Etambutol
Etambutol, sentetik yap›da, bakteriostatik etkili bir ilaçt›r (5). Tür- kiye’de tek bafl›na etambutole primer direnç %1-5, sekonder direnç %2-27olarak saptanm›flt›r (2).
Etambutol arabinogalaktan ve lipoarabinomannan sentezinde rol alan arabinozil transferaz enzimiyle etkileflerek M tuberculosis’’ in hücre duvar› sentezini bozar (5). Arabinozil transferaz enzimini kod- layan embCAB geninde meydana gelen mutasyonlar %70 oran›nda etambutol direncinden sorumludur (4, 5). Özellikle en s›k görülen mu- tasyonlar %60 oran›nda embB geninin 306. kodonundaki Met amino- asidindeki de¤iflikli¤e ba¤l›d›r (4, 5). Yüksek M‹K de¤erli etambutol direnciyle Met 306 Ile mutasyonundan ziyade Met 306 Leu, Met 306 Val mutasyonlar› iliflkili bulunmufltur (4).
Türkiye’den izole edilen etambutole duyarl› 26, dirençli 66 toplam 92 M. tuberculosis izolat›nda reverse hibridizyon yöntemiyle embB geninin 306. kodonundaki mutasyonlar araflt›r›lm›flt›r. Duyarl› izolat- larda mutasyon bulunmazken dirençli izolatlar›n sadece 19’unda (%29) mutasyon saptanm›flt›r. Yüksek M‹K de¤erli etambutol diren- ciyle Met 306 Ile ve Met 306 Val mutasyonlar› iliflkili bulunmufltur (Bas›lmam›fl veri). Türkiye’deki etambutole dirençli M. tuberculosis izolatlar›nda farkl› bir direnç mekanizmas›n›n rol oynayabilece¤i dü- flünülmekle birlikte bu konuda yeni çal›flmalar yap›lmas› gerekmekte- dir. Rusya’da yap›lan bir çal›flmada ise embB306 mutasyonunun etam- butole dirençli izolatlar›n %48.3’ünde olmakla birlikte duyarl› izolat- lar›n da %31.2’sinde bulundu¤u öne sürülmüfltür (11).
Pirazinamid
Pirazinamid, sentetik yap›da, bakterisidal etkili bir ilaçt›r (1). Türki- ye’de tek bafl›na pirazinamide primer direnç %3, sekonder direnç %13 olarak saptanm›flt›r (2).
M. tuberculosissufllar›n›n üretti¤i pirazinamidaz enzimi, pirazina- midi pirazinoik asit denilen aktif flekline dönüfltürür. Pirazinamidaz enzimini kodlayan pncA genindeki mu tasyonlar pirazinamid direncin- den %70 -100 oran›nda sorumlu bulunmufltur (5). Yüksek M‹K de¤er- li pirazinamid direnci olan ancak pncA geninde mutasyon içermeyen izolatlarda baflka direnç mekanizmalar›n›n etkili oldu¤u düflünülmek- tedir (3). M. bovis ve M. bovis BCG do¤al olarak pirazinamide direnç- li olup pncA geninin 169. kodonunda C nükletidinin G nükleotidiyle yer de¤iflti¤i gösterilmifltir (3).
Türkiye’den izole edilen pirazinamide duyarl› befl M. tuberculosis izolat›nda pncA geninde mutasyon bulunmazken, pirazinamide direnç- li befl izolatta da farkl› genotipler saptanm›fl olup bunlar daha önce li- teratürde bildirilmemifltir ancak daha fazla M. tuberculosis izolat›nda pncAgeninin incelenmesi bu konudaki bilgilerimizi artt›racakt›r (12).
Streptomisin
Streptomisin, bakterisidal etkili bir aminoglikozittir (1). Türkiye’de tek bafl›na streptomisine primer direnç %7-21, sekonder direnç %12- 32 olarak saptanm›flt›r (2).
