Bir Üniversite Hastanesinde 2010-2014 Yılları Arasında İzole Edilen Enterobacteriaceae Türlerinin Karbapenemaz Genlerinin Araştırılması ve Moleküler Epidemiyolojisinin Belirlenmesi

US, EBRU; TEKELİ, Alper; KUTLU, Hüseyin Haydar

doi:10.5578/mb.66156

Bir Üniversite Hastanesinde 2010-2014 Yılları Arasında İzole Edilen Enterobacteriaceae Türlerinin Karbapenemaz Genlerinin Araştırılması ve Moleküler Epidemiyolojisinin Belirlenmesi

Hüseyin Haydar KUTLU, (Uşak Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı, Uşak, Türkiye)

Ebru US, (Ankara Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı, Ankara, Türkiye)

Alper Tekeli (Ankara Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı, Ankara, Türkiye)

Mikrobiyoloji Bülteni

4 0

Yıl: 2018 Cilt: 52 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 1 - 12 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.5578/mb.66156 İndeks Tarihi: 20-07-2020

Bir Üniversite Hastanesinde 2010-2014 Yılları Arasında İzole Edilen Enterobacteriaceae Türlerinin Karbapenemaz Genlerinin Araştırılması ve Moleküler Epidemiyolojisinin Belirlenmesi

Öz:

Karbapenemaz üreten Enterobacteriaceae izolatlarının dünya genelindeki yayılımı halk sağlığıaçısından önemli bir tehdit olmaya başlamıştır. Oldukça endişe verici bu tablo; karbapenemazlarıntaranması, tespit edilmesi ve yayılımının önlenmesi gibi konularda yeni yöntemlerin geliştirilmesini veepidemiyolojik veri toplanmasını zorunlu kılmaktadır. Bu çalışmada Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi İbniSina Hastanesi Mikrobiyoloji Merkez Laboratuvarı’na 2010 Haziran-2014 Mayıs tarihleri arasında farklıservislerden gelen klinik örneklerden izole edilen karbapenem dirençli Enterobacteriaceae izolatlarındakarbapenemaz genlerinin varlığı ve dağılımı ile bunların birbirleri ile olan klonal ilişkisinin ortayakonulması amaçlanmıştır. Ertapeneme karşı orta duyarlı ya da dirençli bulunan 112 izolat Phoenix (BDDiagnostic Systems, Sparks, ABD) otomatize mikrobiyoloji sistemi ile tanımlanmıştır. İzolatların DNAekstraksiyonunu takiben polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) ile 11 adet karbapenemaz kodlayan genler(blaIMP, blaVIM, blaSPM, blaKPC, blaNDM, blaOXA-48, blaGIM, blaSIM, blaAIM, blaDIM ve blaBIC) incelenmiştir.İzolatlar arasındaki klonal ilişki, izolatların DNA makrorestriksiyon enzimi Xbal ile kesimi sonrası PFGEyöntemi ile araştırılmıştır. İncelenen 112 bakteriyel izolatın çoğunluğunu Klebsiella pneumoniae (n= 79,%70.5) oluşturmakta iken bunu sırasıyla Escherichia coli (n= 15, %13.4), Enterobacter cloacae (n= 10,%8.9), Enterobacter aerogenes (n= 4, %3.6) ve Klebsiella oxytoca (n= 4, %3.6) takip etmiştir. İzolatlardaen sık olarak blaOXA-48 geninin varlığı saptanmıştır. İzolatların 83 (%74.1) tanesinde blaOXA-48 geni varlığıtek başına, 7 (%6.3) tanesinde ise blaVIM geni ile birlikte tespit edilmiştir. Karbapenemaz genleri arasındaikinci sıklıkta blaVIM geni saptanmış olup toplam 9 (%8) izolatta pozitif olarak bulunmuştur. blaNDM geni2 (%1.8) izolatta tanımlanmıştır. PFGE ile incelenen izolatlar arasında 10 K.pneumoniae izolatı aynı PFGEpaternine sahip bulunmuş ve pulsotip B olarak isimlendirilmiştir. Bu izolatlar; izole edildikleri yer, izolasyontarihleri, antibiyotik direnç paternleri ve taşıdıkları karbapenemaz genleri açısından benzer bulunmuş veyoğun bakım servislerinde ortaya çıkan muhtemel bir salgına ait izolatlar olarak değerlendirilmiştir. Buçalışmada ayrıca polikliniğe başvuran beş hastadan gönderilen klinik örneklerde de karbapenemaz genleribelirlenmiştir. Polikliniğe başvuran hastalarda böyle bir durumun görülmesi, blaOXA-48 üreten bakterilerinendemik olduğu ülkemizde karbapenemaz üreticisi Enterobacteriaceae üyelerinin neden olduğu toplumkökenli enfeksiyonların da karşımıza çıkabileceğini düşündürmüştür. Bu çalışmadan elde ettiğimizverilere göre, hastanemizde blaOXA-48 üreten gram-negatif bakteriler sıktır. Metallo-beta-laktamazlararasında blaVIM geninin varlığı ve blaOXA-48 karbapenemaz geni ile birlikteliği dikkat çekmektedir.Hastanemizde blaNDM üreten bakterilerin sıklığı henüz yüksek seviyede bulunmamıştır. Bu çalışmada,hastanemizde karbapenemaz üreten bakterilerin salgın suşu olarak belirlenmesi, her hastanenin aralıklıolarak karbapenemaz üreten bakteriler yönünden kesitsel sürveyans yapmasının salgınların erken tanısıaçısından değerli olacağına dikkat çekmektedir.

