G‹R‹fi
Klebsiella türleri insanda s›kl›kla üriner sistem in-feksiyon etkeni olarak saptanan bakteriler aras›n-dad›r. Bu bakteriler ayn› zamanda nozokomiyal infeksiyonlar›n da önemli etkenidirler (1,2). Üro-loji kliniklerinde epidemilere yol açt›klar› bilin-mektedir.
Klebsiella cinsi bakterilerde polisakkarit yap›s›n-daki kapsül önemli virulans faktörlerindendir (3). Günümüze kadar 82 de¤iflik kapsül antijeni bildi-rilmifl, ayr›ca belirli bölgelerdeki infeksiyon ile baz› kapsül tipleri aras›nda iliflki olabilece¤i gös-terilmifltir (4,5). Klebsiella türlerinin patojenitele-rinde etkili olabilen di¤er önemli özellikleri ise
si-derofor üretimi ve seruma dirençleridir. Serum di-rencine klinik örneklerde daha s›kl›kla rastlan›r-ken, çevresel ve d›flk› örneklerinden izole edilen sufllarda daha az oranda rastlan›lmaktad›r (6,7). 1982 y›l›ndan beri Klebsiella sufllar›nda genifl spektrumlu sefelosporinlere karfl›, plazmid kay-nakl› direnç saptanmaktad›r (8-10). Bu direnç ge-nifllemifl spektrumlu beta-laktamaz (GSBL) ola-rak adland›r›lm›flt›r. GSBL oluflturan sufllar hasta-ne infeksiyonu epidemilerihasta-ne hasta-neden olabilmeleri, tafl›d›klar› direnç plazmidleri türler aras›nda da transfer edilebildi¤inden daha da önem kazan-maktad›rlar (4).
Bu çal›flmada üriner sistem infeksiyonu etkeni olarak izole edilen Klebsiella sufllar›nda kapsül serotipleri, siderefor üretme yetenekleri, serum dirençleri ve enterobaktin, aerobaktin, GSBL
üre-Üropatojen Klebsiella Sufllarının Serotiplendirilmesi,
Side-rofor Sentezi, Serum Direnci ve Genifllemifl Spektrum
Be-ta-Laktamaz Tayini
Mine AN⁄-KÜÇÜKER(*), Ömer KÜÇÜKBASMACI (**), Mehmet TEK‹N (**), Didem AKBULUT (*), Özden BÜYÜKBABA-BORAL (*), Özdem AN⁄ (*)
ÖZET
Bu çal›flmada üriner sistem infeksiyonlu hastalardan izole edilen Klebsiella sufllar›nda (20 Klebsiella pneumoniae, 6 Klebsiella oxytoca) kapsül serotipleri, siderofor üretimi, genifllemifl spektrum beta laktamaz (GSBL) aktivitesi ve seruma dirençlilik özellikleri araflt›r›lm›flt›r. 26 sufltan 25’i serotiplendirilmifl ve K69 en s›k görülen serotip olmufltur. Tüm Klebsiella sufllar›nda siderofor üretimi pozitif olarak bulunmufltur. Sufllar›n %54’ü enterobaktin, %8’i aerobak-tin üretmektedir. ‹ki suflta GSBL aktivitesi saptanm›flt›r. Sufllar›n ço¤unlu¤u seruma dirençli bulunmufltur.
Anahtar kelimeler: Klebsiella pneumoniae, Klebsiella oxytoca, genifllemifl spektrumlu betalaktamaz, siderofor, serotiplendirme, enterobaktin, aerobaktin
SUMMARY
Serotyping, Siderophore Synthesis, Serum Resistance and Extended Spectrum Beta-Lactamase Activity of Uro-pathogen Klebsiella Strains
In this study, we investigated the capsular serotypes, side-rophore, extended spectrum betalactamase (ESBL) activity and serum resistance properties of Klebsiella strains (20 Klebsiella pneumoniae, 6 Klebsiella oxytoca) isolated from patients with urinary tract infection. Of the 26 isola-tes, 25 could be serotyped and serotype K69 was the most common. All Klebsiella strains expressed siderophore. %54 and 8% of the isolates expess enterobactin and aero-bactin, respectively. ESBL activity was detected in two of the strains. The majority of the strains were highly serum resistant.
