333 Türk Mikrobiyol Cem Derg (2003) 33:333-336
G‹R‹fi
Enterokoklar, virülans› düflük düzeyde olmalar›na karfl›n önemli nozokomiyal patojenler olarak önem
kazanm›fllard›r. Birçok merkezde nozokomiyal kan dolafl›m› infeksiyonlar›ndan üçüncü ve üriner sistem infeksiyonlar›ndan ikinci en s›k izole edilen patojen-lerdir. Bunun yan›s›ra enterokoklar antimikrobiklere
Enterokoklarda Yüksek Düzey Aminoglikozid Direnci ile
Beta Laktamaz Üretimi ‹liflkisi(*)
Halil YAZGI(**), Mustafa ERTEK(***), Hakan USLU(**), Ayten KADANALI(***)
ÖZET
Enterokoklarda beta laktamlara olan direnç penisilin ba¤layan proteinlerdeki de¤iflikliklerin yan›nda beta laktamaz üretimi-ne de ba¤l› olabilir. Beta laktamaz üretimi penisilinlerle aminoglikozidler aras›ndaki siüretimi-nerjistik etkinin kaybolmas›na üretimi-neden olur. Enterokoklardaki penisilinaz aktivitesinin yüksek düzey gentamisin direncine de neden olan bir plazmid üzerinde tafl›n-d›¤› saptanm›flt›r. Çal›flmam›z›n amac› enterokoklarda beta laktamaz üretimini araflt›rmak ve yüksek düzey aminoglikozid di-renci ile beta laktamaz üretimi aras›nda iliflki olup olmad›¤›n› de¤erlendirmektir. Bu amaçla Atatürk Üniversitesi T›p Fakül-tesi Araflt›rma Hastanelerinde yatmakta olan 163 hastan›n rektal sürüntü örnekleri al›nm›flt›r. ‹zole ediler sufllar›n safral›-es-külinli besiyerinde ve %6.5 NaCI’lü besiyerinde üreme, koyun kanl› agarda hemoliz, katalaz, Gram boyama ve API 20 Strep (Bio-Merieux-France) testleri ile cins ve tür düzeyinde tan›lar› yap›lm›flt›r. Yüksek düzey aminoglikozid direnci standart agar tarama yöntemiyle araflt›r›lm›flt›r. Beta laktamaz üretiminin araflt›r›lmas›nda ''Identification sticks b -lactamase (Nitrocefin) (Oxoid) ” kullan›lm›flt›r. 163 rektal sürüntü örne¤inin 116’s›ndan enterokok suflu izole edilmifltir. Bu sufllar›n 67’si E. faecalis, 45’i E. faecium, üçü E. casselifavus ve biri E. avium olarak tan›mlanm›flt›r. Yüksek düzey aminoglikozid direnci gentamisin için % 25.9, streptomisin için %34.5 bulunmufltur. Yüksek düzey aminoglikozid direnci gösteren ve göstermeyen enterokok tür-lerinde beta laktamaz üreten sufla rastlanmam›flt›r.
Anahtar Kelimeler: Enterokok, yüksek düzey aminoglikozid direnci, beta laktamaz
SUMMARY
The Relationship between Beta Lactamase Production and High Level Aminoglycoside Resistance in Enterococci
The resistance to beta-lactams in enterococci may be related to not only the changes in penicillin-binding proteins but also the production of beta-lactamase. The production of beta-lactamase may lead to the loss of synergistic effect between penicil-lins and aminoglycosides. It was detected that the penicillinase activity of the enterococci has been carried out by a plasmid which has responsible for the high level aminoglycoside resistance. It was detected that the penicillinase activity of the ente-rococci has been carried out by a plasmid which was responsible for the high level gentamicin resistance (HLAR). The aim of our study was to investigate the production of beta-lactamase in enterococci and the relationship of high level aminoglyco-side resistance with beta-lactamase production. For this purpose 163 rectal swabs of patients from Ataturk University Rese-a rch HospitRese-al were included in this study. Genus Rese-and species determinRese-ation of the bRese-acteriRese-a wRese-as done by trRese-aditionRese-al methods and API 20 Strep commercial test. HLAR was investigated by standard agar screening method. Nitrocephin identification stick was used in the investigation of beta-lactamase production. Enterococci were isolated in 116 of 163 rectal swabs. Of these strains, 67 were identified as Enterococcus faecalis, 45 as Enterococcus faecium, three as Enterococcus casseliflavus and one was Enterococcus avium. HLAR was found in 25.9% of the strains for gentamicin and in 34.5% of the strains for streptomy-cin. Beta-lactamase producing enterococci strain was not detected in strains with or without HLAR.
