Yıl: 2020 Cilt: 54 Sayı: 2 Sayfa Aralığı: 191 - 202 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.5578/mb.69021 İndeks Tarihi: 07-10-2021

Klinik Enterobacterales İzolatlarında Plazmit Aracılı mcr Kolistin Direnç Geninin Araştırılması

Öz:
Çoklu ilaca dirençli bakterilerin neden olduğu enfeksiyonlarda karbapenemler, karbapeneme dirençliolanlarda ise kolistin (polimiksin E) son çare olarak kullanılmaktadır. Gram-negatif bakterilerin sitoplazmikmembranının geçirgenliğini bozarak hücre ölümüne neden olan kolistinin tüm dünyada kullanımının artışıdirenç sorununu gündeme getirmiştir. Aktarılabilir kolistin direnci enzimi olan mcr, lipid A’ya fosfoetanolamin eklenip lipopolisakkaritleri modifiye ederek polimiksin direncine yol açan bir fosfoetanolamin transferazdır. Bu çalışmada kolistine dirençli Enterobacterales izolatlarında en yaygın görülen plazmit aracılı bazıkolistin ve karbapenemaz direnç genlerinin araştırılması amaçlanmıştır. Çalışmada Karadeniz Teknik Üniversitesi Tıp Fakültesi Farabi Hastanesi Tıbbi Mikrobiyoloji Laboratuvarında Ekim 2016-Eylül 2018 tarihleriarasında klinik birimlerde tedavi gören hastaların numunelerinde tespit edilen Enterobacterales izolatları kullanılmıştır. İzolatlar klasik yöntemlere ilaveten MALDI-TOF-MS (Bruker Daltonics, Almanya) ile tür düzeyindetanımlanmıştır. Enterobacterales izolatlarının antibiyotik duyarlılıkları Phoenix (Becton Dickinson, ABD) otomatize mikrobiyoloji sistemi ile çalışılmıştır ve “European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing(EUCAST)” önerilerine göre değerlendirilmiştir. Kolistine dirençli bulunan izolatlarda ve duyarlı saptananancak kolistin duyarlılık test sonucu hasta raporuna eklenmesi gereken izolatlarda kolistin duyarlılık testleriEUCAST standartlarına uygun olarak sıvı mikrodilüsyon yöntemiyle tekrarlanmıştır. Kolistine dirençli Enterobacterales izolatlarında EUCAST önerileri doğrultusunda genişlemiş spektrumlu beta-laktamaz (GSBL),AmpC beta-laktamaz ve karbapenemaz varlığı fenotipik yöntemlerle araştırılmıştır. Ayrıca, polimeraz zincirreaksiyonu (PCR) yöntemiyle mcr-1-5, blaOXA-48, blaKPC, blaNDM, blaVIM, blaIMP direnç genleri araştırılmış,ardından amplifiye edilen ürünlerin nükleotit dizi analizleri yapılmıştır. Çalışmamızda, farklı klinik birimlerdetedavi gören 7535 hastaya ait 14657 Enterobacterales izolatı retrospektif olarak irdelendiğinde en sık Escherichia coli %61.2 (n= 8968), Klebsiella pneumoniae %22.7 (n= 3334) ve Enterobacter cloacae %6.9 (n= 1005)olduğu görülmüştür. Karbapenem direnci toplamda 894 izolatta tespit edilmiş olup; Ekim 2016-Eylül 2017 tarihleri arasında izole edilen 7135 izolatın %5.8 (n= 412)’i, Ekim 2017-Eylül 2018 tarihleri arasında izoleedilen 7522 izolatın %6.4 (n= 482)’ü dirençli bulunmuştur. Tüm izolatlar içinde kolistine dirençli bulunanizolatlar Ekim 2016-Eylül 2017 tarihleri arasında 65 (%0.9) iken, Ekim 2017-Eylül 2018 tarihleri arasında 97(%1.3)’dir. Aynı hastaya ait farklı örneklerdeki aynı etken üremelerinde sadece ilk izolatlar çalışmaya dahiledilerek kolistine dirençli 46 izolat seçilmiştir. Stok kültürden üretilemeyen 6 izolat çalışma materyalindençıkarılmıştır. Çalışmaya dahil edilen kolistine dirençli 40 Enterobacterales izolatının 13 (%32.5)’ü 2017, 27(%67.5)’si 2018 yılında izole edilmiştir. Bu izolatların 22’sinde GSBL, 6’sında AmpC beta-laktamaz, 15’indekarbapenem direnci fenotipik yöntemlerle tespit edilmiştir. Bu işlemlerin ardından PCR yöntemiyle 2 izolattamcr-1, 2 izolatta blaOXA-48, 1 izolatta blaVIM, 1 izolatta blaKPC ve blaOXA-48 birlikteliği, 5 izolatta blaNDM ve blaOXA-48 birlikteliği tespit edilmiştir. mcr-1 saptanan izolatlarda nükleotit dizi analizi ile doğrulama yapılmıştır.Tespit edilen mcr-1 genleri hastanemizde tedavi gören 65 yaş üstü 2 kadın hastanın idrar kültürü örneklerinde üreyen E.coli izolatlarında bulunmuştur. Bu hastalardan 1’inde test edilen antibiyotikler arasında sadeceampisiline direnç gözlenmiş, diğerinde ise ampisilin, amoksisilin-klavulonik asit ve siprofloksasine dirençbelirlenmiştir. Sonuç olarak, yayınımız literatürde ulaşabildiğimiz kadarıyla ülkemizde klinik örneklerde mcr1 geni varlığını gösteren ve DNA dizi analizi ile doğrulanmış ilk çalışmadır. Çoklu ilaç direnci görülmeyenizolatlarda mcr geninin saptanmış olması tıbbi mikrobiyoloji laboratuvarlarında kolistin duyarlılık testi çalışılmasının önemini bir kez daha gözler önüne sermektedir. Ayrıca çalışmamızda farklı direnç genlerini birarada içeren izolatların saptanmış olması, karbapenem ve kolistin direncinin yayılımının beklenenden dahahızlı olabileceğini bir kez daha hatırlatmıştır.