Streptomisin bakteri ribozomuna ba¤lanarak protein sentezini inhi- be eder. Ribozomal protein S12’yi kodlayan rpsL genindeki mutas- yonlar (%60) ve 16S rRNA’y› kodlayan rrs genindeki mutasyonlar (< %10) streptomisin direncinden sorumludur (4). En s›k görülen rpsL genindeki Lys 43 Arg mutasyonu olup daha nadiren Lys 43 Thr mu- tasyonu da görülmektedir (4, 5). Bu gende ayr›ca Lys 88 Arg veya Lys 88 Gln mutasyonlar› da saptanm›flt›r. Bu gendeki mutasyonlar yüksek M‹K de¤erli streptomisin direncinden sorumlu bulunmufltur (5). Strep- tomisin direncinden sorumlu di¤er mutasyonlar rrs geninin 530 halka- s› ve 915 bölgesinde bulunmaktad›r. 530 halkas›nda C 491 T, C 512 T, C 516 T, A 513 C, A 513 T nükleotid de¤ifliklikleri görülmüfltür. 915 bölgesinde ise C 903 A, C 903 G, A 904 G nükleotid de¤ifliklik-
leri s›kt›r (5). Victor ve arkadafllar› (13) rrs genindeki C 491 T de¤i- flikli¤inin polimorfizm olabilece¤ini, dirençli olmayan izolatlarda da bulundu¤unu öne sürmüfllerdir. Streptomisine karfl› düflük de¤erli M‹K direncinin, hücre zar›nda oluflan de¤ifliklikler sonucu ilac›n hüc- re içine giriflinin azalmas›yla olabilece¤i düflünülmektedir (5).
Kanamisin, Amikasin, Kapreomisin
Kanamisin, amikasin ve kapreomisin protein sentezini inhibe ede- rek etkilerini gösteren aminoglikozitlerdir (5). Streptomisin ile kana- misin veya amikasin aras›nda çapraz direnç bulunmazken, kanamisin ve kapreomisin aras›ndaki çapraz direnç de¤iflkendir. Kanamisin ve amikasine karfl› yüksek M‹K de¤erli dirençten rrs geninde A 1400 G nükleotid de¤iflikli¤inin sorumlu oldu¤u düflünülmektedir (5).
Florokinolonlar
Florokinolonlar›n bakterideki hedefi DNA giraz (Topoizomeraz II) enzimidir. Bu enzim kromozomal çift sarmall› bakteri DNA’s›nda re- versibl kesme, tekrar ba¤lama fonksiyonuyla negatif k›vr›lmalar yapa- rak, DNA’y› hücre içine s›¤d›r›r (4, 5). DNA giraz enzimi gyrA geni taraf›ndan kodlanan iki A alt ve gyrB geni taraf›ndan kodlanan iki B alt birimden oluflur. M tuberculosis’in gyrA genindeki küçük bir böl- gesinde oluflan mutasyonlar yüksek M‹K de¤erli kinolon direncinden sorumlu bulunmufltur (> %90) (4, 5). GyrA genindeki Ser 95 Thr mu- tasyonu polimorfizm olarak de¤erlendirilmifltir, duyarl› izolatlarda da vard›r. Bununla birlikte gyrB genindeki mutasyonlar nadirdir, düflük M‹K de¤erli dirençten sorumludur ve fenotipe her zaman direnç ola- rak yans›mamaktad›r. Türkiye’den izole edilen ofloksasine duyarl› üç M. tuberculosisizolat›n›n ikisinde ve üç dirençli izolatda Ser 95 Thr mutasyonu (polimorfizm) bulunmufltur. Bu dirençli üç izolata ayr›ca Ala 90 Val, Asp 94 Gly mutasyonlar› efllik etmifltir (14). Di¤er baz› yay›nlarda da 90. aminoasitteki de¤iflikli¤e %27, 95. aminoasitteki de- ¤iflikli¤e %42 oran›nda rastlan›lm›flt›r (15).
Rifabutin
Rifampisin, rifamisin-B’nin yar› sentetik türevidir, rifabutin ise ri- famisinin spiropiperidil derivesidir (5, 16). Etki mekanizmas› rifampi- sinle ayn›d›r. Rifampisin ve rifabutin aras›nda çapraz direnç oran› yük- sektir ve ‹stanbul’da yap›lan bir çal›flmada %88, Avustralya’da yap›- lan di¤er bir çal›flmada %81 olarak saptanm›flt›r (16, 17).
