Antimicrobial Susceptibility Profiles of Prevotella Species Determined by Gradient Test Method in Two Centers in Istanbul

İstanbul’da İki Merkeze ait Prevotella Türlerinin Gradiyent Test Yöntemiyle Belirlenen Antimikrobiyal İlaç Duyarlılığı

Abstract

Prevotella species, being members of the human microbiota, are obligate anaerobic gram-negative bacteria. These organisms may cause opportunistic infections, including specific oral infections, local or systemic infections. A significant increase of resistance to some antimicrobials has been detected among Prevotella species. The frequency of resistance vary among isolates from different infection sources and between geographic locations. The knowledge about the antimicrobial susceptibility patterns of different Prevotella species is limited in Turkey. Providing the antimicrobial susceptibility data of these bacteria is very important for effective empirical treatment. In this study, we aimed to determine susceptibility data for 12 antimicrobial agents against Prevotella strains originating from human infections, collected in two centers in Turkey. A total of 118 Prevotella strains, isolated from different clinical samples in Marmara University Faculty of Medicine Medical Microbiology and Istanbul University Faculty of Dentistry Oral Microbiology Laboratories between January 2014-December 2017, were tested. Organisms were identified by using MALDI-TOF MS and by 16S rRNA gene sequencing. Minimal inhibitor concentrations of ampicillin, ampicillin-sulbactam, piperacillin-tazobactam, cefoxitin, meropenem, imipenem, clindamycin, tetracycline, tigecycline, moxifloxacin and metronidazole were determined using gradiyent test methodology (E-test; bioMerieux, France) and the European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing, Clinical and Laboratory Standards Institute and Food and Drug Administration guidelines were used for interpretation. Thirteen different Prevotella species were identified, Prevotella bivia and Prevotella nigrescens were the most prevalent species (n= 21) followed by Prevotella buccae (n= 19). All Prevotella strains were susceptible to piperacillin-tazobactam, cefoxitin, meropenem, imipenem and tigecycline. A total of 2 (1.7%) isolates were resistant to metronidazole and 1 (0.8%) isolate was intermediately resistant to ampicillin/sulbactam. The frequency of resistant isolates against ampicillin, clindamycin, tetracycline and moxifloxacin were 57.6%, 36.4%, 18% and 16.3%, respectively. In conclusion, piperacillin/tazobactam, cefoxitin, and tigecycline displayed high in vitro activity against Prevotella spp. and they all remained good candidates for empiric therapy. Imipenem and meropenem were also found to be very active, but the usage of carbapenems should be reserved for serious mixed infections, potentially accompanied by other resistant organisms. Intermediate resistance to ampicillinsulbactam and the resistance against metronidazole emphasized the need of periodic monitoring of their susceptibility patterns. The high rates of non-susceptibility to ampicillin, clindamycin, tetracycline and moxifloxacin indicated that these antimicrobials should not be used for treatment of infections without prior antimicrobial susceptibility testing.

Özet

Prevotella türleri, insan mikrobiyotasının üyeleri arasında yer alan zorunlu anaerop gram-negatif basillerdir. Bu bakteriler çoğunlukla ağızda olmak üzere, lokal veya sistemik fırsatçı enfeksiyonlara nedenolabilir. Prevotella türleri arasında bazı antimikrobiyal ilaçlara karşı önemli direnç artışı tespit edilmiştir.Direnç oranları, enfeksiyon kaynaklarına ve coğrafi bölgelere göre farklılık göstermektedir. Türkiye’dePrevotella türlerinin antimikrobiyal ilaçlara duyarlılıklarıyla ilgili bilgi sınırlıdır. Bu bakterilerin antimikrobiyal ilaçlara duyarlılık verilerinin sağlanması, etkili ampirik tedavi için çok önemlidir. Bu çalışmada,Türkiye’de iki merkezden toplanan, Prevotella izolatlarının 12 antimikrobiyal ilaca karşı duyarlılıklarınınbelirlenmesi amaçlanmıştır. Ocak 2014-Aralık 2017 tarihleri arasında Marmara Üniversitesi Tıp FakültesiTıbbi Mikrobiyoloji ve İstanbul Üniversitesi Diş Hekimliği Fakültesi Ağız Mikrobiyolojisi Laboratuvarlarında, çeşitli klinik örneklerden izole edilen toplam 118 Prevotella izolatı çalışılmıştır. İzolatlar, MALDITOF MS sistemi ve 16S rRNA gen bölgesi dizi analiziyle tanımlanmıştır. Gradiyent test yöntemi (E-test;bioMerieux, Fransa) ile ampisilin, ampisilin-sulbaktam, piperasilin-tazobaktam, sefoksitin, meropenem,imipenem, klindamisin, eritromisin, tetrasiklin, tigesiklin, moksifloksasin ve metronidazol antimikrobiyal ilaçların minimum inhibitör konsantrasyonu değerleri belirlenmiş ve “European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing”, “Clinical and Laboratory Standards Institute” ve “Food and DrugAdministration” tarafından önerilen rehberlere göre değerlendirilmiştir. On üç farklı Prevotella türü tanımlanmış olup en sık tür Prevotella bivia ve Prevotella nigrescens türleri (n= 21) saptanmış, bunlarıPrevotella buccae (n= 19) izlemiştir. Prevotella izolatlarının tamamı piperasilin-tazobaktam, sefoksitin, meropenem, imipenem ve tigesikline duyarlı bulunmuştur. Toplamda izolatların 2 (%1.7)’sinde metronidazole direnç, 1 (%0.8)’inde ise ampisilin-sulbaktama orta direnç saptanmıştır. İzolatların ampisilin,klindamisin, tetrasiklin ve moksifloksasine direnç oranları ise sırasıyla %57.6, %36.4, %18 ve %16.3olarak bulunmuştur. Sonuç olarak, piperasilin-tazobaktam, sefoksitin ve tigesiklinin, Prevotella türlerindeyüksek in vitro aktiviteye sahip olup ampirik tedavide seçilebilecek uygun antimikrobiyal ilaçlar olduklarıgörülmüştür. İmipenem ve meropenem yüksek etkili bulunmalarına rağmen, karbapenemler tedavidepotansiyel olarak dirençli diğer mikroorganizmaların eşlik ettiği ciddi seyirli polimikrobiyal enfeksiyonlarda tercih edilmelidir. Ampisilin-sulbaktam ve metronidazole direnç ise duyarlılık paternlerinin periyodikolarak izlenmesinin gerekliliğini vurgulamaktadır. Ampisilin, klindamisin, tetrasiklin ve moksifloksasinedirenç oranlarının yüksek olması, bu antimikrobiyal ilaçların antimikrobiyal duyarlılık testi yapılmadanenfeksiyon tedavisinde kullanılmaması gerektiğini göstermektedir.