Keywords:Klebsiella pneumoniae, Klebsiella oxytoca, ex-tended spectrum beta-lactamase, siderophore, serotyping, enterobactin, aerobactin.
(*) ‹stanbul Üniversitesi, ‹stanbul T›p Fakültesi, Mikrobiyoloji ve Klinik Mikrobiyoloji Anabilim Dal›
timi, özelliklerinin araflt›r›lmas› amaç-lanmakta-d›r.
GEREÇ VE YÖNTEM
Bakteri: ‹drar örneklerinden izole edilen 20 Klebsiella pneumoniae ve 6 Klebsiella oxytoca olmak üzere toplam 26 sufl incelenmifltir. Sufllar›n identifikasyonlar› konvansiyonel yöntemlerle ya-p›lm›flt›r.
Kapsül tiplendirilmesi:Sufllar Ullmann (11) ta-raf›ndan tarif edilen kapsül fliflme reaksiyonu yön-temine göre Kiel Üniversitesi T›bbi Mikrobiyolo-ji ve ViroloMikrobiyolo-ji Enstitüsü, Almanya’da tiplendiril-mifltir.
Siderofor tayini:Siderofor üretiminin saptanma-s› için Schwyn ve Neilands’›n krom azurol S (CAS) agar› kullan›lm›flt›r (12). Enterobaktin ve aerobaktin üreten sufllar›n saptanmas› için Hant-ke’nin çapraz beslenme yöntemi uygulanm›flt›r (13). Siderefor tip tayininde enterobaktin indika-tör suflu olarak E.coli H1939, aerobaktin indikaindika-tör suflu olarak E.coli LG1522 kullan›lm›flt›r.
Serum direnci:Bakterilerin insan serumuna du-yarl›l›klar› Podschun’un tarif etti¤i yönteme göre saptanm›flt›r (7). Bakterilerin insan serumunun bakterisidal etkisine karfl› cevaplar› incelenmifl ve duyarl› (1. ve 2. derece), orta duyarl› (3 ve 4) ve dirençli (5 ve 6) olmak üzere 6 derece ay›rtedil-mifltir. Orta duyarl› ve dirençli olanlar serumun bakterisidal aktivitesine dirençli kabul edilmifller-dir.
Antibiyotiklere duyarl›l›k: Antibiyotiklere du-yarl›l›k NCCLS standartlar›na uygun olarak disk difüzyon yöntemi uyar›nca belirlenmifltir (14). GSBL saptanmas›:Mueller-Hinton agar yüzeyi-ne, çevreye disk difüzyon yönteminde kullan›lan antibiyotik diskleri ve ortaya amoksisilin-klavula-nik asit diskleri yerlefltirilmifltir. Ortadaki disk ile çevredeki diskler aras›ndaki uzakl›k 3 cm olacak flekilde ayarlanm›flt›r. 18-20 saat inkübasyondan sonra aztreonam, seftazidim ve sefotaksime ait in-hibisyon zonlar›n›n klavulanik asit diski karfl›s›n-da bozularak en az 4 mm genifllemesi ya karfl›s›n-da iki in-hibisyon zonu aras›ndaki bakteri üreyen alanda üreme olmayan bir bölgenin görülmesi, suflun
GSBL oluflturmas› olarak de¤erlendirilmifltir (15,16).
BULGULAR
Serotipler: 26 sufltan 25’i serotiplendirilmifl ve 11 de¤iflik serotip belirlenmifltir. K69 (%34) en s›k görülen serotip olurken bu serotipi K33 (%15) ve K62 (%15) izlemektedir. Sufllar aras›nda sero-tiplerin da¤›l›m› Tablo 1’de verilmifltir.
Siderofor: Tüm Klebsiella sufllar›nda siderofor üretimi pozitif olarak belirlenmifltir. Sufllar›n %54’ü enterobaktin, %8’i aerobaktin
üretmekte-dir. Aerobaktin üreten sufllar›n tümü K.pneumo-niae’dir. (Tablo 2).
