Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae ve pseudomanas aeruginosa suşlarında beta-laktamaz aktivitesi ve çeşitli beta-laktam antibiyotiklerin bu suçlara etkisinin araştırılması

Abstract

98 ÖZET Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aerugino sa su şiarı gerek toplumdan kazanılmış infeksiyonlarda gerekse hastane infeksiyonlarında genellikle en sık karşılaşılan Gram negatif bakteriler olduğundan, çalışmamızda çeşitli klinik örneklerden izole edilen bu suşlara karşı penisilin grubundan mezlosilin, üçüncü jenerasyon sefalosporinler- den sefoperazon, sefotaksim, seftazidim, dördüncü jenerasyon sefalosporin- lerden sefpirom, monobaktam grubundan aztreonam, karbapenem grubun dan imipenem olmak üzere beta-laktam grubundan çeşitli antibiyotiklerin minimum inhibitor konsantrasyonları belirlenmiş, ayrıca bu suşların beta- laktamaz aktivitesi ve bu enzimin indüklenebilirliği araştırılarak beta-lakta- maz oluşturma özelliği ile beta-laktam antibiyotiklere direnç arasındaki ilişkinin gösterilmesi amaçlanmıştır. Mikrodilüsyon yöntemi ile yapılan antibiyotik duyarlılık deneyle rine göre 80 E.coli susunun sadece mezlosiline % 33.75 oranında dirençli olduğu, denenen diğer antibiyotiklere dirençli suşla karşılaşılmadığı sap tanmıştır. 80 K.pneumoniae susunda % 77.50 oranı ile mezlosiline karşı en yüksek oranda dirence rastlandığı, bunu % 61.25 oranı ile aztreonamın izlediği belirlenmiştir. Bu suşların seftazidime % 53.75, sefoperazona % 43.75, sefotaksime % 25, sefpiroma ise % 18.75 oranında dirençli oldu ğu tespit edilmiş, sadece imipeneme dirençli susa rastlanmamıştır. 80 P. aeruginosa susunda % 50 oranı ile olmak üzere yine en yüksek direnç mez-99 losiline karşı belirlenmiş, bunu % 43.75 oranı ile sefpirom ve % 42.50 ora nı ile sefoperazonun izlediği saptanmıştır. P.aeruginosa suşlarından % 31.25'inin aztreonama, % 30'unun sefotaksime, % 23.75'inin seftazidi- me dirençli olduğu, düşük oranda da olsa, % 5'inin imipeneme dirençli olduğu tespit edilmiştir. Beta-laktam antibiyotiklere direnç gelişmesinde en önemli meka nizma olan beta-laktamaz aktivitesi asidimetrik yöntemle penisilinaz ve nit- rosefin yöntemi ile sefalosporinaz olmak üzere hem parçalanmamış hücre lerle hem de Gram negatif bakterilerde bu enzimler periplazmik aralıkta bulunduğundan parçalanmış hücrelerle çalışılarak araştırılmıştır. Asidimet rik yöntemle penisilinaz aktivitesi E.coli, K.pneumoniae ve P.aeruginosa suşlarında sırasıyla parçalanmamış hücrelerle % 10, % 30, % 7.50; parça lanmış hücrelerle ise % 32.50, % 45, % 27.50 olarak saptanmıştır. Nitrose- fin yöntemi ile sefalosporinaz aktivitesi E.coli K.pneumoniae