Klinik örneklerden izole edilen acinetobacter baumannii suşlarında Beta-laktamaz kaynaklı direncin moleküler karakterizasyonu

Molecular characterization of Beta-lactamase-associated resistance in acinetobacter baumannii strains isolated from clinical samples

Özet

Acinetobacter baumannii hastanelerde, özellikle yoğun bakım ünitelerinde mortalite ve morbiditeyi artıran, hastane kaynaklı enfeksiyonların önemli bir nedenidir. Bu çalışmanın amacı, klinik örneklerden izole edilen A.baumannii suşlarının antibiyotik duyarlılıklarını, direnç genlerini ve izolatların birbirleriyle olan klonal ilişkilerini değerlendirip, hastanemizde bu bakteriye ilişkin direnç mekanizmalarını ortaya koymaktır. Çalışmaya, Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi İbn-i Sina Hastanesi Merkez Bakteriyoloji Laboratuvarına Nisan 2010-Aralık 2011 tarihleri arasında gönderilen 160 yatan hastaya ait 201 klinik örnekten izole edilen (trakeal aspirat %35.3, kan %27.3, apse %18.4, diğer %19) Acinetobacter suşu alınmıştır. A.baumannii izolatlarının tanımlanması ve amikasin, siprofloksasin, tetrasiklin, sulbaktam/ ampisilin, trimetoprim/sülfametoksazol (TMP-SMZ), seftazidim, gentamisin, imipenem, levofloksasin, meropenem, piperasilin/tazobaktam, sefoperazon/sulbaktam, sefepim ve kolistine karşı duyarlılıklarının değerlendirilmesi otomatize sistemler [Vitek 2 (bioMérieux, Fransa) ve BD Phoenix (Becton Dickinson, ABD)] ile yapılmıştır. Beta-laktam direncine neden olan enzimatik mekanizmalar ve integron taşıyıcılığı polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) yöntemiyle araştırılmıştır. Türkiye’de sık görülmesi nedeniyle blaPER-1 taşıyıcılığına bakılmıştır. Çalışmamızda, A.baumannii suşlarında çoklu ilaç direnç oranı %94.5 (190/201) olarak saptanmış; en etkili antibiyotiğin kolistin olduğu tespit edilmiş (189/201; %94); onu %32’lik duyarlılık oranı ile amikasin ve TMP-SMZ izlemiştir. Kolistine dirençli 12 izolat E-test (AB Biodisk, İsveç) yöntemiyle tekrar değerlendirildiğinde tümü kolistine dirençli bulunmuştur. Metallo-beta-laktamaz üretimine neden olan genlere ait sonuçlar negatif bulunurken, blaOXA genlerinin değişik oranlarda (OXA-51 %100; OXA-23 %91.5; OXA-58 %7; OXA-24 %2) pozitif olduğu görülmüştür. Suşların 42 (%21)’si blaPER-1 pozitif olarak saptanmış olup, hepsi seftazidime dirençlidir. İzolatlar arası klonal ilişkinin araştırılmasında “pulsed-field” jel elektroforezi (PFGE) yöntemi kullanılmış; dört farklı ana klonda kümeleşme (genotip A’da 29, genotip B’de 23, genotip C’de 18, genotip D’de 7 izolat) görülmüş, ancak ortak bir salgın izolatı saptanamamıştır. İzolatlar arasında direnç genlerinin geçişinde rol alan sınıf 1 integron varlığı araştırıldığında, 112 (%55.7) izolatta pozitiflik bulunmuştur. Sınıf 1 integron içeren izolatların genotiplere göre dağılımı arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark bulunmamıştır (p> 0.05). Çoklu ilaç direnci gösteren izolatlarda, integron taşıyıcılığı ile tetrasiklin, TMP-SMZ, imipenem, meropenem, sefoperazon/sulbaktam ve sefepim direnci arasındaki ilişki ise istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur (p< 0.05). Bu çalışma ile A.baumannii karbapenem direncinde blaOXA-51 ile birlikte bulunan blaOXA genlerinin önemli bir rol oynadığı, çoklu antibiyotik direncinin bu bakteri ile olan enfeksiyonlarda hala önemli bir problem olduğu ve dirence neden olan genlerin transferinde integronların aracılık edebileceği gösterilmiştir. Sonuç olarak, çok ilaca dirençli A.baumannii izolatlarının hastanemizde oldukça yaygın olduğu görülmüş, elde edilen epidemiyolojik verilerin hastanemizde ileriye yönelik araştırmalar ve tedavi yöntemleri açısından yararlı olabileceği düşünülmüştür.

