Tavuk etlerinde genişlemiş spektrumlu beta-laktam antibiyotiklere dirençli enterik bakterilerin identifikasyonu ve direnç profillerinin tespiti

Abstract

Geniş spektrumlu beta laktamaz (GSBL)-üreten enterobakterilerin yol açtıkları infeksiyonlar ve bu infeksiyonlara bağlı gelişen ölümler Dünya çapında bir problem olmaktadır. GSBL tipi enzimler penisilinler, sefalosporinler ve monobaktamlar gibi antibiyotikleri hidroliz eden enzimlerdir. GSBL-pozitif enterobakteriler yalnızca hastane ve toplumsal kaynaklı değil, hayvansal kaynaklı gıdalar aracılığıyla da yayılmaktadır. Bu nedenle önemli bir gıda güvenliği ve halk sağlığı sorunu olarak kabul edilmektedir. Beta-laktam antibiyotiklerin yaygın ve bilinçsiz kullanımı GSBL-üreten bakterilerin yayılmalarında en önemli faktörlerdendir. Tavukçuluk sektöründe koruyucu ve tedavi amaçlı antibiyotik kullanımının yüksek olduğu bilinmektedir. Genel amaçlı ve disk yaklaşımlı GSBL tarama testlerinin duyarlılık ve özgüllükleri düşük olduğu için, bulguların antibiyogram doğrulama ve MİK tespiti ile doğrulanması gerekmektedir. Bu araştırmada tavuk etlerinden izole edilen GSBL-üreten enterobakteriler Clinical and Laboratory Standards Institute talimatları takip edilerek fenotipik olarak incelenmiştir. 2014 yılı icinde Marmara bölgesi ve İstanbul ilinde yerleşik marketler, halk pazarları ve tavuk yetiştirme çiftliklerinden toplam 109 adet tavuk eti ve sakatat örnekleri toplanmıştır. Toplanan örnekler ön zenginleştirme işleminden sonra kromojen GSBL agarda selektif zenginleştirme işlemine alınmıştır. Selektif agarda gelişen izolatlara oksidaz testi uygulanmış ve oksidaz negatif GSBL şüpheli izolatlar seçilmiştir. GSBL şüpheli izolatlar Vitek MS(bioMeriux) kütle spektrometresi ile tiplendirilmiştir. Tiplendirmesi yapılan GSBL şüpheli izolatların doğrulamaları Merlin Micronaut-S beta-lactamase VII Kit talimatı takip edilerek yapılmış, MIC okumaları multiscan spektrometre ile alınmış ve veriler Sifin MIC yazılımı ile otomatik olarak değerlendirilmiştir. Tüm fenotipik testler Clinical and Laboratory Standards Institute talimatlarına göre tamamlanmıştır. Disk difüzyon doğrulama ve MİK tespiti sonuçlarına göre toplam 33 adet şüpheli izolat kesin GSBL pozitif olarak tespit edilmiştir. Disk difüzyon taraması izolatların %96,6 CPD, %87,8 CTX ve %45,4 CAZ'a dirençli iken, disk difüzyon konfirmasyonuna göre %93 CPD±CLA'a, %90 CTX±CLA ve %72 CAZ±CLA'a dirençli bulunmuştur. GSBL pozitif izolatlar arasında en baskın fenotip %84,8 E. coli, %6,1 K. pneumoniae, %6,1 E. cloacae ve %3,0 C. werkmanii olarak tanımlanmıştır. İki E. coli suşunun eşzamanlı GSBL ve Amp-C beta-laktamazları ürettikleri tespit edilmiştir. MİK değerlerine göre izolatların %63,6'sı CAZ'a (16-128 µg/mL) ve %72,7'si CTX'e (≥128 µg/mL) kesin dirençli oldukları görülmüştür. İncelenen tavuk eti örneklerinin GSBL-üreten Enterobacteriaceae suşların varlıkları bakımından risk teşkil ettikleri, bu tip dirençli bakterilerin yayılmalarından tavuk etlerinin önemli rolleri oldukları ve bu tür beta-laktamazları kodlayan direnç genlerinin plazmid aracılı mekanizmalar aracılığıyla türdeş ve farklı bakterilere transfer edilebilecekleri göz önünde bulundurulmalıdır. Sonuç olarak; antibiyotik dirençliliğin yayılmasında hayvansal kaynaklı gıdaların olumsuz etkileri olduğu bu çalışmada ortaya konulmuştur.