Anahtar Kelime:

Investigation of Plasmid Mediated mcr Colistin Resistance Gene in Clinical Enterobacterales Isolates

Öz:
Carbapenems are used in the treatment of infections caused by multidrug-resistant bacteria and colistin (polymyxin E) is used as the last choice of antimicrobial agent in those resistant to carbapenems. The worldwide and increased use of colistin, which causes cell death by disrupting the permeability of the cytoplasmic membrane of gram-negative bacteria, raised the problem of resistance. The transferable colistin resistance enzyme mcr, is a phosphoethanolamine transferase that adds phosphoethanolamine to lipid A and modifies lipopolysaccharides, leading to polymyxin resistance. The aim of this study was to investigate some of the most prevalent plasmid mediated colistin and carbapenemase resistance genes in colistin resistant Enterobacterales isolates. Enterobacterales isolates which were isolated in the samples of patients treated in the clinical units between October 2016 and September 2018 in the Karadeniz Technical University Faculty of Medicine Farabi Hospital Medical Microbiology Laboratory were included in the study. In addition to conventional methods, isolates were identified to the species level by MALDI-TOF MS (Bruker Daltonics, Germany). The antibiotic susceptibilities of Enterobacterales isolates were studied by an automated microbiology system (Phoenix, Becton Dickinson, USA) and evaluated according to European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST) criteria. In isolates that are resistant to colistin, and the isolates that are found to be sensitive but should be included in the patient report of the colistin susceptibility test, colistin susceptibility tests were repeated with liquid microdilution method in accordance with EUCAST standards. The presence of extended spectrum beta-lactamase (ESBL), AmpC beta-lactamase and carbapenemase were determined by phenotypic methods according to EUCAST recommendations in colistin resistant Enterobacterales isolates. Furthermore, resistance genes of mcr-1-5, blaOXA-48, blaKPC, blaNDM, blaVIM, blaIMP were detected by polymerase chain reaction (PCR) method, followed by nucleotide sequence analysis of the amplified products. In our study, 14657 Enterobacterales isolates belonging to 7535 patients treated in different clinical units were examined retrospectively. Escherichia coli 61.2% (n= 8968), Klebsiella pneumoniae 22.7% (n= 3334) and Enterobacter cloacae 6.9% (n= 1005) were the most prevalent isolates. Carbapenem resistance was detected in 894 isolates, and 5.8% (n= 412) of 7135 isolates isolated between October 2016 and September 2017; 6.4% (n= 482) of 7522 isolates between October 2017 and September 2018 were found to be resistant. Considering all isolates, colistin resistant isolates were 65 (0.9%) between October 2016 and September 2017 and 97 (1.3%) between October 2017 and September 2018. By including only the first isolates in the study for the same agent growths in different samples of the same patient, 46 colistin resistant isolates were selected. Six isolates which could not be cultivated from stock cultures were excluded from the study material. Thirteen (32.5%) of the 40 colistin resistant Enterobacterales isolates were isolated in 2017 and 27 (67.5%) were isolated in 2018. ESBL was
Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Diğer Erişim Türü: Bibliyografik
  • 1. Liu YY, Wang Y, Walsh TR, Yi LX, Zhang R, Spencer J, et al. Emergence of plasmid-mediated colistin resistance mechanism MCR-1 in animals and human beings in China: a microbiological and molecular biological study. Lancet Infect Dis 2016; 16(2): 161-8.