Key words: Enterococci, high level aminoglycoside resistance (HLAR), beta lactamase
(*)XXX. Türk Mikrobiyoloji Kongresi’nde (30 Eylül-5 Ekim 2002) sunulmufltur.
(**)Atatürk Üniversitesi T›p Fakültesi Mikrobiyoloji ve Klinik Mikrobiyoloji Anabilim Dal›, Erzurum (***)Atatürk Üniversitesi T›p Fakültesi Klinik Mikrobiyoloji ve ‹nfeksiyon Hastal›klar› Anabilim Dal›, Erzurum
Türk Mikrobiyol Cem Derg (2003) 33:333-336
334
direnç gelifltirme bak›m›ndan da günümüzün sorunlu bakterileri aras›ndad›r (1). Enterokoklar beta laktam antibiyotiklere intrinsik olarak düflük düzeyde di-rençlidirler. Bu dirençte rol oynayan mekanizma, dü-flük afiniteli penisilin ba¤layan protein (PBP)’lerin üretilmesi ve özellikle de PBP-5’in miktar›yla oran-t›l›d›r (2). Enterokoklarda ilk kez 1983 y›l›nda tesbit edilen ve aminoglikozid-beta laktam sinerjistik etki-sinin kaybolmas›na neden olan bir di¤er penisiline direnç mekanizmas› ise oldukça nadir görülen beta laktamaz sentezidir. Beta laktamaz sentezi düflük dü-zeyde, edinsel ve inokulum miktar›na ba¤l›d›r. Peni-silinaz geni, yüksek düzey gentamisin direnci (HLGR)’ne de neden olan bir plazmid üzerinde bu-lunmufltur (3,4). Bu enzim penisilin, ampisilin, üroi-dopenisilinler ve daha az oranda karbenisilin ve ti-karsilini inaktive edebilir. Nafsilin, sefalosporinler ve imipenem bu enzime dayan›kl›d›r. Enterokoklar-daki beta laktamaz geninin DNA dizisinin stafilo-koklardan bulunan beta laktamaz geni DNA dizisi ile %90 dan fazla benzerlik göstermesi nedeniyle, stafi-lokoklardan transfer edildi¤i tahmin edilmektedir (5,6).
Enterokoklar intrinsik olarak aminoglikozid antibi-yotiklere de düflük düzeyde direnç gösterirler. Diren-cin nedeni hücre duvar›n›n bu antibiyotiklere geçir-genli¤inin düflük olmas›d›r. Bu direnç problemi beta laktam antibiyotiklerle aminoglikozidlerin kombine verilmesi ile afl›labilir. Ancak aminoglikozidlere di-renç geliflimindeki as›l problem kazan›lm›fl didi-rençtir. Bu iki mekanizma ile ortaya ç›kar. Bunlardan birin-cisi aminoglikozid antibiyotiklerin ribozomlardaki ba¤lanma yerinde de¤ifliklik olmas›d›r. Bu direnç mekanizmas› bakteriler aras›nda transfer edilemez ve yay›l›m› azd›r. ‹kinci direnç mekanizmas› ise ami-noglikozid modifiye eden enzimlerin sentezi ile olu-flan dirençtir. Bu direnç enterokoklar aras›nda trans-fer edilebilir ve h›zla yay›l›r. Bu durum beta laktam antibiyotiklerle aminoglikozidler aras›ndaki siner-jizmin kaybol-mas›na neden olur (2).
Bu çal›flman›n amac› enterokoklarda beta laktamaz üretimini araflt›rmak ve yüksek düzey aminoglikozid direnci ile beta laktamaz üretimi aras›nda iliflki olup olmad›¤›n› de¤erlendirmektir.
GEREÇ ve YÖNTEM
Mart-Ekim 2001 tarihleri aras›nda Atatürk Üniversi-tesi T›p FakülÜniversi-tesi Araflt›rma Hastanelerinde yatmak-ta olan 163 hasyatmak-tan›n rekyatmak-tal sürüntü örnekleri al›nm›fl-t›r. ‹zole edilen sufllar›n safral›-eskülinli besiyerinde ve %6.5 NaCI’lü besiyerinde üreme, koyun kanl› agarda hemoliz, katalaz, Gram boyama ve API 20 Strep (Bio-Merieux-France) testleri yap›larak cins ve düzeyinde tan›lar› yap›lm›flt›r. Yüksek düzey aminoglikozid diren-ci NCCLS önerileri do¤rultusunda standart agar tarama yöntemiyle araflt›r›lm›flt›r (7). Bu amaçla iki farkl› besi-yeri haz›rlanm›flt›r (500 μg/ml gentamisin içeren brain-heart infuzyon (BHI) agar ve 2000 μg/ml streptomisin içeren BHI agar). Beta laktamaz üretiminin araflt›r›lma-s›nda ''Identification sticks β -lactamase (Nitrocefin)” (Oxoid) kullan›lm›flt›r.