Anahtar Kelime:

Investigation of Carbapenemase Genes and Molecular Epidemiology of Enterobacteriaceae Strains Isolated between 2010-2014 in a University Hospital

Öz:

The worldwide spread of carbapenemase producing Enterobacteriaceae isolates has become a major threat of public health. This worrisome situation leads the development of new methods for carbapenemase screening, detection, prevention of spread and epidemiological data collection as mandatory. In this study, it was aimed to investigate existence and distribution of carbapenemaseencoding genes (CEGs) among carbapenem-resistant Enterobacteriaceae isolated from various clinical samples in Ankara University Faculty of Medicine, Ibni Sina Hospital, Central Microbiology Laboratory between June 2010-May 2014 and detect their clonal relationship. A total of 112 non-repetitive Enterobacteriaceae isolates which were intermediate or resistant to ertapenem were identified by using Phoenix (BD Diagnostic Systems, Sparks, USA) automated microbiology system. After DNA extraction from the isolates, 11 carbapenemase-encoding genes (CEGs) (blaIMP, blaVIM, blaSPM, blaKPC, blaNDM, blaOXA-48, blaGIM, blaSIM, blaAIM, blaDIM ve blaBIC) were detected with PCR. The clonal relationship among the isolates was determined by PFGE method following digestion with Xbal DNA macrorestriction endonuclease. Among 112 isolates Klebsiella pneumoniae was the most frequent (n= 79, 70.5%) bacteria followed by Escherichia coli (n= 15, 13.4%), Enterobacter cloacae (n= 10, 8.9%), Enterobacter aerogenes (n= 4, 3.6%) and Klebsiella oxytoca (n= 4, 3.6%) respectively. blaOXA-48 was the most frequent gene detected. Among 83 (74.1%) isolates blaOXA-48 was detected alone and in 7 (6.3%) of the isolates it was identified with blaVIM gene coexistence. blaVIM gene was identified as the second most frequent CEG among the isolates. blaVIM gene was detected positive in 9 (8%) isolates. blaNDM gene was identified in 2 (1.8%) isolates. Ten of the K.pneumoniae isolates with identical PFGE pattern were named as pulsotype B. These isolates were found to be similar in terms of isolate location, isolation dates, antibiotic resistance patterns and the carbapenemase genes they carry, and are considered to be potential outbreak isolates originated from intensive care units. On the other hand CEGs were found in the clinical samples obtained from five out-patients suggesting that community-acquired infections may also arise due to carbapenemase producing Enterobacteriaceae in our country where blaOXA-48 producers are endemic. According to this study, blaOXA-48 producing gram negative bacteria were frequent in our hospital. The prevalance of blaVIM gene among metallo-beta-lactamases and coexistence with blaOXA-48 gene was remarkable. The frequency of blaNDM producing isolates in our hospital was not detected as high yet. In this study, the identification of carbapenemase producing bacteria as outbreak strains in our hospital indicated that cross-sectional surveillance for carbapenemase-producing bacteria from each patient was valuable in terms of early diagnosis of outbreaks.