RpoB geninin 511, 516 ve 531 kodonlar›nda meydana gelen mutas- yonlar›n bu çapraz dirençle ilgili oldu¤u düflünülmektedir (18).
Ethionamid
Ethionamid, isoniazidin yap›sal analo¤u olup, M. tuberculosis’de mikolik asit biyosentezini inhibe eder (1, 5). ‹soniazid ve ethionamid aras›nda çapraz direnç vard›r ve ülkemizden yap›lan bir çal›flmada bu oran %65.6 olarak bulunmufltur (19).
Ethionamid direncinden inhA genindeki mutasyonlar›n sorumlu ol- du¤u düflünülmektedir (1, 5).
KAYNAKLAR
1. Wallace RJ. Antimycobacterial agents. In: Mandell G, Bennett JE, Dolin R, eds. Mandell, Douglas, and Bennett’s Principles and Practice of Infectious Diseases. Philadelphia: Churchill Livingstone, 2000: 436-448. 2. Kocabafl A. Akci¤er tüberkülozu. In: Topçu Willke A, Söyletir G, Do¤anay M, eds. ‹nfeksiyon Hastal›klar›. ‹stanbul: Nobel T›p Kitabevleri, 1996: 396-443.
3. Somoskovi A, Parsons LM, Salfinger M. The molecular basis of resistance to isoniazid, rifampin, and pyrazinamide in Mycobacterium tuberculosis. Respir Res 2001; 2: 164-168.
4. Rattan A, Kalia A, Ahmad N. Multidrug-resistant Mycobacterium
KL‹M‹K 2003 XI. TÜRK KL‹N‹K M‹KROB‹YOLOJ‹ ve ‹NFEKS‹YON HASTALIKLARI KONGRES‹
tuberculosis: molecular perspectives. Emerg Infect Dis 1998; 42: 195- 207.
5. Ramaswamy S, Musser JM. Molecular genetic basis of antimicrobial agent resistance in Mycobacterium tuberculosis: 1998 update. Tuberc Lung Dis 1998; 79:3-29.
6. Tansel Ö, Brown TJ, Yüksel P, Drobniewski F ve Çal›flma Grubu: Özak›n C, Avkan O¤uz V, Bayram A, Hoflo¤lu S, Saniç A, Güdücüo¤lu H, Albayrak A, Yayl› G. Türkiye’deki çok ilaca dirençli Mycobacterium tuberculosis izolatlar›nda rpoB, katG, inhA genlerinde mutasyonlar›n araflt›r›lmas›. XI. Türk Klinik Mikrobiyoloji ve ‹nfeksiyon Hastal›klar› Kongresi (30 Mart- 4 Nisan 2003, ‹stanbul) Kongre Kitab›. 2003. 7. Torres M J, Criado A, Gonzalez N, Palomares JC, Aznar J. Rifampin and
isoniazid resistance associated mutations in Mycobacterium tuberculosis clinical isolates in Seville, Spain. Int J Tuberc Lung Dis 2002; 6: 160-163. 8. Rinder H, Dobner P, Feldmann K, Rifai M, Bretzel G, Rüsch-Gerdes S, Löscher T. Disequilibria in the distribution of rpoB alleles in rifampicin- resistant Mycobacterium tuberculosis isolates from Germany and Sierra Leone. Microb Drug Resist 1997; 3:195-197.
9. Musser JM. Antimicrobial agent resistance in Mycobacteria: molecular genetic insights. Clin Microb Rev 1995; 8: 496-514.
10. Çavuflo¤lu C, Hilmio¤lu S, Güneri S, Bilgiç A. Characterization of rpoB mutations in rifampin-resistant clinical isolates of Mycobacterium tuberculosis from Turkey by DNA sequencing and line probe assay. J Clin Microbiol 2002; 40: 4435-4438.
