Esherichia coli ve klebsiella pneumoniae suşlarında TEM ve SHV türü B(beta)-laktamaz direncinin araştırılması

Abstract

ÖZET Enterobacteriaceae'da B-laktam antibiyotiklere karşı gelişen direnç nedenlerinden en fazla görüleni B-laktamaz yapımıdır. Bu enzimler B-laktam halkasındaki amid bağını parçalayarak antibiyotiği etkisiz hale getirirler. Bunlar içerisinde en fazla görüleni kromozomal indüklenebilir B-laktamazlar ve plazmid yada transpozonlarla aktarılabilen enzimlerdir. TEM-1 Gram negatif bakterilerde en sık rastlanan B-laktamaz türüdür. SHV-1 Klebsiella türlerinde daha fazla görülür. TEM-1, TEM-2 ve SHV-1 B-laktamazlarında mutasyon sonucu 1-4 aminoasit değişikliği ile genişlemiş spektrumlu B-laktamazlar (ESBL) oluşmuş ve hastanelerde salgınlar yaparak sorun haline gelmiştir. Klinik örneklerden izole edilen 85 E. coli ve 83 K. pneumoniae susunda TEM ve SHV türü B-laktamaz yapma oranlarını, bu enzimlerin ne kadarının ESBL olduğunu ve çalışılan suşlann sık kullanılan B-laktam antibiyotiklere duyarlılıklarını araştırmayı amaçladık. TEM ve SHV grubu B-laktamazlar PCR yöntemi ile araştırıldı. ESBL tayininde çift disk sinerji yöntemi kullanıldı. Antibiyotik duyarlılıkları ise standart disk difıizyon yöntemi ile belirlendi. Çalışmada kromojenik sefalosporin nitrosefın ile B-laktamaz yapım oranı E. coli'lerde % 55, K. pneumoniae' larda % 78 bulundu. Çalışmaya alınan 168 bakterinin 150 (% 89) tanesinde PCR ile TEM veya SHV tipi B-laktamazı kodlayan gen saptandı. E. coli suşlarının % 86'sı, K. pneumoniae suşlannın % 93' ü TEM veya SHV'ye ait genleri taşıyordu. PCR ile TEM veya SHV B-laktamaz geni pozitif bulunan bakterilerin de 104 (% 69.3)'ünde nitrosefın testi ile B-laktamaz varlığı gösterildi, nitrosefın ile B-laktamaz varlığı gösterilen tüm örneklerde PCR ile TEM veya SHV'ye ait genler mevcuttu. E. coli suşlarında TEM geni taşıma oranı % 79, SHV geni taşıma oranı % 47, Klebsiella suşlarında ise bu oranlar sırasıyla % 70 ve % 59 bulundu. Çalışılan suşlann % 3 8' inde TEM ve SHV enzimlerini kodlayan genler birlikte pozitif bulundu. İdrar ve kandan izole edilen suşlarda, TEM veya SHV tipi enzim geni taşıma oranı eşitti ve her iki grupta bu oran % 89 bulundu. Çalışılan suşlardan % 22.6'sı çift disk sinerji yöntemi ile belirlenen ESBL yapmaktaydı. ESBL yapım oranı her iki enzime ait genleri birlikte taşıyan suşlarda tek başına TEM enzim geni taşıyanlardan yüksek saptandı, tek başına SHV taşıyanlarla anlamlı bir fark 42yoktu. E. coli'lerin % 12.9'u, Klebsiella' ların % 32.5'i ESBL karekterinde enzime sahipti. Klebsiella' larda ESBL yapım oranlarının yüksek olması literatürle uyumluydu. E. coli'lerin ampisilin, amoksisilin klavulonat, aztreonam, seftazidim, sefoperazon, sefriakson, sefotaksim, sefuroksim, sefoksitin direnç oranlan sırasıyla % 77.6, % 44.7, % 20, % 18.8, % 20, % 12.9, % 14.1, % 27.1, % 16.5, % 1.2, % 1.2 bulundu. Klebsiellalarda ise aynı antibiyotikler için bu oranlar sırasıyla % 88, % 54.2, % 44.6, % 41, % 49.4, % 38.6, %38.6, % 53, % 30.1 bulundu, imipenem ve meropeneme direç görülmedi. Çalışma grubunu oluşturan suşlar yüksek oranda aktarılabilir B-laktamazlara ait genleri taşımaktadır ve K. pneumoniae' suşlannda E. coli'lerden daha fazla olmak üzere ESBL yapımı vardır. Geniş spektrumlu sefalosporinlere direnç oranlarının yüksek bulunması hastanemizde nozokomiyal infeksiyonların tedavisinde bu ajanların kullanılmaması gerektiğini göstermektedir. Anahtar kelimeler: E. coli, K. pneumoniae, fi-laktamaz, PCR, TEM, SHV. 43

