Türkiye’nin Orta Karadeniz bölgesinde metisiline dirençli staphylococcus aureus kökenlerinin enfeksiyözite-rezistotip-genotip kümelenmesi

Bek, Yuksel; YILMAZ KIRCA, Şule; ACUNER, İbrahim Çağatay; WITTE, Wolfgang; STROMMENGER, Birgit

Türkiye’nin Orta Karadeniz bölgesinde metisiline dirençli staphylococcus aureus kökenlerinin enfeksiyözite-rezistotip-genotip kümelenmesi

Şule YILMAZ KIRCA, (Giresun Üniversitesi, Sağlık Bilimleri Fakültesi, Giresun, Türkiye)

İbrahim Çağatay ACUNER, (Yeditepe Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı, İstanbul, Türkiye)

Birgit STROMMENGER, (Robert Koch Enstitüsü, Ulusal Stafilokok Referans Merkezi, Wernigerode)

Yüksel BEK, (Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Biyoistatistik ve Tıp Bilişimi Anabilim Dalı, Samsun, Türkiye)

Wolfgang WITTE (Robert Koch Enstitüsü, Ulusal Stafilokok Referans Merkezi, Wernigerode)

Mikrobiyoloji Bülteni

9 0

Yıl: 2014 Cilt: 48 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 14 - 27 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

Türkiye’nin Orta Karadeniz bölgesinde metisiline dirençli staphylococcus aureus kökenlerinin enfeksiyözite-rezistotip-genotip kümelenmesi

Öz:

Hastanelerde ve toplum içinde, metisiline dirençli Staphylococcus aureus (MRSA) epidemik kökenlerinin prevalansındaki artış, enfeksiyon kontrol önlemleri açısından büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmanın amacı, Türkiye’nin Orta Karadeniz bölgesindeki klinik MRSA izolatlarının, kısa ve uzun dönemli epidemiyolojik özelliklerinin anlaşılabilmesi için, patojenik fenotip (enfeksiyözite, resiztotip) ve genotip (PFGE pulsotipi, SLST spa tipi, MLST dizi tipi, eBURST klonal kompleks tipi) özelliklerinin belirlenmesi ve olası bir kümelenme varlığının araştırılmasıdır. Çalışmaya, prospektif olarak, Aralık 2006-Şubat 2007 tarihleri arasında hastanede yatan hastalardan izole edilen, ardışık ve tekrarlardan arındırılmış, 48 MRSA izolatı (18’i kolonizasyon, 30’u hastane enfeksiyonu etkeni) ile tümü hastane enfeksiyonu etkeni olarak tanımlanan yedi metisiline duyarlı S.aureus (MSSA) izolatı alınmıştır. İzolatların tanımlaması Vitek-2 otomatize sistemi (BioMérieux, ABD) ile, in vitro antimikrobiyal duyarlılıkları testleri ise sıvı mikrodilüsyon yöntemi ve Vitek-2 otomatize sistemiyle yapılmıştır. Eritromisine duyarlı bulunan MRSA izolatlarında (n= 10), PCR yöntemi ile ermA geni araştırılmıştır. Tüm izolatlar, spa tiplendirme ve PFGE pulsotiplendirme yöntemleriyle tiplendirilmiştir. Farklı spa tiplerini temsilen seçilen üç MRSA izolatı ile tüm (n= 7) MSSA izolatlarına MLST yöntemiyle tiplendirme yapılmıştır. Farklı spa tiplerine ait izolatlar içinde, antibiyotik a duyarlılık paternleri birbirinden farklı olan MRSA izolatları arasından seçilen temsilcilerin (n= 8) SCCmec tipleri, multipleks PCR yöntemiyle belirlenmiştir. İzolatların, antimikrobiyal direnç paternleri sayısallaştı- rılarak, standardize antimikrobiyal direnç fenotipleri belirlenmiştir. MRSA izolatlarının, ayırt edici özel- liklerinden olan enfeksiyözite, fenotipik ve genotipik özellikleri temelinde oluşan patern gruplarındaki kümelenmeleri, belirli içerme ve dışlama ölçütleri ile istatistiksel analize alınmış ve anlamlılık bakımından incelenmiştir. Çalışmamızda, MSSA izolatlarında üç, MRSA izolatlarında 13 farklı antimikrobiyal direnç fenotipi belirlenmiş ve MRSA izolatlarında 14, MSSA izolatlarında yedi farklı PFGE pulsotipi saptanmıştır. MRSA izolatlarının 10’u, PFGE-pulsotipi ile sporadik tekil kökenler olarak saptanmıştır. MRSA izolatlarının, ikisi (t459, t632) hariç, diğerlerinin t030 spa tipinde olduğu belirlenmiş; farklı spa tipi temsilcilerinin (n= 3) analizi sonucunda, tek MLST klonal kompleks tipi (CC8) ve tek MLST dizi tipi (ST239) bulunmuştur. Yedi MSSA izolatının ise her birisinin spa tipi, MLST dizi tipi ve MLST klonal kompleks tipinin farklı olduğu izlenmiştir (t777-ST5-CC5; t660-ST25-CC5; t153-ST34-CC30; t015-ST45-CC45; t267-ST97-CC97; t377- ST360-CC8; t084-ST15-C15). Sporadik olmayan 38 MRSA izolatının istatistiksel analizinde, Grup-13’te yer alan izolatların (n= 16; enfeksiyöz, rezistotip 14, pulsotip 4; antimikrobiyal direnç skoru= 24), anlamlı düzeyde enfeksiyözite-fenotip-genotip kümelenmesi sergilediği saptanmıştır (p< 0.001). MRSA izolat- larının 27‘sinde azalmış teikoplanin duyarlılığı (MİK= 4 μg/mL) saptanmıştır. Global olarak, MLST-CC8, MLST-ST239, t030 spa tipi MRSA izolatlarının, genellikle eritromisine dirençli olması beklenmesine karşın, duyarlı olan 10 izolatın altısında ermA geninin bulunduğu gösterilmiş; bu genlerin nokta mutasyonu veya delesyon nedeniyle işlevsiz olabileceği düşünülmüştür. Antimikrobiyal duyarlılık paternleri birbirinden farklı olan MRSA izolatları arasından seçilen sekiz temsilci suşun SCCmec tipleri, tip III olarak saptanmıştır. Sonuç olarak, Orta Karadeniz bölgesi hasta popülasyonunu temsil eden hastanemizde saptanan S.aureus izolatlarının, enfeksiyözite, antimikrobiyal direnç fenotipi ve klonal genotip bakımından, istatistiksel ola- rak anlamlı kümelenme sergilediği ortaya konmuştur (p< 0.001). Baskın olan MRSA klonunun, beş büyük pandemik MRSA klonundan biri olan, epidemik ST239 klonu olduğu ve nozokomiyal MSSA izolatlarının uzun dönemli klonal çeşitlilik sergilediği belirlenmiştir. Bu çalışmanın sonuçları, hastane enfeksiyonlarına yol açan çeşitli S.aureus kökenlerinin, bölgesel, ulusal ve uluslararası uzun dönemli sürveyans çalışmaları için veri sağlamaktadır.

Anahtar Kelime:

Konular: Biyoloji Mikrobiyoloji

Infectivity-resistotype-genotype clustering of methicillin-resistant staphylococcus aureus strains in s the central blacksea region of Turkey

Öz:

The increase in the prevalence of epidemic strains of methicillin resistant Staphylococcus aureus (MRSA) in hospitals and community requires special attention of infection control. The aim of this study was to determine the pathogenic phenotype (i.e. infectivity and resistotype) and genotypic character- istics (i.e. PFGE-pulsotyping, SLST-spa typing, MLST-sequence typing, eBURST-clonal complex detection algorithm) of clinical MRSA isolates in the Central Blacksea region of Turkey, in order to understand their short- and long-term epidemiological and evolutionary dynamics, and to investigate any probable presence of a significant clustering. This prospective study included consecutive but non-repetitive 48 MRSA isolates (of them 18 were colonized strains and 30 were causes of nosocomial infection) and seven methicillin-susceptible S.aureus (MSSA, all were isolated from nosocomial infection), collected between December 2006-February 2007 period from hospitalized patients. Identification of the isolates were per- formed by Vitek-2 automated system (BioMérieux, USA), and in vitro antimicrobial susceptibility testing by broth microdilution method and Vitek-2 automated system. The MRSA isolates found susceptible to erythromycin (n= 10) were further investigated for the presence of ermA gene by the PCR method. All the strains were typed by spa-typing and PFGE-pulsotyping methods. Among the isolates with differ- ent spa-types, representatives were selected (3 MRSA, 7 MSSA) and typed with MLST typing method. Among the isolates with different spa-types, representatives with different antimicrobial susceptibility patterns were selected (n= 8), and SCCmec types were determined by the multiplex PCR method. Antimicrobial resistance patterns of the isolates were digitized to get standardized antimicrobial resist- ance phenotypes. Clustering of MRSA isolates in pattern groups on the basis of discriminatory character- istics, namely infectivity, phenotype and genotype were statistically analyzed with specific inclusion and exclusion criteria. As a result, three different antimicrobial resistance phenotypes were found in MSSA isolates, whereas 13 were identified in MRSA isolates. In MSSA isolates, seven different PFGE-pulsotypes were detected, as compared to 14 pulsotypes in MRSA isolates. Among MRSA isolates, 10 sporadic strains with single PFGE-pulsotypes were detected. All MRSA isolates, with two exceptions (t459, t632), were of t030 spa-type; in the MLST analysis of the representatives of different spa-types (n= 3), a single type of MLST-clonal complex (CC8) and single MLST-sequence type (ST239) were identified. Each of the seven MSSA isolates yielded different spa-types, MLST-clonal complex types and MLST-sequence types (t777-ST5-CC5; t660-ST25-CC5; t153-ST34-CC30; t015-ST45-CC45; t267-ST97-CC97; t377- ST360-CC8; t084-ST15-C15). In the statistical analysis of 38 non-sporadic MRSA isolates, the isolates in Group-13 (n= 16; infectious, resistotype 14, pulsotype 4; antimicrobial resistance score= 24) displayed significant infectivity-phenotype-genotype clustering (p< 0.001). In 27 of the MRSA isolates, decreased susceptibility to teicoplanin (MIC= 4 μg/mL) was detected. Although, global MRSA isolates belonging to MLST-CC8, MLST-ST239, t030 spa-type were usually expected to be resistant to erythromycin, 10 such strains were erythromycin susceptible. However, ermA gene was found in six of these 10 strains, leading to a conclusion that the ermA gene of these isolates might be dysfunctional due to a point mutation or deletion. Selected representatives of MRSA isolates with different antimicrobial susceptibility patterns (n= 8) were detected to be SCCmec type III. In conclusion, S.aureus isolates in the patient population of our hospital representing the Central Blacksea region showed statistically significant clustering in infectivity, antimicrobial resistance phenotype and clonal genotype (p< 0.001). The dominant MRSA clone was ST239 which was one of the five major pandemic MRSA clones. Nosocomial MSSA isolates displayed long-term clonal diversity. This study produced regional evolutionary-epidemiological data that may support further regional, national and international long-term surveillance studies of S.aureus strains.

Anahtar Kelime:

