Seftazidim-Avibaktam, Meropenem ve Kolistinin 
Tek Başına ve İkili Kombinasyonlarının Çeşitli Klinik 
Örneklerden İzole Edilen Karbapenem Dirençli 
Klebsiella pneumoniae Suşlarına Karşı In Vitro 
Etkinliğinin Araştırılması

KÖLE, MERVE; Şirin, Mümtaz Cem; Sesli Çetin, Emel; ARIDOGAN, BUKET

doi:10.5578/mb.20229804

Seftazidim-Avibaktam, Meropenem ve Kolistinin Tek Başına ve İkili Kombinasyonlarının Çeşitli Klinik Örneklerden İzole Edilen Karbapenem Dirençli Klebsiella pneumoniae Suşlarına Karşı In Vitro Etkinliğinin Araştırılması

Merve KÖLE, (Edirne Sultan I. Murat Devlet Hastanesi, Tıbbi Mikrobiyoloji Laboratuvarı, Edirne, Türkiye)

Emel SESLİ ÇETİN, (Süleyman Demirel Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı, Isparta, Türkiye)

Cem ŞİRİN, (Süleyman Demirel Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı, Isparta, Türkiye)

Buket CİCİOĞLU ARIDOĞAN (Süleyman Demirel Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı, Isparta, Türkiye)

Mikrobiyoloji Bülteni

126 0

Yıl: 2022 Cilt: 56 Sayı: 2 Sayfa Aralığı: 230 - 250 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.5578/mb.20229804 İndeks Tarihi: 21-06-2022

Seftazidim-Avibaktam, Meropenem ve Kolistinin Tek Başına ve İkili Kombinasyonlarının Çeşitli Klinik Örneklerden İzole Edilen Karbapenem Dirençli Klebsiella pneumoniae Suşlarına Karşı In Vitro Etkinliğinin Araştırılması

Öz:

Karbapenem grubu da dahil olmak üzere günümüzde kullanılan birçok antibiyotiğin Klebsiella pneumoniae enfeksiyonlarının tedavisinde yetersiz kaldığı bildirilmektedir. Son yıllarda yapılmış çalışmalara rağmen karbapenem dirençli K.pneumoniae (KDKp) tedavisi için net tedavi rejimleri belirlenememiştir. Bu çalışmada KDKp enfeksiyonlarının tedavisinde sıklıkla kullanılan kolistin (COL) ve meropenem (MEM) ile ülkemizde yeni kullanıma giren seftazidim-avibaktamın (CZA) tek başına ve ikili kombinasyonlarının farklı karbapenem direnç mekanizmalarına sahip KDKp izolatlarına karşı etkinliğinin ve KDKp izolatlarında önemli bir sorun olan kolistin direnci varlığının incelenen ilaç etkileşim sonuçları üzerine etkisi olup olmadığının araştırılması amaçlanmıştır. Bu çalışma, Süleyman Demirel Üniversitesi Tıp Fakültesi Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı Bakteriyoloji Laboratuvarında çeşitli klinik örneklerden enfeksiyon etkeni olarak izole edilen ve karbapenem direnci karbapenemaz inaktivasyon testi ile doğrulanan 42 K.pneumoniae izolatında yapılmıştır. İzolatların karbapenemaz genleri polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) yöntemi ile tespit edilmiştir. KDKp izolatlarının CZA, MEM ve COL’e karşı antimikrobiyal duyarlılıkları sıvı mikrodilüsyon yöntemi ile değerlendirilmiş ve bu antibiyotiklerin ikili kombinasyonlarının sinerjizm aktiviteleri dama tahtası (checkerboard) ve zamana bağlı öldürme (time-kill) yöntemleri ile in vitro olarak incelenmiştir. Kategorik verilerin istatistiksel değerlendirmesi Fisher’s exact test ile yapılmış, p değerinin 0.05 veya daha küçük olması gruplar arası farklılık açısından anlamlı kabul edilmiştir. Karbapenem dirençli izolatların 34 (%81)’ü OXA-48, 5 (%11.9)’i OXA-48+NDM ve 3 (%7.1)’ü OXA-48+KPC pozitif saptanmıştır. Dama tahtası testinde CZA+MEM ve CZA+COL kombinasyonları ile izolatların %97.6’sına karşı sinerjizm saptanırken MEM+COL kombinasyonunda bu oran %50 bulunmuştur. Zamana bağlı öldürme testinde OXA-48 pozitif izolatta CZA+MEM ve CZA+COL, OXA-48+NDM pozitif izolatta CZA+COL ve MEM+COL, OXA48+KPC pozitif izolatta CZA+MEM ve CZA+COL kombinasyonlarında sinerjizm saptanmıştır. İzolatların kolistine direnç durumu ile antibiyotik kombinasyonlarının dama tahtası testi sonuçları arasında anlamlı ilişki görülmemiştir ($p_{CZA+MEM}$= 0.33, $p_{CZA+COL}$= 0.11, $p_{MEM+COL}$= 0.61). Hastanemizde KDKp suşlarında en yaygın karbapenemaz tipinin OXA-48 olduğu ve CZA’nın MEM ve COL antibiyotikleri ile ikili kombinasyonlarının bu izolatlara karşı sinerjik etkileşim gösterme potansiyelinin yüksek olduğu görülmüştür.