SUMMARY B-lactamases inactivate B-lactam antibiotics by covalently binding the carbonyl moety of the B-lactam ring and hydrolyzingits amide bond, and so destroy antibiotic activity and which are the greatest single cause of resistance to penicllins and cephalospirins in Enterobacteriaceae. Almost all gram-negative bacteria produce chromosomal mediated B-lactamases however, plasmid mediated B-lactamases the most common mechanism of resistance to B-lactam antimicrobial agents among gram- negative bacteria. Expression of the TEM- 1 B-lactamase in the commonest mechanism of resistance to the B-lactam group of drugs in Gram negative bacteria. SHV-1 is the predominant type for Klebsiella spp. Mutations within the structural genes encoding the TEM-1, TEM-2 or SHV-1 enzymes have led to appearance of ESBL. There have been a number of nosocomial outbreaks described that were due to The aim of the present study was to determine the frequency of I'EM and SHV genes and the ratio of ESBL B-lactamases in E. coli and K. pneumoniae isolated from nosocomial infections and to investigate antimicrobial susceptibility of these strains. A total 168 clinical isolates (85 of E. coli and 83 of K. pneumoniae) were collected from Ondokuz Mayıs University Hospital. We investigated TEM and SHV by PCR, ESBL by double disk synergy and antimicrobial susceptibility by standard disk diffusion method. It was found with chromogenic cephalosporin nitrocefrn test that 55 % of E. coli and 78 % of K. pneumoniae produced B-lactamases. In 150 (89 %) of 168 bacteria, genes encoding TEM or SHV type B-lactamases were found by PCR. 86 % of E. coli strains and 93 % of K. pneumoniae strains had TEM or SHV genes. It was detected that 104 (69.3 %) of PCR positive isolates was also found B-lactamase positivity by nitrocefrn test. Counterversly, All isolates was shown positive by nitroeefin having TEM or SHV type B-laetamases was found positive by PCR. 79 % and 47 % of E. coli strains was shown containing TEM gene and SHV gene respectively. The ratio of Klebsiella strains having TEM and SHV are 70 % and 59 % respectively. 38 % of the study group had both TEM and SHV genes. The strains isolated from blood and from urine had equal PCR positivity ratio (89 %). The ratio of ESBL producing strains was 22.6 % in the study group by double disc synergy 44method. The ES13L ratio in the group having both enzyme genes was higher than the group encoding TEM gene only. 12.9 % of the E. coli strains and 32.5 % of the K. pneumoniae strains had ES6L B- lactamases. Klebsiella strains had more ES6L than E. coli strains and these findings were meaningful statistically (p <0.01). The ratio of the E. coli strains resistant to ampicilin, amoxicilin plus clavulonate, aztreonam, ceftazidime, cefoperazone, ceftriaxone, cefotaxime, cefuroxime, cefoxitin, imipenem and meropenem were found % 77.6, % 44.7, % 20, % 18.8, % 20, % 12.9, % 14.1, % 27.1, % 16.5, % 1.2, %1.2 respectively, and these ratios for Klebsiella strains were % 88, % 54.2, % 44.6, % 41, % 49.4, % 38.6, %38.6, % 53, % 30.1. There was no resistance to carbapenems in K. pneumoniae strains. In this study we demonstrated that E. coli and K. pneumoniae strains have more transferable B-lactamases. In K. pneumoniae strains ESI3L production rate was observed higher than E. coli. Because of high resistance rate to the extended spectrum cephalosporins; these agents must not used for treatment of nosocomial infections in our hospital. Key words: E. coli, K. pneumoniae ^-lactamase, PCR, TEM, SHV. 45