  • 2. Rhouma M, Beaudry F, Theriault W, Letellier A. Colistin in pig production: chemistry, mechanism of antibacterial action, microbial resistance emergence, and one health perspectives. Front Microbiol 2016; 7: 1789.
  • 3. Poirel L, Kieffer N, Brink A, Coetze J, Jayol A, Nordmann P. Genetic features of mcr-1-producing colistin resistant Escherichia coli isolates in South Africa. Antimicrob Agents Chemother 2016; 60(7): 4394-7.
  • 4. Kawanishi M, Abo H, Ozawa M, Uchiyama M, Shirakawa T, Suzuki S, et al. Prevalence of colistin resistance gene mcr-1 and absence of mcr-2 in Escherichia coli isolated from healthy food-producing animals in Japan. Antimicrob Agents Chemother 2017; 61(1): e02057-16.
  • 5. Xavier BB, Lammens C, Ruhal R, Kumar-Singh S, Butaye P, Goossens H, et al. Identification of a novel plasmid-mediated colistin resistance gene, mcr-2, in Escherichia coli, Belgium, June 2016. Euro Surveill 2016; 21(27): pii=30280.
  • 6. Wang X, Wang Y, Zhou Y, Li J, Yin W, Wang S, et al. Emergence of a novel mobile colistin resistance gene, mcr-8, in NDM-producing Klebsiella pneumoniae. Emerg Microbes Infect 2018; 7(1): 122.
  • 7. European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST). Breakpoint tables for interpretation of MICs and zone diameters. Version 8.1, 2018.
  • 8. EUCAST guidelines for detection of resistance mechanisms and specific resistances of clinical and/or epidemiological importance, Version 2.0, 2017.
  • 9. Liu XQ, Liu YR. Detection and genotype analysis of AmpC β‑lactamase in Klebsiella pneumoniae from tertiary hospitals. Exp Ther Med 2016; 12(1): 480-4.
  • 10. Simona M, Gatermannb S, Pfeiferc Y, Reischla U, Gessnera A, Jantsch J. Evaluation of the automated BD Phoenix CPO Detect panel in combination with the β-CARBA assay for detection and classification of carbapenemase producing Enterobacterales. J Microbiol Methods 2019; 156: 29-33.
  • 11. Robson RL, Essengue S, Reed NA, Horvat RT. Optochin resistance in Streptococcus pneumoniae induced by frozen storage in glycerol. Diagn Microbiol Infect Dis 2007; 58(2): 185-90.
  • 12. Rebelo AR, Bortolaia V, Kjeldgaard JS, Pedersen SK, Leekitcharoenphon P, Hansen IM, et al. Multiplex PCR for detection of plasmid-mediated colistin resistance determinants, mcr-1, mcr-2, mcr-3, mcr-4 and mcr-5 for surveillance purposes. Euro Surveill 2018; 23(6): 17-00672.
  • 13. Borowiak M, Fischer J, Hammerl JA, Hendriksen RS, Szabo I, Malorny B. Identification of a novel transposonassociated phosphoethanolamine transferase gene, mcr-5, conferring colistin resistance in d-tartrate fermenting Salmonella enterica subsp. enterica serovar Paratyphi B. J Antimicrob Chemother 2017; 72(12): 3317-24.
  • 14. Hindiyeh M, Smollen G, Grossman Z, Ram D, Davidson Y, Mileguir F, et al. Rapid detection of blaKPC carbapenemase genes by real-time PCR. J Clin Microbiol 2008; 46(9): 2879-83. 15. Hofko M, Mischnik A, Kaase M, Zimmermann S, Dalpke AH. Detection of carbapenemases by real-time PCR and melt curve analysis on the BD Max system. J Clin Microbiol 2014; 52(5): 1701-4.