Abstract

Acinetobacter baumannii is an important cause of nosocomial infections that particularly increase the mortality and the morbidity at the intensive care units of the hospitals. The aims of this study were to evaluate the resistance genes, antibiotic susceptibility and the clonal relations among Acinetobacter stra- ins isolated from clinical samples and to determine the resistance mechanisms related to these bacteria in our hospital. A total of 201 A.baumannii strains isolated from different clinical samples (35.3% from tracheal aspirate, 27.3% from blood, 18.4% from abscess material, 19% from other samples) of 160 inpatients evaluated at the Ibni Sina Hospital Central Bacteriology Laboratory, Ankara University School of Medicine, Turkey from April 2010 to December 2011, were included in the study. Identification of the isolates and their susceptibility testing against amikacin, ciprofloxacin, tetracycline, sulbactam/ampi- cillin, trimethoprim/sulfametoxazole (SXT), ceftazidime, gentamicin, imipenem, levofloxacin, merope- nem, piperacillin/tazobactam, cefoperazone/sulbactam, cefepime and colistin were performed by the automated systems, namely Vitek 2 (bioMérieux, France) and BD Phoenix (Becton Dickinson, USA). The molecular mechanisms of beta-lactamase resistance and the presence of integrons were analyzed by polymerase chain reaction (PCR). Moreover, since blaPER-1 gene is of high frequency in Turkey, it was also investigated in the isolates. Pulsed-field gel electrophoresis (PFGE) was performed to examine the clonal relations between isolates. Our results indicated that multidrug resistance rate of A.baumannii was 94.5% (190/201), while 94% (189/201) of the isolates were susceptible to colistin thus making it the most potent antimicrobial agent, followed by amikacin and SXT with a susceptibility rate of 32%. Twelve colistin-resistant isolates were further investigated with the E-test method (AB Biodisk, Sweden) and found to be colistin-resistant. While the results were negative for the genes responsible from metal- lo-beta-lactamase production, positive results were obtained for blaOXA genes at various rates (OXA-51 100%; OXA-23 91.5%; OXA-58 7%; OXA-24 2%). PFGE results revealed four different main clones (29 isolates in genotype A, 23 in genotype B, 18 in genotype C and 7 in genotype D) in the study popu- lation. No common epidemic isolate was detected. Class 1 integrons which take part in the transfer of resistance genes were detected in 112 (55.7%) isolates. There was no statistically significant difference between the genotype distributions of class 1 integron positive strains (p> 0.05). The relationship betwe- en the presence of integron in multidrug resistant isolates and resistance to tetracyclin, SXT, imipenem, meropenem, cefoperazone/sulbactam and cefepime were found to be statistically significant (p< 0.05). Of the isolates 42 (21%) were positive for blaPER- 1 gene and all were resistant to ceftazidime. This study indicated that blaOXA genes found together with blaOXA-51 genes play an important role in carbapenem resistance of A.baumannii strains. Moreover, multidrug resistance is still an important problem in infec- tions caused by A.baumannii and integrons play a role in the transfer of the resistance genes. In conclu- sion, multidrug resistant A.baumannii strains were common in our hospital and our epidemiologic data would be helpful for further investigations and in therapeutical approaches.