Anahtar Kelime:

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

1. Nordmann P, Cornaglia G. Carbapenemase-producing Enterobacteriaceae: a call for action! Clin Microbiol Infect 2012; 18(5): 411-2.
2. Budak S, Aktaş Z, Erdem H. Enterik gram-negatif bakterilerde laboratuvardan kliniğe karbapenemazlar. Mediterr J Infect Microb Antimicrob 2012; 1: 1-11.
3.Walsh TR. Emerging carbapenemases: a global perspective. Int J Antimicrob Agents 2010; 36 (Suppl 3):S8-14.
4. CLSI. Performance standards for antimicrobial susceptibility testing, Twenty-fifth Informational Supplement, Document M100-S24. Clinical and Laboratory Standards Institute, 2014. Wayne, PA.
5. Poirel L, Walsh TR, Cuvillier V, Nordmann P. Multiplex PCR for detection of acquired carbapenemase genes. Diagn Microbiol Infect Dis 2011; 70(1): 119-23.
6. Centers for Disease Control and Prevention. Standard operating procedure for PulseNetPFGE of Escherichia coli O157: H7, Escherichia coli non-O157 (STEC), Salmonella serotypes, Shigella sonnei and Shigella flexneri. http:// www.cdc.gov/pulsenet/PDF/ecoli-shigella-salmonella-pfge-protocol-508c.pdf. Accessed January 8, 2015.
7. Nordmann P, Poirel L. Strategies for identification of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae. J Antimicrob Chemother 2013; 68(3): 487-9.
8. Bush K, Jacoby GA, Medeiros AA. A functional classification scheme for beta-lactamases and its correlation with molecular structure. Antimicrob Agents Chemother 1995; 39: 1211-33.
9. Poirel L, Héritier C, Tolun V, Nordmann P. Emergence of Oxacillinase-mediated resistance to imipenem in Klebsiella pneumoniae. Antimicrob Agents Chemother 2004; 48(1): 15-22.
10. Carrër A, Poirel L, Eraksoy H, Cagatay AA, Badur S, Nordmann P. Spread of OXA-48-positive carbapenemresistant Klebsiella pneumoniae isolates in Istanbul, Turkey. Antimicrob Agents Chemother 2008; 52(8): 2950- 4.
11. Aktas Z, Kayacan CB, Schneider I, Can B, Midilli K, Bauerfeind A. Carbapenem-Hydrolyzing oxacillinase, OXA- 48, persists in Klebsiella pneumoniae in Istanbul, Turkey. Chemotherapy 2008; 54(2): 101-6.
12. Poirel L, Potron A, Nordmann P. OXA-48-like carbapenemases: the phantom menace. J Antimicrob Chemother 2012; 67(7): 1597-606.
13. Van Duin D, Doi Y. The global epidemiology of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae. Virulence 2016; 11: 1-10.
14. Alp E, Percin D, Colakoglu S, et al. Molecular characterization of carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae in a tertiary university hospital in Turkey. J Hosp Infect 2013; 84(2):178-80.
15. Azap O, Otlu B, Yesilkaya A, Yakupogullari Y. Detection of OXA-48-like Carbapenemase-producing Klebsiella pneumoniae in a tertiary care center in Turkey: Molecular Characterization and Epidemiology. Balkan Med J 2013; 30(2):259-60.
16. Demir Y, Zer Y, Karaoglan I. Investigation of VIM, IMP, NDM-1, KPC and OXA-48 enzymes in Enterobacteriaceae strains. Pak J Pharm Sci 2015; 28(3 Suppl):1127-33.
17. Kilic A, Aktas Z, Bedir O, et al. Identification and Characterization of OXA-48 producing, carbapenem-resistant Enterobacteriaceae isolates in Turkey. Ann Clin Lab Sci 2011; 41(2): 161-6.
18. Cizmeci Z, Aktas E, Otlu B, Acikgoz O, Ordekci S. Molecular characterization of carbapenem-resistant Enterobacteriaceae yields increasing rates of NDM-1 carbapenemases and colistin resistance in an OXA-48 endemic area. J Chemother 2017; 9: 1-7.
19. Zarakolu P, Eser OK, Aladag E, et al. Epidemiology of carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae colonization: a surveillance study at a Turkish university hospital from 2009 to 2013. Diagn Microbiol Infect Dis 2016; 85(4): 466-70.
20. Lauretti L, Riccio ML, Mazzariola A, et al. Cloning and characterization of blaVIM, a new integron-borne metallobeta- lactamase gene from a Pseudomonas aeruginosa clinical isolate. Antimicrob Agents Chemother 1999; 43(7): 1584-90.
21. Livermore DM. Current epidemiology and growing resistance of gram-negative pathogens. Korean J Intern Med 2012; 27(2): 128-42.
22. Yildirim I, Ceyhan M, Gur D, Mugnaioli C, Rossolini GM. First detection of VIM-1 type metallo-beta-lactamase in a multidrug-resistant Klebsiella pneumoniae clinical isolate from Turkey also producing the CTX-M-15 extended-spectrum beta-lactamase. J Chemother 2007; 19(4): 467-8.
23. Yong D, Toleman MA, Giske CG, et al. Characterization of a new metallo-beta-lactamase gene, bla ( NDM- 1), and a novel erythromycin esterase gene carried on a unique genetic structure in Klebsiella pneumoniae sequence type 14 from India. Antimicrob Agents Chemother 2009; 53(12): 5046-54.
24. Poirel L, Ozdamar M, Ocampo-Sosa AA, Turkoglu S, Ozer UG, Nordmann P. NDM-1-producing Klebsiella pneumoniae now in Turkey. Antimicrob Agents Chemother 2012; 56(5): 2784-5.
25. Voulgari E, Zarkotou O, Ranellou K, et al. Outbreak of OXA-48 carbapenemase-producing Klebsiella pneumoniae in Greece involving an ST11 clone. J Antimicrob Chemother 2013; 68(1): 84-8.
26. Ducomble T, Faucheux S, Helgig U, et al. Large hospital outbreak of KPC-2-producing Klebsiella pneumoniae: investigating mortality and the impact of screening for KPC-2 with polymerase chain reaction. J Hosp Infect 2015; 89(3): 179-85.
27. Semin-Pelletier B, Cazet L, Boriqault C, et al. Challenges of controlling a large outbreak of OXA-48 carbapenemase-producing Klebsiella pneumoniae in a French university hospital. J Hosp Infect 2015; 89(4): 248-53.
28. Carrër A, Poirel L, Yilmaz M, et al. Spread of OXA-48-encoding plasmid in Turkey and beyond. Antimicrob Agents Chemother 2010; 54(3): 1369-73.
29. Cantón R, Akova M, Carmeli Y, et al. Rapid evaluation and spread of carbapenemases among Enterobacteriaceae in Europe. Clin Microbiol Infect 2012; 18(5): 413-31.
30. Nordmann P, Poirel L. The difficult-to-control spread of carbapenemase producers among Enterobacteriaceae worldwide. Clin Microbiol Infect 2014; 20(9): 821-30.