Serum direnci, GSBL ve antibiyotik duyarl›l›-¤›: Sufllar›n ço¤unlu¤u (%53) serumun bakterisi-dal aktivitesine yüksek derecede dirençli
bulunur-ken, K.pneumoniae sufllar›n›n %77’si, K.oxytoca sufllar›n›n yar›s› seruma dirençli bulunmufllard›r (Tablo 3).
TARTIfiMA
Hastane infeksiyonlar›nda etken olarak izole edi-len Klebsiella sufllar› genifl kapsül tipi da¤›l›m›
Tablo 1. Sufllar aras›nda serotip da¤›l›m› Kapsül Tipi K69 K33, K62 K14,K17,K18,K23,K26,K38, K39,K70,n.t n (%) 9 (34) 4 (15) 1 (4) n.t: Tiplendirilemeyen
Tablo 2. Sufllar aras›nda siderofor üretiminin da¤›l›m›
K.pneumoniae (20) K.oxytoca (6) Toplam (26) Enterobaktin n % 11 55 3 50 14 54 Aerobaktin n % 2 10 2 8
Tablo 3. Sufllar aras›nda serum direncininda¤›l›m›
K.pneumoniae (20) K.oxytoca (6) Toplam (26) 1 (n) 1 1 2 (n) 3 2 5 3 (n) 5 1 6 4 (n) 5 (n) 3 3 6 (n) 9 2 11 Serum Direnci Dereceleri
göstermektedirler (17,18). Baz› epidemiyolojik çal›flmalar serotiplerin infeksiyon bölgesine göre homojenlik gösterebilece¤i gibi tamamen hetero-jen olabilece¤ini de göstermektedir. K2 serotipi klinik örneklerden en s›k izole edilen serotiptir (19-21). K2 serotipinin üriner sistem infeksiyonu epidemiyolojisinde ek avantajlara sahip oldu¤u aç›kt›r. ‹drar örneklerinde K2 d›fl›nda, K8, K9, K10 ve K21 di¤er s›k görülen serotiplerdir. Bu ça-l›flmada ise K69, K33 ve K62 bask›n serotip ola-rak bulunmufltur. En s›k bulunan K69 serotipinin K2 serotipi ile çapraz reaksiyon verebildi¤i bilin-mektedir. Serotiplendirmenin en zay›f yönü ola-rak tipler aras›ndaki çapraz reaksiyonlar gösteril-mektedir (19,22).
‹nsan serumunun bakterisidal etkisine karfl› göste-rilen serum direnci önemli ve virulans faktörü olarak tan›mlanmaktad›r. Kommensal veya inva-ziv olmayan sufllar genellikle seruma duyarl› bu-lunurken, patojen sufllar›n dirençli oldu¤u göste-rilmifltir (19). ‹drar örneklerinden izole edilen sufllar›n serum dirençleri semptomlar›n fliddetine ve izolasyon bölgelerine göre de¤iflkenlik göster-mektedir (19,23). Bu çal›flmada sufllar ço¤unlukla yüksek dirençli bulunurken (%53), sadece %23’ü serum duyarl› bulunmufltur. K.pneumoniae suflla-r›n›n %77’si dirençli bulunurken, K.oxytoca sufl-lar›n›n %50’si serum dirençli bulunmufltur. Di¤er çal›flmalarla uyumlu olarak K.pneumoniae suflla-r›n›n K.oxytoca sufllar›na k›yasla serum direncine daha çok sahip oldu¤u saptanm›flt›r. fiüphesiz ta-n›mlanm›fl veya tan›mlanamayan birçok virulans faktörü ve konak savunmas›ndaki de¤iflkenlikler sonuçlar› etkileyebilmektedir. Genel olarak K.pneumoniae’nin K.oxytoca’ya göre daha viru-lan olmas›, daha fazla viruviru-lans faktörüne sahip ol-mas›ndan kaynaklanmaktad›r.