Anahtar Kelime:

Evaluation of In Vitro Efficacy of Ceftazidime-Avibactam,Meropenem, and Colistin Single and Binary CombinationsAgainst Carbapenem Resistant Klebsiella pneumoniae StrainsIsolated from Various Clinical Specimens

Öz:

It has been reported that many antibiotics used today, including the carbapenem group, fail to treat Klebsiella pneumoniae infections effectively. Despite many studies in recent years, the definitive treatment for carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae (CRKP) infections is still uncertain. In this study, it was aimed to investigate in vitro activities of colistin (COL) and meropenem (MEM), which are frequently used in the treatment of CRKP infections, and ceftazidime-avibactam (CZA), which is recently used in our country, alone or in combination against different CRKP isolates having different carbapenem resistance mechanisms andto analyze whether the presence of colistin resistance, which is an important problem in CRKP strains, influences the drug interaction results. This study was carried out in 42 K.pneumoniae isolates, which were isolated from various clinical samples as an infectious agent in Süleyman Demirel University Faculty of Medicine, Department of Medical Microbiology, Bacteriology Laboratory and whose carbapenem resistance was confirmed by carbapenemase inactivation test. The carbapenemase genes of the isolates were determined by the polymerase chain reaction (PCR) method. Antimicrobial susceptibilities of CRKP strains to CZA, MEM, and COL were determined by the broth microdilution method and in vitro synergy activities of dual combinations of these drugs were evaluated by checkerboard and time-kill methods. Statistical evaluation of categorical data was performed using Fisher’s exact test, and p-value of less than 0.05 was considered statistically significant in terms of difference between the groups. Of the 42 CRKP isolates 34 (81%) were only OXA-48 positive, 5 (11.9%) were OXA-48+NDM and 3 (7.1%) were OXA-48+KPC positive. In the checkerboard test, synergy was detected against 97.6% of the isolates both with CZA+MEM and CZA+COL combinations, whereas this rate was 50% with MEM+COL. In the time-kill test, synergy was detected with CZA+MEM and CZA+COL combinations in the OXA-48 positive isolate and OXA-48+KPC positive isolate, while synergy was detected with CZA+COL and MEM+COL combinations in the OXA-48+NDM positive isolate. There was no significant relationship between whether the isolates were resistant to colistin or not and the checkerboard test results of antibiotic combinations ($p_{CZA+MEM}$= 0.33, $p_{CZA+COL}$= 0.11, $p_{MEM+COL}$= 0.61). Results of our study revealed that the most common carbapenemase type in CRKP isolates was OXA-48 in our hospital, and the combinations of CZA with MEM and COL had high potential for synergism against these isolates.