APA	KUTLU H, US E, TEKELİ A (2018). Bir Üniversite Hastanesinde 2010-2014 Yılları Arasında İzole Edilen Enterobacteriaceae Türlerinin Karbapenemaz Genlerinin Araştırılması ve Moleküler Epidemiyolojisinin Belirlenmesi. , 1 - 12. 10.5578/mb.66156
Chicago	KUTLU Hüseyin Haydar,US EBRU,TEKELİ Alper Bir Üniversite Hastanesinde 2010-2014 Yılları Arasında İzole Edilen Enterobacteriaceae Türlerinin Karbapenemaz Genlerinin Araştırılması ve Moleküler Epidemiyolojisinin Belirlenmesi. (2018): 1 - 12. 10.5578/mb.66156
MLA	KUTLU Hüseyin Haydar,US EBRU,TEKELİ Alper Bir Üniversite Hastanesinde 2010-2014 Yılları Arasında İzole Edilen Enterobacteriaceae Türlerinin Karbapenemaz Genlerinin Araştırılması ve Moleküler Epidemiyolojisinin Belirlenmesi. , 2018, ss.1 - 12. 10.5578/mb.66156
AMA	KUTLU H,US E,TEKELİ A Bir Üniversite Hastanesinde 2010-2014 Yılları Arasında İzole Edilen Enterobacteriaceae Türlerinin Karbapenemaz Genlerinin Araştırılması ve Moleküler Epidemiyolojisinin Belirlenmesi. . 2018; 1 - 12. 10.5578/mb.66156
Vancouver	KUTLU H,US E,TEKELİ A Bir Üniversite Hastanesinde 2010-2014 Yılları Arasında İzole Edilen Enterobacteriaceae Türlerinin Karbapenemaz Genlerinin Araştırılması ve Moleküler Epidemiyolojisinin Belirlenmesi. . 2018; 1 - 12. 10.5578/mb.66156
IEEE	KUTLU H,US E,TEKELİ A "Bir Üniversite Hastanesinde 2010-2014 Yılları Arasında İzole Edilen Enterobacteriaceae Türlerinin Karbapenemaz Genlerinin Araştırılması ve Moleküler Epidemiyolojisinin Belirlenmesi." , ss.1 - 12, 2018. 10.5578/mb.66156
ISNAD	KUTLU, Hüseyin Haydar vd. "Bir Üniversite Hastanesinde 2010-2014 Yılları Arasında İzole Edilen Enterobacteriaceae Türlerinin Karbapenemaz Genlerinin Araştırılması ve Moleküler Epidemiyolojisinin Belirlenmesi". (2018), 1-12. https://doi.org/10.5578/mb.66156