K›s›tl› demir içeri¤i ile üriner sistem, bakteriyel patojenlerin ancak demir ba¤layan bileflikler ola-rak bilinen siderofor üreterek yaflamlar›n› sürdü-rebildi¤i bir bölgedir. Enterobacteriaceae ailesi-nin temel sideroforu olan enterobaktiailesi-nin etkileri tam olarak bilinmemektedir (6,19). Bununla bera-ber aerobaktinin virulansa katk›s› aç›kça gösteril-mifltir (24). Bu çal›flmada tüm sufllar›n siderofor üretimi pozitif bulunmufltur. Sufllar %54 oran›nda enterobaktin ve %8 oran›nda aerobaktin üretmek-tedir. K.pneumoniae sufllar›n›n %50’si, K.oxytoca sufllar›n›n %66’s› enterobaktin üretmektedir. Bu sonuçlar di¤er çal›flmalarla k›yasland›¤›nda daha düflük orandad›r (6,25). Aerobaktin üretimi ise K.pneumoniae’nin virulans› ile do¤rudan iliflkili-dir. Enterik bakteriler daha s›k enterobaktin üre-tirken, aerobaktin üretimi daha s›n›rl› kalmakta-d›r. Bu çal›flmada aerobaktin üretimi di¤er çal›fl-malarla uyumlu olarak düflük bulunmufltur (6,26). Bu çal›flmada 3. kuflak sefalosporinlerin dördüne (sefriakson, sefotaksim, seftazidim, sefodizim) ayn› oranda (%15) direnç saptan›rken, 4. kuflak sefalosporinlere, karbapenemlere, sefoksitin ve siprofloksasine direnç saptanmam›flt›r. Aminogli-kozid grubu antibiyotikler içerisinde en etkili
ne-Tablo 4. ‹ncelenen Klebsiella sufllar›nda antibiyotiklere dirençli olanlar›n say› ve yüzdeleri*
AMC SAM FOX CRO CTX CAZ CDZ 75/30 FEP MEM IMP ATM GN TOB NET AK SXT CIP 7 8 0 2 2 2 2 1 0 0 0 2 0 1 0 0 3 0 Klebsiella pneumoniae (n=20) Toplam (n=26) %
* Orta duyarl› sufllar dirençli olarak s›n›fland›r›lm›flt›r 9 10 0 4 4 4 4 1 0 0 0 3 1 3 0 0 4 0 (34) (38) (15) (15) (15) (15) (4) (11) (4) (11) (15) 2 2 0 2 2 2 2 0 0 0 0 1 1 2 0 0 1 0 Klebsiella oxytoca (n=6)
*AMC: Amoksisilin-klavulanat, SAM: Ampisilin-sulbaktam, FOX: Sefoksitin, CRO: Seftriakson, CTX: Sefotaksim, CAZ: Seftazidim, CDZ: Sefodizim, 75/30: Sefaperazon-sulbaktam, FEP: Sefepim, MEM: Meropenem, IMP: ‹mipenem, ATM: Aztreonam, GN: Gen-tamisin, TOB: Tobramisin, NET: Netilmisin, AK: Amikasin, SXT: Trimethoprim-sulfametaksazol, CIP: Siprofloksasin
*Bir K.pneumoniae, bir K.oxytoca olmak üzere iki suflta GSBL saptanm›flt›r. Klebsiella sufllar›n›n antibiyotik duyarl›l›klar› Tablo 4’te verilmifltir.