IDENTIFICATION OF CHICKEN-RELATED ENTEROBACTERIACEAE RESISTANT TO EXTENDED SPECTRUM BETA-LACTAM ANTIBIOTICS AND DETERMINATION OF RESISTANCE PROFILESExtended-spectrum beta-lactamase (ESBL)-producing Enterobacteriaceae associated infectious diseases as well as higher rates of mortality are becoming a problem in the World. ESBLs are the enzymes that inactivate a broad range of antibiotics, including penicillins, cephalosporins, and monobactams through hydrolysis. GSBL-positive enterobacteria can disseminate through foods of animal origin, not only in clinical and community settings. This situation is, therefore, considered to be a severe issue for both food safety and public health policies. Intensive and overuse of modern beta-lactam antibiotics are one of the major factors for the wide spread of ESBL-producing bacteria worldwide. In the poultry sector, the antibiotics are widely and extensively used in preventive medicine and disease-treatment. The sensitivity and specificity of disc-approximation testing methods are relatively low. Thus, the findings need to be verified by disc-diffusion testing, including MIC determination for ESBL determination. In this study, ESBL-producing Enterobacteriaceae from the raw chicken meat samples was phenotypically analyzed according to the Guidelines by Clinical and Laboratory Standards Institute. A total of 109 samples, including carcass and offal parts, was collected from markets, public bazaars, and chicken farms located in the region of Marmara, including İstanbul district during the year 2014. After pre-enrichment, the suspensions were selectively enriched in chromogen ESBL agar. The presumptive isolates were exposed to oxidase testing, and the oxidase negative ones were identified by Vitek MS (bioMeriux). After that, the isolates were initially subjected to disc diffusion testing, then subsequently to disc diffusion confirmation using ceftazidim (CAZ), cefotaxime (CTX), and cefpodoxime (CPD) with/without clavulanate (CLA) discs. The suspected isolates were confirmed for ESBL production by Merlin Micronaut-S beta-lactamase VII Kit. The MIC readings were obtained by a multiscan spectrometer, and the data were automatically analyzed by Sifin MIC software. All the phenotypic testing was performed according to the Guidelines by Clinical and Laboratory Standards Institute. The results showed that 33 ESBL-suspected isolates were confirmed as positive ESBL-producers according to disc diffusion confirmation and MIC determination testing. Based on disc-diffusion testing, the phenotypic resistances against CPD, CTX, and CAZ were found as 96.6%, 87.8%, and 45.4%, respectively. The disc diffusion confirmation revealed that the resistances were determined to be 93% in CPD±CLA, 90% in CTX±CLA, and 72% CAZ±CLA. Of 33 ESBL-positive isolates, the most common phenotype was 84,8% E. coli, followed by 6.1% K. pneumoniae, 6.1% E. cloacae, and 3.0% C. werkmanii. Two E. coli strains of 33 isolates was also detected to be simultaneously positive for ESBL and Amp-C production. The MIC values revealed that 63.6% of the isolates were resistant to CAZ (16-128 µg/mL), and 72.7% to CTX (≥128 µg/mL). The tested samples of raw chicken meat harboring ESBL-producing Enterobacteriaceae presented a severe risk, with a major role for the dissemination and transfer of ESBL-encoding genes among the identical and/or different species through specific mechanism of plasmid mediated. To conclude, this study suggested that the foods of animal origin may possibly potential reservoirs for the spread of antibiotic resistance.