ve P.aerugi nosa suşlarında sırasıyla parçalanmamış hücrelerle % 20, % 58.75, % 46.25; parçalanmış hücrelerle % 36.25, % 66.25, % 65 oranlarında sap tanmıştır. Ayrıca beta-laktamaz aktivitesi saptanmış suşlarda bu enzimin indüklenebilirliği araştırılmıştır. Beta-laktamaz aktivitesi saptanmış 59 P.a eruginosa susunun sefotaksime dirençli 18'i hariç olmak üzere, geriye kalan 41 susun 29'unda indüklenebilir beta-laktamaz aktivitesi tespit edil miştir. E.coli ve K.pneumoniae suşlarında enzim aktivitesinin indüklenebi lir olmadığı görülmüştür. Beta-laktamaz aktivitesi ile beta-laktam antibiyotiklere direnç arasındaki ilişki incelendiğinde; beta-laktamaz aktivitesi saptanmış 40 E.coli susunda sadece mezlosiline direnç (% 55) gözlenmiş, diğer antibiyo tiklere dirençli suşla karşılaşılmamıştır. Beta-laktamaz aktivitesi saptan mış 55 K.pneumoniae susunun mezlosiline % 89.09, aztreonama % 69.09, seftazidime % 60, sefoperazona % 58.18, sefotaksime % 38.18, sefpiroma % 27.27 oranında dirençli olduğu tespit edilmiş, sadece imipeneme direnç li suşla karşılaşılmamıştır. Beta-laktamaz aktivitesi saptanmış 59 P.aerugi nosa susunun % 57.63'ünün mezlosiline, % 52.54'ünün sefoperazona, % 49.15'inin sefpiroma, % 38.98'inin sefotaksime, % 32.20'sinin aztreona-100 ma, % 30.51'inin seftazidime dirençli olduğu, ayrıca % 5.08 olmak üzere daha düşük oranda imipeneme de direnç gelişmeye başladığı belirlenmiş tir. Beta-laktamaz aktivitesi saptanmamış 40 E.coli susunun sadece mezlo- siline % 15'inin dirençli olduğu görülmüştür. Beta-laktamaz aktivitesi sap tanmamış 25 K.pneumonîae susunda mezlosiline % 52, aztreonama % 44, seftazidime % 40, sefoperazona ise % 12 oranında direnç belirlenmiş, sefo- taksim, sefpirom ve imipeneme dirençli suşla karşılaşılmamıştır. Beta-lak tamaz aktivitesi saptanmamış 21 P. aeruginosa susunun mezlosilin, sefotak- sim, sefpirom ve aztreonama % 28.57'sinin, sefoperazona % 14.28'inin, sef- tazidim ve imipeneme % 4.76'sının dirençli olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak, çalışmamızda E.coli, K.pneumonîae ve P.aerugino- sa suşlarının çeşitli beta-laktam antibiyotiklere direnç profilleri belirlene rek gelişigüzel ve yaygın antibiyotik kullanımı sonucu gelişen dirençte en fazla beta-laktamaz enzimlerinin etkili olduğu görülmüş, bu nedenle direnç oranının çok düşük olarak tespit edildiği E.coli suşlarının etken olduğu infeksiyonlarda en dar spektrumlu, en uygun antibiyotiğin seçilmesi gerek tiği; geniş spektrumlu, kullanıma yeni sunulan antibiyotiklerin ise K.pneumoniae ve P.aeruginosa suşlarının etken olduğu infeksiyonların tedavisi için saklanması gerektiği anlaşılmıştır.

