) were extended-spectrum beta-lactamase (ESBL) positive, in Afyon Kocatepe University Hospital, Microbiology Laboratory were included in the study. In the isolates, qnrA, qnrB, qnrS, qnrC, qepA, and aac(6)-1b-cr plasmid genes were analysed by polymerase chain reaction (PCR). After aac(6)- 1b determinant was amplified by PCR, all aac(6)-1b positive amplicons were analyzed by digestion with BseGI restriction enzyme to identify aac(6)-1b-cr variant. It was found that, none of the strains horboured qnrA, qnrB, qnrS, qnrC and qepA genes, however, plasmid-mediated quinolone resistance gene aac(6)-1b-cr was found positive in 59.8% (67/112) of the strains. It was notable that 86.6% (58/67) of those isolates were ESBL producers. The rates of quinolone resistance among E.coli isolates infections were high in our region and an increasing trend has been observed in recent years. Our data indicated that the presence of plasmid- mediated resistance genes such as aac(6)-1b-cr, might have contributed to the high quinolone resistance rates. In conclusion, not only qnr genes but all other plasmid-mediated quinolone resistance genes, should be tested for the detection of plasmid-mediated quinolone resistance and this fact should be taken into consideration when the reservoirs are being searched for.
Özet
Kinolonlar son yıllarda, özellikle Escherichia coli gibi gram-negatif basillerin oluşturduğu enfeksiyonların tedavisinde yaygın olarak kullanılan antibiyotiklerdir. Ancak son zamanlarda kinolon direnci bu suşlarda hızlı bir artış göstermektedir. Bakterilerde görülen kinolon direnci, genellikle topoizomeraz enzimlerini kodlayan kromozomal genlerde meydana gelen mutasyonlar sonucunda ortaya çıkmakta, buna eşlik eden geri atım pompaları ve porinlerin kaybı da kinolon direnci gelişmesinde diğer mekanizmalar olarak katkıda bulunmaktadır. Bununla birlikte, özellikle son yıllarda yapılan çalışmalar, kinolon direncinin yayılması ve görülen hızlı artışının, plazmide bağlı direnç genlerinin aktarımına bağlı olabileceğini göstermiştir. Bugüne kadar plazmid aracılı kinolon direnciyle ilgili yapılan çalışmalarda qnr, aac(6)-Ib-cr ve qepA olmak üzere üç gen tanımlanmıştır. Bu çalışmada, klinik E.coli izolatlarında plazmid aracılı kinolon direnç genlerinin varlığının araştırılması amaçlanmıştır. Çalışmaya, Afyon Kocatepe Üniversitesi Hastanesi, Mikrobiyoloji Laboratuvarında çeşitli klinik örneklerden (84 idrar, 16 kan, 10 yara yeri, 2 bronkoalveoler lavaj) izole edilen ve 78 (%69.6)i genişlemiş spektrumlu beta-laktamaz (GSBL) pozitif olan toplam 112 kinolona dirençli E.coli suşu dahil edilmiştir. Suşlarda, qnrA, qnrB, qnrS ve qnrC genlerinin yanı sıra qepA ile aac(6)-1b-cr plazmid kökenli kinolon direnç genleri polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) yöntemiyle araştırılmıştır. aac(6)-1b-cr direnç geninin saptanması için, önce aac(6)-1b determinantına özgül primerler kullanılarak PCR ile amplifikasyon yapılmış, daha sonra aac(6)-1b-cr varyantını tanımlamak için aac(6)-1b pozitif amplikonlar BseGI restriksiyon enzimiyle kesilerek araştırılmıştır. İncelenen E.coli suşlarının hiçbirinde qnrA, qnrB, qnrS, qnrC ve qepA tipi genler saptanmazken, aac(6)-1b-cr geni varlığı %59.8 (67/112) oranında bulunmuş ve bu izolatların da %86.6 (58/67)sının GSBL üreten suşlar olduğu görülmüştür. Bölgemizde, yaygın bir klinik kullanıma sahip olan kinolonlara karşı direnç oranlarının E.coli suşlarında oldukça yüksek olduğu ve bu durumun artış gösterdiği izlenmiştir. Sonuç olarak bu dirençten, temel olarak aac(6)-1b-cr plazmid direnç geninin varlığı sorumlu bulunmuştur. Elde edilen veriler, kinolon direncinin saptanmasında ilk olarak bakılmakta olan qnr tiplerinin yanı sıra, dirençten sorumlu tüm plazmid kökenli genlerin incelenmesinin de önemli olduğunu ve kaynak araştırılmasında bu durumun göz önüne alınması gerektiğini vurgulamaktadır.