Anahtar Kelime:

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

1. Girmenia C, Viscoli C, Piciocchi A, Cudillo L, Botti S, Errico A, et al. Management of carbapenem resistant Klebsiella pneumoniae infections in stem cell transplant recipients: an Italian multidisciplinary consensus statement. Haematologica 2015; 100(9): e373. https://doi.org/10.3324/haematol.2015.125484
2. Nordmann P, Dortet L, Poirel L. Carbapenem resistance in Enterobacteriaceae: here is the storm! Trends Mol Med 2012; 18(5): 263-72. https://doi.org/10.1016/j.molmed.2012.03.003
3. Bush K. Carbapenemases: partners in crime. J Glob Antimicrobial Resistance. 2013; 1(1): 7-16. https://doi. org/10.1016/j.jgar.2013.01.005
4. Logan LK, Weinstein RA. The epidemiology of carbapenem-resistant Enterobacteriaceae: the impact and evolution of a global menace. J Infect Dis 2017; 215(Suppl 1): S28-S36. https://doi.org/10.1093/infdis/jiw282
5. Levasseur P, Girard AM, Claudon M, Goossens H, Black MT, Coleman K, et al. In vitro antibacterial activity of the ceftazidime-avibactam (NXL104) combination against Pseudomonas aeruginosa clinical isolates. Antimicrob Agents Chemother 2012; 56(3): 1606-8. https://doi.org/10.1128/AAC.06064-11
6. Endimiani A, Choudhary Y, Bonomo RA. In vitro activity of NXL104 in combination with beta-lactams against Klebsiella pneumoniae isolates producing KPC carbapenemases. Antimicrob Agents Chemother 2009; 53(8): 3599-601. https://doi.org/10.1128/AAC.00641-09
7. Zhanel GG, Lawson CD, Adam H, Schweizer F, Zelenitsky S, Lagacé-Wiens PR, et al. Ceftazidime-avibactam: a novel cephalosporin/β-lactamase inhibitor combination. Drugs 2013; 73(2): 159-77. https://doi. org/10.1007/s40265-013-0013-7
8. Mikhail S, Singh NB, Kebriaei R, Rice SA, Stamper KC, Castanheira M, et al. Evaluation of the synergy of ceftazidime-avibactam in combination with meropenem, amikacin, aztreonam, colistin, or fosfomycin against well-characterized multidrug-resistant Klebsiella pneumoniae and Pseudomonas aeruginosa. Antimicrob Agents Chemother 2019; 63(8): e00779-19. https://doi.org/10.1128/AAC.00779-19
9. Onorato L, Caprio G, Signoriello S, Coppola N. Efficacy of ceftazidime-avibactam in monotherapy or combination therapy against carbapenem resistant gram negative organisms: a meta-analysis. International J Antimicrob Agents 2019; 54. https://doi.org/10.1016/j.ijantimicag.2019.08.025
10. Erdem F, Abulaila A, Aktas Z, Oncul O. In vitro evaluation of double carbapenem and colistin combinations against OXA-48, NDM carbapenemase-producing colistin-resistant Klebsiella pneumoniae strains. Antimicrob Resist Infect Control 2020; 9(1): 1-9. https://doi.org/10.1186/s13756-020-00727-4
11. Zusman O, Avni T, Leibovici L, Adler A, Friberg L, Stergiopoulou T, et al. Systematic review and meta-analysis of in vitro synergy of polymyxins and carbapenems. Antimicrob Agents Chemother 2013; 57(10): 5104-11. https://doi.org/10.1128/AAC.01230-13
12. Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI). CLSI document M07-A8. Clinical Laboratory Standards Institute, Wayne, Pennsylvania, USA. 2009; 29.
13. CLSI. Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing. 31th ed. CLSI supplement M100: Wayne, PA: Clinical and Laboratory Standards Institute; 2021.
14. Leber AL. Clinical microbiology procedures handbook. 4th ed. Washington, DC: ASM Press; 2016; 3. https:// doi.org/10.1128/9781555818814
15. Anon. Synergism testing: broth microdilution checkerboard and broth macrodilution methods. Isenberg H, editor: Clinical microbiology procedures handbook; 1992. p. 5.18.1-5..28. p.