11. Mokrousov I, Otten T, Vyshnevskiy B, Narvskaya O. Detection of embB306 mutations in ethambutol-susceptible clinical isolates of Mycobacterium tuberculosis from Northwestern Russia:implications for genotypic resistance testing. J Clin Microbiol 2002; 40:3810-3813.
12. Brown TJ, Tansel Ö, French GL. Simultaneous identification and typing of multidrug-resistant Mycobacterium tuberculosis isolates by analyses of pncA and rpoB. J Med Microbiol 2000; 49:651-656.
13. Victor TC, van Rie A, Jordaan AM, Richardson M, van der Spuy GD, Beyers N, van Helden PD, Warren R. Sequence polymorhism in the rrs gene of Mycobacterium tuberculosis is deeply rooted within an evolutionary clade and is not associated with streptomycin resistance. J Clin Microbiol 2001; 39:4184-4186.
14. Tansel Ö. Ofloksasine dirençli Mycobacterium tuberculosis kompleks sufllar›nda gyrA geninde mutasyonlar›n belirlenmesi. Uzmanl›k Tezi. 1999.
15. Delgado MB, Telenti A. Detection of fluoroquinolone resistance mutations in Mycobacterium tuberculosis. In: Persing DH ed. Selected PCR protocols for emerging infectious diseases. Washington DC, American Society for Microbiology. 1996;138-143.
16. Uzun M, Erturan Z, An¤ Ö. Investigation of cross-resistance between rifampin and rifabutin in Mycobacterium tuberculosis complex strains. Int J Tuberc Lung Dis 2002; 6 :164-165.
17. Yuen LKW, Leslie D, Coloe PJ. Bacteriological and molecular analysis of rifampin-resistant Mycobacterium tuberculosis strains isolated in Australia. J Clin Microbiol 1999; 37: 3844-3850.
18. Bodmer T, Zurcher G, Imboden P, Telenti A. Mutation position and type of substitution in the beta-subunit of the RNA polymerase influence in- vitro activity of rifamycins in rifampicin-resistant Mycobacterium tuberculosis. J Antimicrob Chemother 1995; 35: 345-348.
19. Avkan O¤uz V, Akbal H, Sar›bafl S, Karagöz T, Öztürk R. Edinsel çok ilaca dirençli Mycobacterium tuberculosis sufllar›n›n major ve minör antitüberküloz ilaçlara duyarl›l›¤›. ‹nfeks Derg 2000; 14:383-386.
Antibiyotik direncinin geliflebilmesi için birbirini izleyen iki olay›n gerçekleflmesi gerekmektedir. Bunlardan ilki dirençli mutantlar›n orta- ya ç›kmas›, ikincisi ise bunlar›n bakteri populasyonu içerisinde avan- tajlar› nedeniyle seçilerek ço¤almalar›d›r. Direnç ile ilgili genetik de- ¤iflimler, DNA sentezi s›ras›nda belirli bir s›kl›kta do¤al olarak olufl- maktad›r. Dolay›s›yla, bir bakteri toplulu¤unda antibiyotik ile karfl›lafl- madan önce de dirençli mutantlar bulunmaktad›r. Spontan mutasyon ad›n› verdi¤imiz bu de¤iflimlerin s›kl›¤› 106
-108
bakteride 1’dir. Mu- tant say›s› bu düflük düzeyde tutulabilir, seçilme ve ço¤alma faz› en- gellenebilirse, az say›daki dirençli bakteri konak ba¤›fl›kl›k sistemince kolayl›kla temizlenebilir ve antibiyoti¤in klinik etkinli¤i korunabilir. Kinolon grubu antibiyotiklerle yap›lan çal›flmalarda dirençli mutantla- r›n seçilerek ço¤alt›ld›¤› bir antibiyotik konsantrasyon penceresi bu- lundu¤u gösterilmifltir (mutant seleksiyon penceresi; MSP) (fiekil- 1). Bu pencerenin alt s›n›r› M‹K50de¤eridir. Üst s›n›r› ise birinci basa-