Konular: Biyoloji Mikrobiyoloji

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Bibliyografik

1. Cho DT, Cha HY, Chang HH, et al. Risk factors for specific methicillin-resistant Staphylococcus aureus clones in a Korean hospital. J Antimicrob Chemother 2006; 57(6): 1122-7.
2. Wisplinghoff H, Ewertz B, Wisplinghoff S, et al. Molecular evolution of methicillin-resistant Staphylococcus aureus in the metropolitan area of Cologne, Germany, from 1984 to 1998. J Clin Microbiol 2005; 43(11): 5445-51.
3. Te Witt R, van Belkum A, van Leeuwen WB. Molecular diagnostics and genotyping of MRSA: an update. Expert Rev Mol Diagn 2010; 10(4): 375-80.
4. Deurenberg RH, Vink C, Kalenic S, Friedrich AW, Bruggeman CA, Stobberingh EE. The molecular evolution of methicillin-resistant Staphylococcus aureus. Clin Microbiol Infect 2007; 13(3): 222-35.
5. Witte W, Strommenger B, Werner G. Diagnostics, Typing and Taxonomy, pp: 371-80. In: Fischetti VA, Novick RP, Ferretti JJ, Portnoy DA, Rood JI (eds), Gram-Positive Pathogens. 2006, 2nd ed. ASM Press, Wash- ington.
6. Struelens MJ. Molecular epidemiologic typing systems of bacterial pathogens: current issues and perspec- tives. Mem Inst Oswaldo Cruz 1998; 93(5): 581-5.
7. Harmsen D, Claus H, Witte W, et al. Typing of methicillin-resistant Staphylococcus aureus in a university hospital setting by using novel software for spa repeat determination and database management. J Clin Microbiol 2003; 41(12): 5442-8.
8. Strommenger B, Kettlitz C, Weniger T, Harmsen D, Friedrich AW, Witte W. Assignment of Staphylococcus isolates to groups by spa typing, SmaI macrorestriction analysis, and multilocus sequence typing. J Clin Microbiol 2006; 44(7): 2533-40.
9. Saunders NA, Holmes A. Multilocus sequence typing (MLST) of Staphylococcus aureus. Methods Mol Biol 2007; 391: 71-85.
10. Jolley KA, Feil EJ, Chan MS, Maiden MC. Sequence type analysis and recombinational tests (START). Bioin- formatics 2001; 17(12): 1230-1.
11. Cookson BD, Robinson DA, Monk AB, et al. Evaluation of molecular typing methods in characterizing a Eu- ropean collection of epidemic methicillin-resistant Staphylococcus aureus strains: the HARMONY collection. J Clin Microbiol 2007; 45(6): 1830-7.
12. Singh A, Goering RV, Simjee S, Foley SL, Zervos MJ. Application of molecular techniques to the study of hospital infection. Clin Microbiol Rev 2006; 19(3): 512-30.
13. Trindade PA, McCulloch JA, Oliveira GA, Mamizuka EM. Molecular techniques for MRSA typing: current is- sues and perspectives. Braz J Infect Dis 2003; 7(1): 32-43.
14. Peterson LR, Brosette SE. Hunting health care-related infections from the clinical laboratory: passive, active, and virtual surveillance. J Clin Microbiol 2002; 40(1): 1-4.
15. Acuner IC. Theoretical framework on the uses of standardised antibiotic phenotype and pattern indexes. Clin Microbiol Infect 2006; 12(Suppl 4): 1278.
16. Denamur E, Tenaillon O, Deschamps C, et al. Intermediate mutation frequencies evolution of multidrug resistance in Escherichia coli. Genetics 2005; 171(2): 825-7.
17. Oliveira DC, de Lencastre H. Multiplex PCR strategy for rapid identification of structural types and variants of the mec element in methicillin-resistant Staphylococcus aureus. Antimicrob Agents Chemother 2002; 46(7): 2155-61.
18. Enright MC, Day NP, Davies CE, Peacock SJ, Spratt BG. Multilocus sequence typing for characterization of methicillin-resistant and methicillin-susceptible clones of Staphylococcus aureus. J Clin Microbiol 2000; 38(3): 1008-15.
19. Yetkin G, Kuzucu Ç, Durmaz B, Durmaz R, Çizmeci Z, İşeri L. Molecular typing of methicillin-resistant Staphylococcus aureus isolated from bloodstream infections in a university hospital. Turk J Med Sci 2009; 39(6): 959-68.
20. Arakere G, Nadig S, Swedberg G, Macaden R, Amarnath SK, Raghunath D. Genotyping of methicillin- resistant Staphylococcus aureus strains from two hospitals in Bangalore, South India. J Clin Microbiol 2005; 43(7): 3198-202.
21. Palavecino E. Clinical, epidemiological, and laboratory aspects of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) infections. Methods Mol Biol 2007; 391: 1-19.
22. Tang YW, Waddington MG, Smith DH, et al. Comparison of protein A gene sequencing with pulsed-field gel electrophoresis and epidemiologic data for molecular typing of methicillin-resistant Staphylococcus aureus. J Clin Microbiol 2000; 38(4): 1347-51.
23. Peacock SJ, de Silva GD, Justice A, et al. Comparison of multilocus sequence typing and pulsed-field gel electrophoresis as tools for typing Staphylococcus aureus isolates in a microepidemiological setting. J Clin Microbiol 2002; 40(10): 3764-70.
24. Robinson DA, Enright MC. Evolutionary models of the emergence of methicillin-resistant Staphylococcus aureus. Antimicrob Agents Chemother 2003; 47(12): 3926-34.
25. Faria NA, Carrico JA, Oliveira DC, Ramirez M, de Lencastre H. Analysis of typing methods for epidemiological surveillance of both methicillin-resistant and methicillin-susceptible Staphylococcus aureus strains. J Clin Microbiol 2008; 46(1): 136-44.
26. Alp E, Klaassen CH, Doganay M, et al. MRSA genotypes in Turkey: persistence over 10 years of a single clone of ST239. J Infect 2009; 58(6): 433-8.
27. Ergon MC, Biçmen M, Gülay Z. Dokuz Eylül Üniversitesi Hastanesi’ndeki dominant metisiline dirençli Staph- ylococcus aureus suşunun moleküler yöntemlerle tiplendirilmesi. ANKEM 2010; 24(2): 65-70.
28. Bozdoğan B, Yıldız O, Oryaşın E, et al. t030 is the most common spa type among methicillin-resistant Staphylococcus aureus strains isolated from Turkish Hospitals. Mikrobiyol Bul 2013; 47(4):571-81.
29. Rijnders MI, Deurenberg RH, Boumans ML, et al; Antibiotic Resistance Surveillance Group. Population Structure of Staphylococcus aureus strains isolated from intensive care unit patients in the Netherlands over an 11-year period (1996 to 2006). J Clin Microbiol 2009; 47(12): 4090-5.
30. Enright MC, Robinson DA, Randle G, Feil EJ, Grundmann H, Spratt BG. The evolutionary history of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA). Proc Natl Acad Sci USA 2002; 99(11): 7687-92.
31. Neela V, Ghasemzadeh Moghaddam H, van Belkum A, Horst-Kreft D, Mariana NS, Ghaznavi Rad E. First report on methicillin-resistant Staphylococcus aureus of Spa type T037, Sequence Type 239, SCCmec type III/IIIA in Malaysia. Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2010; 29(1): 115-7.