16. Pillai S, Moellering R, Eliopoulos G. Antimicrobial combinations. In: Lorian V, editor. Antibiotics in laboratory medicine. Fifth Edition ed. Philadelphia USA.: Lippincott Williams, Wilkins 2005. p. 365-440.
17. European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST). Breakpoint tables for interpretation of MICs and zone diameters. Version 11.0, 2021. Available from: http://www.eucast.org.
18. Tacconelli E, Magrini N, Kahlmeter G, Singh N. Global priority list of antibiotic-resistant bacteria to guide research, discovery, and development of new antibiotics. World Health Organization 2017; 27.
19. Çakar A, Akyön Y, Gür D, Karatuna O, Öğünç D, Özhak BB, et al. Investigation of carbapenemases in carbapenem-resistant Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae strains isolated in 2014 in Turkey. Mikrobiyol Bul 2016; 50(1): 21-33. https://doi.org/10.5578/mb.10695
20. Kazmierczak KM, de Jonge BL, Stone GG, Sahm DF. In vitro activity of ceftazidime/avibactam against isolates of Enterobacteriaceae collected in European countries: INFORM global surveillance 2012-15. J Antimicrob Chemother 2018; 73(10): 2782-8. https://doi.org/10.1093/jac/dky266
21. Stone GG, Seifert H, Nord CE. In vitro activity of ceftazidime-avibactam against gram-negative isolates collected in 18 European countries, 2015-2017. Int J Antimicrob Agents 2020; 56(3): 106045. https://doi. org/10.1016/j.ijantimicag.2020.106045
22. Koçak CÖ, Hazırolan G. Karbapeneme dirençli Klebsiella pneumoniae klinik izolatlarinda kolistin direnci. Türk Mikrobiyoloji Cem Derg 2019;49(1):17-23. https://doi.org/10.5222/TMCD.2019.017
23. Brennan-Krohn T, Kirby JE. Synergistic combinations and repurposed antibiotics active against the pandrugresistant Klebsiella pneumoniae nevada strain. Antimicrob Agents Chemother 2019: 01374-19. https://doi. org/10.1128/AAC.01374-19
24. Norden CW. Problems in determination of antibiotic synergism in vitro. Rev Infect Dis 1982; 4(2): 276-81. https://doi.org/10.1093/clinids/4.2.276
25. Klastersky J, Meunier-Carpentier F, Prevost JM, Staquet M. Synergism between amikacin and cefazolin against Klebsiella: in vitro studies and effect on the bactericidal activity of serum. J Infect Dis 1976; 134(3): 271-6. https://doi.org/10.1093/infdis/134.3.271
26. Tumbarello M, Trecarichi EM, Corona A, De Rosa FG, Bassetti M, Mussini C, et al. Efficacy of ceftazidimeavibactam salvage therapy in patients with infections caused by Klebsiella pneumoniae Carbapenemaseproducing K. pneumoniae. Clin Infect Dis 2019; 68(3): 355-64. https://doi.org/10.1093/cid/ciy492
27. Brennan-Krohn T, Pironti A, Kirby JE. Synergistic activity of colistin-containing combinations against colistinresistant Enterobacteriaceae. Antimicrob Agents Chemother. 2018; 62(10). https://doi.org/10.1128/ AAC.00873-18
28. Menekşe Ş, Çağ Y, Işık ME, Şahin S, Hacıseyitoğlu D, Can F, et al. The effect of colistin resistance and other predictors on fatality among patients with bloodstream infections due to Klebsiella pneumoniae in an OXA-48 dominant region. IJID 2019; 86: 208-11. https://doi.org/10.1016/j.ijid.2019.06.008
29. Stein C, Makarewicz O, Bohnert JA, Pfeifer Y, Kesselmeier M, Hagel S, et al. Three dimensional checkerboard synergy analysis of colistin, meropenem, tigecycline against multidrug-resistant clinical Klebsiella pneumonia isolates. PloS One 2015; 10(6): e0126479. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0126479
30. Özseven AG, Sesli Çetin E, Özseven LJMB. Dama tahtası sinerji testi sonuçlarının farklı yöntemlerle yorumlanması sonuçlarımızı etkiliyor mu. Mikrobiyol Bul 2012; 46(3): 410-20.

