Kan kültürlerinden izole edilmiş kinolon dirençli escherichia coli ve klebsiella spp. izolatlarında plazmid aracılı kinolon direncinin araştırılması

Abstract

Kinolonlar özellikle E.coli ve Klebsiella spp gibi Gram negatif basillerin oluşturduğu enfeksiyonların tedavisinde yaygın olarak kullanılan antibiyotiklerdir. Ancak kinolon direnci bu suşlarda hızlı bir artış göstermektedir. Bakterilerde görülen kinolon direnci, genellikle temel hedef olan DNA giraz ve topoizomeraz IV'de görülen mutasyonlar veya efluks pompalarının aşırı üretimi ve porinlerin kaybı ile oluşmaktadır. Ancak, son yıllarda plazmid kökenli kinolon direncinin Enterobacteriacea üyelerinde önemli bir direnç mekanizması olduğu, kinolon direncinin yayılması ve görülen hızlı artışının, plazmide bağlı direnç genlerinin aktarımına bağlı olabileceğini bildirilmektedir. Bugüne kadar tanımlanmış plazmid aracılı kinolon direnç genleri qnr'lar, aac(6')-Ib-cr varyantı, qepA ve oqxAB'dir. Bu çalışmada kan örneklerinden izole edilen E. coli ve Klebsiella spp. izolatlarında kinolon direnç oranlarının belirlenmesi, kinolon direnç mekanizmalarından aktarılabilir plazmid aracılı kinolon direnç (PMQR) genlerinin (qnrA, qnrB, qnrC, qnrS, qnrD, aac(6')-Ib-cr, qepA ve oqxAB) varlığının araştırılması amaçlanmıştır. Çalışmaya Karadeniz Teknik Üniversitesi Tıp Fakültesi Farabi Hastanesi Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı Hasta Hizmetleri Laboratuvarı Bakteriyoloji Biriminde, Ocak 2012-Ağustos 2013 tarihleri arasında kan örneklerinden izole edilmiş 193 E. coli ve Klebsiella spp. izolatından fenotipik yöntemlerle nalidiksik asit ve/veya siprofloksasin direnci tespit edilen 85 (%44,04) izolat dahil edildi. PMQR genlerinin varlığı PCR yöntemi ile araştırıldı.Bu çalışmada, E. coli ve Klebsiella spp. izolatında nalidiksik asit direnci sırasıyla %56,7 ve %19,7, toplamda %44,04 olarak bulundu. 72 E. coli suşunda qnrA, qnrB, qnrS, aac(6')-Ib-cr, qepA ve oqxAB genlerinin varlığı sırasıyla %1,4 (1), %4,2 (3), %1,4 (1), %41,7 (30), %1,4 (1), %1,4 (1) olarak tespit edildi. E. coli'de qnrC, qnrD tipi genler saptanmadı. 13 Klebsiella spp. suşunda qnrA, qnrB, qnrS, aac(6')-Ib-cr ve oqxAB genlerinin varlığı sırasıyla %15,4 (2), %61,5 (8), %7,7 (1), %92,3 (12) ve %84,6 (11) olarak saptandı. Klebsiella spp. izolatlarının muhtemelen kromozomal kökenli oqxAB geni taşıdığı düşünüldü ancak deneylerle genin lokalizasyonu doğrulanmadı. Klebsiella spp.'de qnrC, qnrD ve qepA varlığı tespit edilmedi. Nalidiksik asit dirençli 47 (%55,3) izolat PMQR genlerinden en az birine sahipti.Sonuç olarak, toplamda E. coli ve Klebsiella spp izolatlarında qnrA %3,5, qnrB %12,9, qnrS %2,4, aac(6')-Ib %49,4, qepA %1,2, oqxAB %1,2 prevalansta bulundu. Bölgemizde, yaygın bir klinik kullanıma sahip olan kinolonlara karşı direnç oranlarının E. coli ve Klebsiella spp suşlarında yüksek olduğu izlenmektedir. Bu dirençten PMQR genlerinden, temel olarak aac(6')-1b-cr plazmid direnç geninin varlığı sorumlu olduğu görülmektedir. Elde edilen veriler, kinolon direncinin saptanmasında ilk bakılmakta olan qnr tiplerinin yanı sıra, dirençten sorumlu tüm plazmid kökenli genlerin incelenmesinin de önemli olduğunu ve kaynak araştırılmasında bu durumun göz önüne alınması gerektiğini göstermektedir. Ayrıca çalışmamız Türkiye'de oqxAB geninin rapor edildiği ilk çalışma olma niteliği taşımaktadır.