APA	YILMAZ KIRCA Ş, ACUNER İ, STROMMENGER B, Bek Y, WITTE W (2014). Türkiye’nin Orta Karadeniz bölgesinde metisiline dirençli staphylococcus aureus kökenlerinin enfeksiyözite-rezistotip-genotip kümelenmesi. , 14 - 27.
Chicago	YILMAZ KIRCA Şule,ACUNER İbrahim Çağatay,STROMMENGER Birgit,Bek Yuksel,WITTE Wolfgang Türkiye’nin Orta Karadeniz bölgesinde metisiline dirençli staphylococcus aureus kökenlerinin enfeksiyözite-rezistotip-genotip kümelenmesi. (2014): 14 - 27.
MLA	YILMAZ KIRCA Şule,ACUNER İbrahim Çağatay,STROMMENGER Birgit,Bek Yuksel,WITTE Wolfgang Türkiye’nin Orta Karadeniz bölgesinde metisiline dirençli staphylococcus aureus kökenlerinin enfeksiyözite-rezistotip-genotip kümelenmesi. , 2014, ss.14 - 27.
AMA	YILMAZ KIRCA Ş,ACUNER İ,STROMMENGER B,Bek Y,WITTE W Türkiye’nin Orta Karadeniz bölgesinde metisiline dirençli staphylococcus aureus kökenlerinin enfeksiyözite-rezistotip-genotip kümelenmesi. . 2014; 14 - 27.
Vancouver	YILMAZ KIRCA Ş,ACUNER İ,STROMMENGER B,Bek Y,WITTE W Türkiye’nin Orta Karadeniz bölgesinde metisiline dirençli staphylococcus aureus kökenlerinin enfeksiyözite-rezistotip-genotip kümelenmesi. . 2014; 14 - 27.
IEEE	YILMAZ KIRCA Ş,ACUNER İ,STROMMENGER B,Bek Y,WITTE W "Türkiye’nin Orta Karadeniz bölgesinde metisiline dirençli staphylococcus aureus kökenlerinin enfeksiyözite-rezistotip-genotip kümelenmesi." , ss.14 - 27, 2014.
ISNAD	YILMAZ KIRCA, Şule vd. "Türkiye’nin Orta Karadeniz bölgesinde metisiline dirençli staphylococcus aureus kökenlerinin enfeksiyözite-rezistotip-genotip kümelenmesi". (2014), 14-27.