  • 16. Avlami A, Bekris S, Ganteris G, Kraniotaki E, Malamou-Lada E, Orfanidou M, et al. Detection of metallo-βlactamase genes in clinical specimens by a commercial multiplex PCR system. J Microbiol Methods 2010; 83(2): 185-7.
  • 17. Paterson DL. Resistance in gram-negative bacteria: Enterobacteriaceae. Am J Infect Control 2006; 34(6 Suppl 1): S20-8.
  • 18. Lai CC, Chen YS, Lee NY, Tang HJ, Lee SS, Lin CF, et al. Susceptibility rates of clinically important bacteria collected from intensive care units against colistin, carbapenems, and other comparative agents: results from Surveillance of Multicenter Antimicrobial Resistance in Taiwan (SMART). Infection and Drug Resistance 2019; 12: 627-40.
  • 19. Kurekci C, Aydin M, Nalbantoglu OU, Gundogdu A. First report of Escherichia coli carrying the mobile colistin resistance gene mcr-1 in Turkey. J Glob Antimicrob Resist 2018; 15: 169-170.
  • 20. Sarı AN, Süzük S, Karatuna O, Öğünç D, Karakoç AE, Çizmeci Z, et al. Results of a multicenter study investigating plasmid mediated colistin resistance genes (mcr-1 and mcr-2) in clinical Enterobacteriaceae isolates from Turkey. Mikrobiyol Bul 2017; 51(3): 299-303.
  • 21. Kutlu HH, Us E, Tekeli A. Investigation of carbapenemase genes and molecular epidemiology of Enterobacteriaceae strains isolated between 2010-2014 in a university hospitals. Mikrobiyol Bul 2018; 52(1): 1-12.
  • 22. Campos AC, Albiero J, Ecker AB, Kuroda CM, Meirelles LE, Polato A, et al. Outbreak of Klebsiella pneumoniae carbapenemase-producing K.pneumoniae: a systematic review. Am J Infect Control 2016; 44(11): 1374-80.
  • 23. Tekintaş Y, Çilli F, Eraç B, Yaşar M, Aydemir SŞ, Hoşgör Limoncu M. Comparison of phenotypic methods and polymerase chain reaction for the detection of carbapenemase production in clinical Klebsiella pneumoniae isolates. Mikrobiyol Bul 2017; 51(3): 269-76.
  • 24. Kilic A, Baysallar M. The first Klebsiella pneumoniae isolate co-producing OXA-48 and NDM-1 in Turkey. Ann Lab Med 2015; 35(3): 382-3.
  • 25. Otlu B, Yakupoğulları Y, Gürsoy NC, Duman Y, Bayındır Y, Tekerekoğlu MS, et al. Providencia rettgeri’de OXA48 ve NDM-1 karbapenemaz genlerinin birlikte üretimi: ilk bildirim. Mikrobiyol Bul 2018; 52(3): 300-7.
  • 26. Çakar A, Akyön Y, Gür D, Karatuna O, Ögünç D, Özhak Baysan B, et al. Türkiye’de 2014 yılı içinde izole edilen karbapeneme dirençli Escherichia coli ve Klebsiella pneumoniae izolatlarında karbapenemaz varlığının araştırılması. Mikrobiyol Bul 2016; 50(1): 21-33.
  • 27. Özyazıcı G, Özkaya E, Kaya H, Kocatürk Sel S, Altınbaşak H, Başarı F, et al. Investigation of blaKPC gene by PCR in carbapenem-resistant Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae clinical isolates in a tertiary care hospital in Turkey. Mediterr J Infect Microb Antimicrob 2019; 8: 3.
  • 28. Chen CM, Guo MK, Ke SC, Lin YP, Li CR, Vy Nguyen HT, et al. Emergence and nosocomial spread of ST11 carbapenem-resistant co-producing OXA-48 and KPC-2 in a regional hospital in Taiwan. J Med Microbiol 2018; 67(7): 957-64.
  • 29. Meunier D, Woodford N, Hopkins KL. Evaluation of the AusDiagnostics MT CRE EU assay for the detection of carbapenemase genes and transferable colistin resistance determinants mcr-1/-2 in MDR gram-negative bacteria. J Antimicrob Chemother 2018; 73(12): 3355-8.