Quinolons are antibiotics that have been used to a wide extent over the past few years especially in the treatment of infections caused by gram-negative bacillus such as E. coli and Klebsiella spp. However, an increase in quinolon resistance amongst these strains has occured. Quinolon resistance observed in bacteria usually occurs due to mutations in primary targets DNA gyrase and topoisomerase IV or excessive production of efflux pumps and loss of porin. However, over the past few years it has been suggested that plasmid mediated quinolon resistance (PMQR) may be an important resistance mechanism amongst members of Enterobacteriacea and that the uprise in the spreading of quinolon resistance may be connected to plasmid mediated resistance gene transmission. The plasmid mediated quinolon resistance genes defined till date are qnr's, aac(6')-Ib-cr variant, qepA and oqxAB. The aim of this study was to determine quinolon resistance ratios amongst E. coli and Klebsiella spp. isolates from blood samples and to investigate quinolon resistance mechanisms such as the presence of transmissable PMQR genes qnrA, qnrB, qnrC, qnrS, qnrD, aac(6')-Ib, qepA and oqxAB. Eighty five (44.04%) of 193 E. coli and Klebsiella spp. isolates from blood samples which were determined as resistant against nalidixic asid and/or ciprofloxacin via phenotypic methods at Karadeniz Technical University Faculty of Medicine Department of Medical Microbiology Patient Services Laboratory Bacteriology Unit between January 2012 and August 2013 were recruited in the study. The presence of PMQR genes was analysed via PCR.In this study, nalidixic asid resistance rates for E.coli and Klebsiella spp isolates were 56.7% and 19.7%, respectively and 44,04% totally. Seventy two E. coli carried qnrA, qnrB, qnrS, aac(6')-Ib-cr, qepA and oqxAB genes with ratios of 1.4% (1), 4.2% (2), 1.4% (1), 41.7% (30), 1.4% (1), and 1.4% (1), respectively. qnrC and qnrD type genes were not detected amongst E. coli. Thirteen Klebseilla spp. carried qnrA, qnrB, qnrS, aac(6')-Ib-cr, and oqxAB with ratios of 15.4% (2), 61.5% (8), 7.7% (1), 92.3% (12) and 84.6% (11), respectively. Klebsiella spp. were suggested to have probably the chromosomally carried oqxAB gene, but this idea hasn't corfirmed yet. qnrC, qnrD and qepA genes were not detected amongst Klebsiella.spp. Forty seven nalidixic asid resistant isolates (55.3%) carried at least one of the PMQR genes. In conclusion qnrA, qnrB, qnrS, aac(6')-Ib, qepA, oqxAB prevalances were determined as 3.5%, 12.9%, 2.4%, 49.4%, 1.2% and 1.2%, respectively. It has been concluded that E. coli and Klebsiella spp. strains show high resistance against quinolons which are widely used in our region. Among PMQR genes, the aac(6')-Ib-cr has been mostly accounted for plasmid mediated resistance. The data obtained suggest that both the type of qnr and other plasmid mediated resistance genes should be analyzed and be taken into consideration in the search of resources of resistance. Moreover, our study is the first in Turkey reporting the oqxAB gene in E. coli isolates.