APA	YILMAZ KIRCA Ş, ACUNER İ, STROMMENGER B, Bek Y, WITTE W (2014). Türkiye’nin Orta Karadeniz bölgesinde metisiline dirençli staphylococcus aureus kökenlerinin enfeksiyözite-rezistotip-genotip kümelenmesi. Mikrobiyoloji Bülteni, 48(1), 14 - 27.
Chicago	YILMAZ KIRCA Şule,ACUNER İbrahim Çağatay,STROMMENGER Birgit,Bek Yuksel,WITTE Wolfgang Türkiye’nin Orta Karadeniz bölgesinde metisiline dirençli staphylococcus aureus kökenlerinin enfeksiyözite-rezistotip-genotip kümelenmesi. Mikrobiyoloji Bülteni 48, no.1 (2014): 14 - 27.
MLA	YILMAZ KIRCA Şule,ACUNER İbrahim Çağatay,STROMMENGER Birgit,Bek Yuksel,WITTE Wolfgang Türkiye’nin Orta Karadeniz bölgesinde metisiline dirençli staphylococcus aureus kökenlerinin enfeksiyözite-rezistotip-genotip kümelenmesi. Mikrobiyoloji Bülteni, vol.48, no.1, 2014, ss.14 - 27.
AMA	YILMAZ KIRCA Ş,ACUNER İ,STROMMENGER B,Bek Y,WITTE W Türkiye’nin Orta Karadeniz bölgesinde metisiline dirençli staphylococcus aureus kökenlerinin enfeksiyözite-rezistotip-genotip kümelenmesi. Mikrobiyoloji Bülteni. 2014; 48(1): 14 - 27.
Vancouver	YILMAZ KIRCA Ş,ACUNER İ,STROMMENGER B,Bek Y,WITTE W Türkiye’nin Orta Karadeniz bölgesinde metisiline dirençli staphylococcus aureus kökenlerinin enfeksiyözite-rezistotip-genotip kümelenmesi. Mikrobiyoloji Bülteni. 2014; 48(1): 14 - 27.
IEEE	YILMAZ KIRCA Ş,ACUNER İ,STROMMENGER B,Bek Y,WITTE W "Türkiye’nin Orta Karadeniz bölgesinde metisiline dirençli staphylococcus aureus kökenlerinin enfeksiyözite-rezistotip-genotip kümelenmesi." Mikrobiyoloji Bülteni, 48, ss.14 - 27, 2014.
ISNAD	YILMAZ KIRCA, Şule vd. "Türkiye’nin Orta Karadeniz bölgesinde metisiline dirençli staphylococcus aureus kökenlerinin enfeksiyözite-rezistotip-genotip kümelenmesi". Mikrobiyoloji Bülteni 48/1 (2014), 14-27.