APA	KÖLE M, Sesli Çetin E, Şirin M, ARIDOGAN B (2022). Seftazidim-Avibaktam, Meropenem ve Kolistinin Tek Başına ve İkili Kombinasyonlarının Çeşitli Klinik Örneklerden İzole Edilen Karbapenem Dirençli Klebsiella pneumoniae Suşlarına Karşı In Vitro Etkinliğinin Araştırılması. , 230 - 250. 10.5578/mb.20229804
Chicago	KÖLE MERVE,Sesli Çetin Emel,Şirin Mümtaz Cem,ARIDOGAN BUKET Seftazidim-Avibaktam, Meropenem ve Kolistinin Tek Başına ve İkili Kombinasyonlarının Çeşitli Klinik Örneklerden İzole Edilen Karbapenem Dirençli Klebsiella pneumoniae Suşlarına Karşı In Vitro Etkinliğinin Araştırılması. (2022): 230 - 250. 10.5578/mb.20229804
MLA	KÖLE MERVE,Sesli Çetin Emel,Şirin Mümtaz Cem,ARIDOGAN BUKET Seftazidim-Avibaktam, Meropenem ve Kolistinin Tek Başına ve İkili Kombinasyonlarının Çeşitli Klinik Örneklerden İzole Edilen Karbapenem Dirençli Klebsiella pneumoniae Suşlarına Karşı In Vitro Etkinliğinin Araştırılması. , 2022, ss.230 - 250. 10.5578/mb.20229804
AMA	KÖLE M,Sesli Çetin E,Şirin M,ARIDOGAN B Seftazidim-Avibaktam, Meropenem ve Kolistinin Tek Başına ve İkili Kombinasyonlarının Çeşitli Klinik Örneklerden İzole Edilen Karbapenem Dirençli Klebsiella pneumoniae Suşlarına Karşı In Vitro Etkinliğinin Araştırılması. . 2022; 230 - 250. 10.5578/mb.20229804
Vancouver	KÖLE M,Sesli Çetin E,Şirin M,ARIDOGAN B Seftazidim-Avibaktam, Meropenem ve Kolistinin Tek Başına ve İkili Kombinasyonlarının Çeşitli Klinik Örneklerden İzole Edilen Karbapenem Dirençli Klebsiella pneumoniae Suşlarına Karşı In Vitro Etkinliğinin Araştırılması. . 2022; 230 - 250. 10.5578/mb.20229804
IEEE	KÖLE M,Sesli Çetin E,Şirin M,ARIDOGAN B "Seftazidim-Avibaktam, Meropenem ve Kolistinin Tek Başına ve İkili Kombinasyonlarının Çeşitli Klinik Örneklerden İzole Edilen Karbapenem Dirençli Klebsiella pneumoniae Suşlarına Karşı In Vitro Etkinliğinin Araştırılması." , ss.230 - 250, 2022. 10.5578/mb.20229804
ISNAD	KÖLE, MERVE vd. "Seftazidim-Avibaktam, Meropenem ve Kolistinin Tek Başına ve İkili Kombinasyonlarının Çeşitli Klinik Örneklerden İzole Edilen Karbapenem Dirençli Klebsiella pneumoniae Suşlarına Karşı In Vitro Etkinliğinin Araştırılması". (2022), 230-250. https://doi.org/10.5578/mb.20229804