APA Özkaya E, BURUK C, TORAMAN B, TOSUN I, KAKLIKKAYA N, Aydın F (2020). Klinik Enterobacterales İzolatlarında Plazmit Aracılı mcr Kolistin Direnç Geninin Araştırılması. , 191 - 202. 10.5578/mb.69021
Chicago Özkaya Esra,BURUK Celal Kurtuluş,TORAMAN Bayram,TOSUN Ilknur,KAKLIKKAYA NESE,Aydın Faruk Klinik Enterobacterales İzolatlarında Plazmit Aracılı mcr Kolistin Direnç Geninin Araştırılması. (2020): 191 - 202. 10.5578/mb.69021
MLA Özkaya Esra,BURUK Celal Kurtuluş,TORAMAN Bayram,TOSUN Ilknur,KAKLIKKAYA NESE,Aydın Faruk Klinik Enterobacterales İzolatlarında Plazmit Aracılı mcr Kolistin Direnç Geninin Araştırılması. , 2020, ss.191 - 202. 10.5578/mb.69021
AMA Özkaya E,BURUK C,TORAMAN B,TOSUN I,KAKLIKKAYA N,Aydın F Klinik Enterobacterales İzolatlarında Plazmit Aracılı mcr Kolistin Direnç Geninin Araştırılması. . 2020; 191 - 202. 10.5578/mb.69021
Vancouver Özkaya E,BURUK C,TORAMAN B,TOSUN I,KAKLIKKAYA N,Aydın F Klinik Enterobacterales İzolatlarında Plazmit Aracılı mcr Kolistin Direnç Geninin Araştırılması. . 2020; 191 - 202. 10.5578/mb.69021
IEEE Özkaya E,BURUK C,TORAMAN B,TOSUN I,KAKLIKKAYA N,Aydın F "Klinik Enterobacterales İzolatlarında Plazmit Aracılı mcr Kolistin Direnç Geninin Araştırılması." , ss.191 - 202, 2020. 10.5578/mb.69021
ISNAD Özkaya, Esra vd. "Klinik Enterobacterales İzolatlarında Plazmit Aracılı mcr Kolistin Direnç Geninin Araştırılması". (2020), 191-202. https://doi.org/10.5578/mb.69021
APA Özkaya E, BURUK C, TORAMAN B, TOSUN I, KAKLIKKAYA N, Aydın F (2020). Klinik Enterobacterales İzolatlarında Plazmit Aracılı mcr Kolistin Direnç Geninin Araştırılması. Mikrobiyoloji Bülteni, 54(2), 191 - 202. 10.5578/mb.69021
Chicago Özkaya Esra,BURUK Celal Kurtuluş,TORAMAN Bayram,TOSUN Ilknur,KAKLIKKAYA NESE,Aydın Faruk Klinik Enterobacterales İzolatlarında Plazmit Aracılı mcr Kolistin Direnç Geninin Araştırılması. Mikrobiyoloji Bülteni 54, no.2 (2020): 191 - 202. 10.5578/mb.69021
MLA Özkaya Esra,BURUK Celal Kurtuluş,TORAMAN Bayram,TOSUN Ilknur,KAKLIKKAYA NESE,Aydın Faruk Klinik Enterobacterales İzolatlarında Plazmit Aracılı mcr Kolistin Direnç Geninin Araştırılması. Mikrobiyoloji Bülteni, vol.54, no.2, 2020, ss.191 - 202. 10.5578/mb.69021
AMA Özkaya E,BURUK C,TORAMAN B,TOSUN I,KAKLIKKAYA N,Aydın F Klinik Enterobacterales İzolatlarında Plazmit Aracılı mcr Kolistin Direnç Geninin Araştırılması. Mikrobiyoloji Bülteni. 2020; 54(2): 191 - 202. 10.5578/mb.69021
Vancouver Özkaya E,BURUK C,TORAMAN B,TOSUN I,KAKLIKKAYA N,Aydın F Klinik Enterobacterales İzolatlarında Plazmit Aracılı mcr Kolistin Direnç Geninin Araştırılması. Mikrobiyoloji Bülteni. 2020; 54(2): 191 - 202. 10.5578/mb.69021
IEEE Özkaya E,BURUK C,TORAMAN B,TOSUN I,KAKLIKKAYA N,Aydın F "Klinik Enterobacterales İzolatlarında Plazmit Aracılı mcr Kolistin Direnç Geninin Araştırılması." Mikrobiyoloji Bülteni, 54, ss.191 - 202, 2020. 10.5578/mb.69021
ISNAD Özkaya, Esra vd. "Klinik Enterobacterales İzolatlarında Plazmit Aracılı mcr Kolistin Direnç Geninin Araştırılması". Mikrobiyoloji Bülteni 54/2 (2020), 191-202. https://doi.org/10.5578/mb.69021