tilmisin ve amikasin bulunurken, en yüksek di-renç tobramisine karfl› bulunmufltur (%11.5). Enterobacteriaceae ailesindeki birçok bakteri cinsinin GSBL oluflturdu¤u, en s›k GSBL üreten türün K.pneumoniae oldu¤u saptanm›flt›r. ABD’de yap›lan bir çal›flmada Klebsiella sufllar›-n›n %5’nin GSBL oluflturdu¤u saptan›rken, bu oran Avrupa’da %14-16’lara kadar ç›kabilmekte-dir. Baz› özel bölgeler ve hastanelerde %40’lara varan oranlarda bildirilmektedir (4). Bu çal›flma-da incelenen K.pneumoniae sufllar›n›n %8’nin GSBL oluflturdu¤u saptanm›flt›r. Ülkemizdeki çe-flitli merkezlerde yap›lan çal›flmalarda, GSBL üreten sufllar›n oran› genellikle yüksek bulunmak-tad›r. Abac›o¤lu ve ark. (27)’n›n bir çal›flmas›nda nozokomiyal salg›n döneminde yenido¤an ünite-sindeki 34 hastadan izole edilen K.pneumoniae sufllar›n›n tümünün GSBL üretti¤i gösterilmifltir. Ayn› merkezde yap›lan bir di¤er çal›flmada 24 K.pneumoniae suflunun %62’sinde GSBL üretimi belirlenmifltir (28). Vahabo¤lu ve ark. (29) hasta-ne kaynakl› gram hasta-negatif çomaklarda GSBL ora-n›n› %24 olarak belirlemifllerdir. Aradaki farkl›l›k lokal epidemiyolojik faktörlere, genel infeksiyon kontrol önlemlerine ve antibiyotik kullan›m poli-tikalar›na ba¤lanabilir.
Bu çal›flmada az say›da sufl incelenmekle beraber, bu araflt›rma yap›lmas› planlanan epidemiyolojik çal›flman›n ön çal›flmas› olarak düflünülmüfltür. Üriner sistem infeksiyonlar›na yol açan Klebsiel-la’lar›n ampirik tedavisi için bu sufllar›n direnç özelliklerinin ve epidemiyolojisinin bilinmesi önemlidir. Ço¤ul dirençli sufllar›n yay›lmamas› için antibiyotik kullan›m›n›n s›n›rland›r›lmas›, in-feksiyon kontrol ilkelerine sad›k kal›nmas› flartt›r. Bakterilerin baz› özel ürovirulans faktörlerine sa-hip olmas›n›n yan›nda, diabet, immün sistemin bask›lanmas›, yap›sal bozukluklar gibi kona¤a ait faktörlerin de infeksiyon derecesini ve s›kl›¤›n› etkileyebilece¤i unutulmamal›d›r.
KAYNAKLAR
1.Christensen SC, Korner B: An endemic caused
multiresistant Klebsiella in an urologic ward, Scand J Urol Nephrol 6: 232 (1972).
2.Montgomerie JZ:Epidemiology of Klebsiella and
hospital associated infections, Rev Infect Dis 1: 736 (1979).
3.Simoons-Smit AM, Verweij-van Vught AMJJ, MacLaren DM:The role of K antigens as virulence factors in Klebsiella, J Med Microbiol 21: 133 (1986). 4.Podschun R, Ulmann U:Klebsiella spp. as nosoco-mial pathogens: Epidemiology, taxonomy, typing met-hods, and pathogenicity factors, Clin Microbiol Rev 11: 589 (1998).
5.Riser E, Noone :Klebsiella capsuar types versus si-te of isolation, J Clin Pathol 34: 552 (1981).
6.Podschun R, fischer A, Ullmann U: Siderophore production of Klebsiella species isolated from different sources, Int J Med Microbiol Virol Parasitol Infect Dis 276: 481 (1992).
7.Podschun R, Teske E, Ullmann U:Serum resistance properties of Klebsiella pneumoniae and K.oxytoca iso-lated from different sources, Zentralbl Hyg Umweltmed 192:279 (1991).
8.Bauernfeind AE, Rosenthal E, Eberlein E, Holley M, Schweighart S: Spread of Klebsiella pneumoniae producing SHV-5 beta-lactamase among hospitalized patients, Infection 21:18 (1993).
9.Brun-Buisson C, Legrand P, Phillippon A, Montra-vers F, Barhelemy M, Labia R: A novel extended-spectrum plasmid-mediated beta-lactamase not derived from TEM- or SHV- class enzymes, J Antimicrob Che-mother 29:590 (1992).
10. De Champs C, Rouby D, Guelon D, Sirot J, Sirot D, Beytout D, Gourgand JM:A casecontrol study of an outbreak of infections caused by Klebsiella pneumo-niae strains producing CTX-1 (TEM-3) beta lactamase, J Hosp Infect 18:5 (1991).