APA	KUTLU H, US E, TEKELİ A (2018). Bir Üniversite Hastanesinde 2010-2014 Yılları Arasında İzole Edilen Enterobacteriaceae Türlerinin Karbapenemaz Genlerinin Araştırılması ve Moleküler Epidemiyolojisinin Belirlenmesi. Mikrobiyoloji Bülteni, 52(1), 1 - 12. 10.5578/mb.66156
Chicago	KUTLU Hüseyin Haydar,US EBRU,TEKELİ Alper Bir Üniversite Hastanesinde 2010-2014 Yılları Arasında İzole Edilen Enterobacteriaceae Türlerinin Karbapenemaz Genlerinin Araştırılması ve Moleküler Epidemiyolojisinin Belirlenmesi. Mikrobiyoloji Bülteni 52, no.1 (2018): 1 - 12. 10.5578/mb.66156
MLA	KUTLU Hüseyin Haydar,US EBRU,TEKELİ Alper Bir Üniversite Hastanesinde 2010-2014 Yılları Arasında İzole Edilen Enterobacteriaceae Türlerinin Karbapenemaz Genlerinin Araştırılması ve Moleküler Epidemiyolojisinin Belirlenmesi. Mikrobiyoloji Bülteni, vol.52, no.1, 2018, ss.1 - 12. 10.5578/mb.66156
AMA	KUTLU H,US E,TEKELİ A Bir Üniversite Hastanesinde 2010-2014 Yılları Arasında İzole Edilen Enterobacteriaceae Türlerinin Karbapenemaz Genlerinin Araştırılması ve Moleküler Epidemiyolojisinin Belirlenmesi. Mikrobiyoloji Bülteni. 2018; 52(1): 1 - 12. 10.5578/mb.66156
Vancouver	KUTLU H,US E,TEKELİ A Bir Üniversite Hastanesinde 2010-2014 Yılları Arasında İzole Edilen Enterobacteriaceae Türlerinin Karbapenemaz Genlerinin Araştırılması ve Moleküler Epidemiyolojisinin Belirlenmesi. Mikrobiyoloji Bülteni. 2018; 52(1): 1 - 12. 10.5578/mb.66156
IEEE	KUTLU H,US E,TEKELİ A "Bir Üniversite Hastanesinde 2010-2014 Yılları Arasında İzole Edilen Enterobacteriaceae Türlerinin Karbapenemaz Genlerinin Araştırılması ve Moleküler Epidemiyolojisinin Belirlenmesi." Mikrobiyoloji Bülteni, 52, ss.1 - 12, 2018. 10.5578/mb.66156
ISNAD	KUTLU, Hüseyin Haydar vd. "Bir Üniversite Hastanesinde 2010-2014 Yılları Arasında İzole Edilen Enterobacteriaceae Türlerinin Karbapenemaz Genlerinin Araştırılması ve Moleküler Epidemiyolojisinin Belirlenmesi". Mikrobiyoloji Bülteni 52/1 (2018), 1-12. https://doi.org/10.5578/mb.66156