APA	KÖLE M, Sesli Çetin E, Şirin M, ARIDOGAN B (2022). Seftazidim-Avibaktam, Meropenem ve Kolistinin Tek Başına ve İkili Kombinasyonlarının Çeşitli Klinik Örneklerden İzole Edilen Karbapenem Dirençli Klebsiella pneumoniae Suşlarına Karşı In Vitro Etkinliğinin Araştırılması. Mikrobiyoloji Bülteni, 56(2), 230 - 250. 10.5578/mb.20229804
Chicago	KÖLE MERVE,Sesli Çetin Emel,Şirin Mümtaz Cem,ARIDOGAN BUKET Seftazidim-Avibaktam, Meropenem ve Kolistinin Tek Başına ve İkili Kombinasyonlarının Çeşitli Klinik Örneklerden İzole Edilen Karbapenem Dirençli Klebsiella pneumoniae Suşlarına Karşı In Vitro Etkinliğinin Araştırılması. Mikrobiyoloji Bülteni 56, no.2 (2022): 230 - 250. 10.5578/mb.20229804
MLA	KÖLE MERVE,Sesli Çetin Emel,Şirin Mümtaz Cem,ARIDOGAN BUKET Seftazidim-Avibaktam, Meropenem ve Kolistinin Tek Başına ve İkili Kombinasyonlarının Çeşitli Klinik Örneklerden İzole Edilen Karbapenem Dirençli Klebsiella pneumoniae Suşlarına Karşı In Vitro Etkinliğinin Araştırılması. Mikrobiyoloji Bülteni, vol.56, no.2, 2022, ss.230 - 250. 10.5578/mb.20229804
AMA	KÖLE M,Sesli Çetin E,Şirin M,ARIDOGAN B Seftazidim-Avibaktam, Meropenem ve Kolistinin Tek Başına ve İkili Kombinasyonlarının Çeşitli Klinik Örneklerden İzole Edilen Karbapenem Dirençli Klebsiella pneumoniae Suşlarına Karşı In Vitro Etkinliğinin Araştırılması. Mikrobiyoloji Bülteni. 2022; 56(2): 230 - 250. 10.5578/mb.20229804
Vancouver	KÖLE M,Sesli Çetin E,Şirin M,ARIDOGAN B Seftazidim-Avibaktam, Meropenem ve Kolistinin Tek Başına ve İkili Kombinasyonlarının Çeşitli Klinik Örneklerden İzole Edilen Karbapenem Dirençli Klebsiella pneumoniae Suşlarına Karşı In Vitro Etkinliğinin Araştırılması. Mikrobiyoloji Bülteni. 2022; 56(2): 230 - 250. 10.5578/mb.20229804
IEEE	KÖLE M,Sesli Çetin E,Şirin M,ARIDOGAN B "Seftazidim-Avibaktam, Meropenem ve Kolistinin Tek Başına ve İkili Kombinasyonlarının Çeşitli Klinik Örneklerden İzole Edilen Karbapenem Dirençli Klebsiella pneumoniae Suşlarına Karşı In Vitro Etkinliğinin Araştırılması." Mikrobiyoloji Bülteni, 56, ss.230 - 250, 2022. 10.5578/mb.20229804
ISNAD	KÖLE, MERVE vd. "Seftazidim-Avibaktam, Meropenem ve Kolistinin Tek Başına ve İkili Kombinasyonlarının Çeşitli Klinik Örneklerden İzole Edilen Karbapenem Dirençli Klebsiella pneumoniae Suşlarına Karşı In Vitro Etkinliğinin Araştırılması". Mikrobiyoloji Bülteni 56/2 (2022), 230-250. https://doi.org/10.5578/mb.20229804