mak mutantlar›n›n üremesini engelleyen antibiyotik konsantrasyonu- dur. Dolay›s›yla, bu antibiyotik konsantrasyonunda ancak iki mutas- yonu bir arada tafl›yan (ikinci basamak) mutantlar üreyebilmektedir. Bir bakteri toplulu¤unda böyle bir mutant›n bulunma olas›l›¤› ise 1012
- 1016
bakteride 1’dir. E¤er bir infeksiyon bölgesindeki bakteri say›s›, böyle bir mutant görülme olas›l›¤› olan say›dan düflükse, bir seleksi- yon süreci oluflmayacakt›r. ‹flte, mutant üremesine engel olan veya be- lirgin ölçüde k›s›tlayan bu antibiyotik konsantrasyonuna mutant en- gelleme konsantrasyonu (MEK; mutant prevention concentration) ad› verilir ve teknik aç›dan 1010
bakteri/ml içeren bir inokulum yo¤un- lu¤unda üreme görülmeyen en düflük konsantrasyon olarak hesaplan›r. MSP’nin alt ve üst s›n›rlar› ölçülebilir de¤erler oldu¤una göre bu pen- cerenin dar oldu¤u - bir baflka deyiflle, M‹K ve MEK aras›ndaki fark›n az oldu¤u- bileflikler dirençli mutant seçilmesinin engellenmesi aç›s›n- dan daha avantajl›d›rlar. Örne¤in, C-8 pozisyonunda bir metoksi gru- bu tafl›yan florokinolonlar›n bu aç›dan, C-8 H türevlerine k›yasla üs- tün oldu¤u bildirilmektedir (fiekil-2). Bir bilefli¤in M‹K/MEK oran› seleksiyon indeksi olarak adland›r›lmaktad›r. Dolay›s›yla, bir antibi- yoti¤e ait indeks de¤eri ne kadar düflükse ve antibiyotik serum kon- santrasyonlar›n›n MSP’de kald›¤› süre ne kadar k›sa ise, mutant selek- siyonu da o kadar az olacakt›r. Günümüzde direnç probleminin engel- lenebilmesi için; seleksiyon indeksi düflük ve güvenli olarak MEK üzerindeki serum/doku konsantrasyonlar›na ulafl›labilecek dozlarda uygulanabilen bilefliklerin gelifltirilmesinin önemli oldu¤u belirtilmek- tedir. Bu stratejiler d›fl›nda, mutant seleksiyon penceresi kombine ilaç tedavisi ile tamamen de kapat›labilir.
MSP hipotezinin tüberküloz tedavisindeki yeri konusunda çeflit- li çal›flmalar bulunmaktad›r. M. tuberculosis için izoniyazid (INH), rifampisin ve streptomisinin MEK de¤erleri, bu ilaclar›n uygulana- bilen dozlar› ile ulafl›lan maksimal serum düzeylerinin çok üzerin- dedir. Dolay›s›yla, bu ilaçlar›n monoterapi fleklinde uygulanmalar› halinde her zaman mutant seleksiyon penceresi içinde olacaklar› görülmektedir. Bu durumda mutant seleksiyon penceresi bu ilaçla- r›n kombinasyonu ile kapat›lmaktad›r. Çünkü iki veya daha fazla farkl› etki mekanizmas›na sahip antitüberkülo ilaç varl›¤›nda üre- yebilmesi için, mutant bakterinin bunlar›n her birine dirence yol açan ayr› bir mutasyon tafl›mas› gereklidir-ki bu tip bir mutant›n bakteri popülasyonunda bulunma s›kl›¤› < 10-12-16
(iki ilaç için) ve daha az olacakt›r. Günümüzde tüberküloz tedavisi kombinasyon te- davisi için iyi bir örnek olmakla birlikte, hastan›n tedavi uyumsuz- luklar›, ilaçlar›n monoterapi fleklinde kullan›lmas›na benzer sonuç do¤urabilmektedir. Yine kombinasyon tedavisinde kullan›lan ilaç- lar›n farmakokinetik uyumsuzluklar› nedeniyle, tedavi s›ras›nda antibakteriyellerden sadece birinin M‹K düzeyinin üzerinde, di¤er- lerinin alt›nda oldu¤u zaman aral›klar› mutant seleksiyonuna neden olabilmektedir.