101 SUMMARY Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, and Pseudomonas aeruginosa strains are the most commonly encountered Gram-negative bacteria in both community-acquired infections and nosocomial infections. In this study minimum inhibitory concentrations of some beta-lactam antibiotics, which are mezlocillin from the penicillins, cefoperazone, cefotaxime, ceftazidime from the third generation cephalosporins, cefpirome from the fourth generation cephalosporins, aztreonam from the monobactams, and imipenem from the carbapenems have been detected; and a correlation between the beta-lactamase production property and the beta-lactam resistance of these strains was demonstrated by studying the beta-lactamase activity and the inducibility of beta-lactamase. According. to the antibiotic susceptibility tests performed by microbroth dilution technique, it has been found that 33.75 % of the 80 E.coli strains tested were resistant to mezlocillin only, and no other antibiotics. For the 80 K.pneumoniae strains tested, the highest resistance has been found to,be to mezlocillin by 77.50 % followed by 61.25 % resistance to aztreonam. Resistance of these strains to ceftazidime, cefoperazone, cefotaxime, cefpirome has been found as 53.75 %, 43.75 %, 25 %, 18.75 % respectively, and no resistance has been detected to imipenem. For the 80 P.aeruginosa strains tested, the highest resistance has been found to be again to mezlocillin by 50 % followed by resistance T.C. TÜKSEROfeETli KOMH n MHANftSYOM MtMkâ102 to cefpirome by 43.75 % and to cefoperazone by 42.50 %. Resistance of the P.aerugİnosa strains has been found as 31.25 %, 30 %, and 23.75 % to aztreonam, cefotaxime and ceftazidime respectively, and 5 % to imipenem although at a lower level. Beta-lactamase activity, the most important mechanism of resistance development to beta-lactam antibiotics, has been studied through acidimetric method for penicillinase activity and through nitrocefin method for cephalosporinase activity, both on intact cells as well as on broken cells, since beta-lactamase enzymes are found in periplasmic space of Gram-negative bacteria. By using acidimetric method, penicillinase activity in E.coli, K.pneumoniae and P. aeruginosa strains has been found as 10 %, 30 %, 7.50 % with intact cells, and 32.50 %, 45 %, 27.50 % with broken cells respectively. Through nitrocefin method, cephalosporinase activity in E.coli, K.pneumoniae and P. aeruginosa strains has been found as 20 %, 58.75 %, 46.25 % with intact cells, and 36.25 %, 66.25 %, 65 % with broken cells respectively. Inducibility of beta-lactamase enzyme has also been studied in those strains with beta-lactamase activity. Out of 59 P. aeruginosa strains with beta-lactamase activity, 18 with resistance to cefotaxime were left out; and in the 29 of the remaining 41 strains, inducible beta-lactamase activity has been detected. In E.coli and K.pneumoniae strains, the enzyme activity has been found to be non-inducible. When the relationship between beta-lactamase activity and resistance to beta-lactam antibiotics were examined, resistance was found only to mezlocillin (55 %) among the 40 E.coli strains with beta-lactamase activity. No strain was found to be resistant to the other antibiotics. Among the 55 K.pneumoniae strains with beta-lactamase activity 89.09 % was found to be resistant to mezlocillin, 69.09 % to aztreonam, 60 % to ceftazidime, 58.18 % to cefoperazone, 38.18 % to cefotaxime, 27.27 % to cefpirome. No strain was found to be resistant to imipenem. Among the 59 P.aeruginosa strains with beta-lactamase activity 57.63 % was found to be resistant to mezlocillin, 52.54 % to cefoperazone, 49.15 % to cefpirome,103 38.98 % to cefotaxime, 32.20 % to aztreonam, 30.51 % to ceftazidime. Furthermore 5.08 % was observed to start to develop resistance to imipenem at a lower level. Out of 40 E.coli strains with no beta-lactamase activity 15 % has been found to be resistant to mezlocillin only. Out of 25 K.pneumoniae strains with no beta-lactamase activity, resistance has been detected in 52 % to mezlocillin, in 44 % to aztreonam, in 40 % to ceftazidime, in 12 % to cefoperazone; no resistance has been detected to cefotaxime, cefpirome, and imipenem. Out of 21 P.aeruginosa strains with no beta-lactamase activity, resistance has been detected in 28.57 % to mezlocillin, cefotaxime, cefpirome and aztreonam, in 14.28 % to cefoperazone, in 4.76 % to ceftazidime and imipenem. As a result, the resistance profiles of E.coli, K.pneumoniae and P.aeruginosa strains, to various beta-lactam antibiotics were determined, and it was found that beta-lactamase enzymes were most effective in developing resistance to beta-lactam antibiotics due to widespread and careless use of antibiotics. For this reason in infections caused by E.coli strains, in which the resistance level was lowest, it is necessary to choose an appropriate antibiotic with a narrow spectrum. New antibiotics with wide spectrums should be saved for the treatment of infections caused by K.pneumoniae and P.aeruginosa strains.