11.Ullmann U:The distrubition of Klebsiella pneumo-niae serotypes from different sources and their sensiti-vity to cephalosporins, Infection 11 (suppl 1): 28 (1983).
12.Schwyn B, Neilands JB:Universal chemical assay for the detection and determination of siderophores, Analyt Biochem 160: 47 (1987).
13.Hantke K:Dihydrobenzoylserine- a siderophore for E.coli, FEMS Microbiol Lett 67:5 (1990).
14.National Committee for Clinical Laboratory Standards: Performance Standards for Antimicrobial Disk Suspectibility Tests, Tentative standard M2-A4, National Committe for Clinical Laboratory Standards, Villanova (1990).
15.Jarlier V, Nicolas MH, Fournier G, Philippon A: Extended broad-spectrum beta-lactamases conferring transferable resistance to newer beta-lactam agents in Enterobacteriaceae: Hospital prevalence and suspecti-bility patterns, Rev Infect Dis 10:867 (1988).
16.Nordmann P, Ronco E, Naas T, Duport C, Yvon MB, Labia R: Characterization of a novel extended-spectrum beta-lactamase from Pseudomonas aerugino-sa, Antimicrob Agents Chemother 37:962 (1993).
17.Rennie RP, Duncan IBR:Combined biochemical
and serological typing of clinical isolates of Klebsiella, Appl Microbiol 28: 534 (1974).
18.Simoons-Smit AM, Verweij-van Vught AMJJ, Kanis IYR, MacLaren DM:Biochemical and serolo-gical investigations on clinical isolates of Klebsiella, J Hyg 95: 265 (1985).
19.Podschun R, Sievers D, Fischer A, Ullmann U: Serotypes, hemagglutins, siderophore synthesis, and serum resistance of Klebsiella isolates causing human urinary tract infections, J Infect Dis 168: 1415 (1993). 20.Casewell M, Talsania HG:Predominance of certa-in Klebsiella capsular types certa-in hospitals certa-in the United Kingdom, J Infect 1: 77 (1979).
21.Smith SM, Digori JT, Eng RHK:Epidemiology of Klebsiella antibiotic resistance and serotypes, J Clin Microbiol 16: 868 (1982).
22.Orskov I, Orskov F: Serotyping of Klebsiella, Methods in Microbiol 14: 150 (1984).
23.Gower PE, Taylor PW, Koutsaimanis KG, Ro-berts AP:Serum bactericidal activity in patients with upper and lower urinary tract infections, Clin Sci 43: 13 (1972).
24.De Lorenzo V, Martinez JL:Aerobactin producti-on as a virulence factor: a re-evaluatiproducti-on, Eur J Clin Microbiol Infect Dis 7: 621 (1988).
25.Williams PH, Chart H, Griffiths E, Stevenson P: Expression of high affinity iron uptake systems by cli-nical isolates of Klebsiella, FEMS Microbiol Lett 44: 407 (1987).
26.Martinez JL, Cercenada JL, Baquero F, Perez Diaz JC:Incidence of aerobactin production in gram-negative hospital isolates, FEMS Microbiol Lett 43: 351 (1987).
27.Abac›o¤lu YH, Aslani Mehr M, Gülay Z, ‹nan S, Yulu¤ N:Resistotyping and plasmid profile analysis of multiply resistant Klebsiella pneumoniae strains isola-ted during a nosocomial outbreak, ‹nfek Derg 9:63 (1995).
28.Abac›o¤lu YH, Yücesoy M, Gülay Z, Yulu¤ N: “Extended spectrum beta-lactamase” saptanmas›nda E testi ile çift disk sinerji yöntemlerinin karfl›laflt›r›lmas›, ‹nfek Derg 9:93 (1995).
29.Vahabo¤lu MH, Mülaz›mo¤lu L, Erdem ‹, Y›ld›-r›m ‹, Tafler B, Avkan V:Taksim Hastanesi’nde beta-laktam antibiyotiklere karfl› geliflen direncin sürveyan-s›, Klinik Derg 6:79 (1993).