BULGULAR
‹ncelenen 163 rektal sürüntü örne¤inin 116’s›ndan ente-rokok izole edilmifltir. Sufllar›n 67’si Enterococcus fa-ecalis, 45’i Enterococcus faecium, üçü Enterococcus casseliflavus ve biri Enterococcus avium olarak tan›m-lanm›flt›r. Yüksek düzey aminoglikozid direnci genta-misin için sufllar›n % 25.9’unda, streptogenta-misin için %34.5’inde saptanm›flt›r. Yüksek düzey aminoglikozid direnci gösteren ve göstermeyen sufllar aras›nda beta laktamaz üreten enterokok sufluna rastlanmam›flt›r En-terokok sufllar›ndaki yüksek düzey aminoglikozid di-renç oranlar› Tablo 1 de gösterilmifltir.
Tablo 1.Enterokok sufllar›nda yüksek düzey aminoglikozid diren-ci
Yüksek düzey Yüksek düzey gentamisin direnci streptomisin di-renci n (%) n (%) E. faecalis (n = 67) 16 (23.9) 22 (32.8) E. faecium (n = 45) 14 (31.1) 18 (40.0) E. casseliflavus (n = 3) – – E. avium (n = 1) – – Toplam (n=116) 30 (25.9) 40 (34.5) TARTIfiMA
Enterokoklar çevre koflullar›na oldukça dayan›kl› mikroorganizmalard›r. Hastane yüzeylerinde birkaç gün canl› kalabilirler. Duyarl› veya dirençli sufllar yo¤un bak›m ünitelerindeki hastalarda ve sa¤l›k
H. Yazg› ve ark., Enterokoklarda Yüksek Düzey Aminoglikozid Direnci ile Beta Laktamaz Üretimi ‹liflkisi
335 sonelinde kolonize olabilirler. Kolonizasyon sa¤l›kl›
bireylerde infeksiyon oluflumu için bir risk olufltur-mayabilir. Ancak özellikle yo¤un bak›mda yatan hastalarda ya da altta yatan hastal›¤› olanlarda bu bakterilerle kolonizasyon, infeksiyon için bir risk faktörüdür. Enterokoklar günümüzde kullan›lmakta olan birçok antimikrobiyal maddeye dirençli olabi-lirler. Dirençli enterokok sufllar›yla kolonize olmufl hastanelerden bu bakterilerin eradikasyonu oldukça güçtür (8). Enterokoklardaki beta laktamlara olan di-renç PBP lerdeki de¤iflikliklerin yan›nda beta lakta-maz üretimine de ba¤l› olabilir. Ancak bu üretim ol-dukça nadirdir ve ço¤unlukla E. faecalis sufllar›nda mevcuttur. Rutin antibiyotiklere duyarl›l›k testleri PBP’lerdeki de¤iflikliklere ba¤l› olarak geliflen di-renci saptayabilir. Ancak, mikrodilusyon veya disk difüzyon yöntemleri enterokoklardaki beta lakta-mazlara ba¤l› direnci saptayamaz. Bu tip izolatlara nitrosefin testi uygulanmal›d›r. PBP kaynakl› bir di-rencin sözkonusu olmad›¤› ancak beta laktamaz tes-ti pozites-tif olan bir izolat, penisilin, ampisilin ve üroi-dopenisilinlere dirençli, imipenem ve beta laktam/ beta laktamaz inhibitör kombinasyonlar›na duyarl› kabul edilir (6).
Kazan›lm›fl aminoglikozid direncine sahip baz› ente-rokok sufllar› ayn› zamanda beta laktamaz üretme ye-tene¤ini de kazanm›fl olabilirler (9). Yap›lan bir ça-l›flmada 1506 E. faecalis suflundan 124’ünde beta laktamaz üretimi ve yüksek düzey gentamisin diren-cinin birlikte oldu¤u saptanm›flt›r. Bu direncin, ente-rokok izole edilen hastalar›n Acute Physiology and Chronic Health Evaluation (APACHE) II skorunun alt›dan büyük olmas› ve daha önce antibiyotik kulla-n›m› ile yak›ndan iliflkili oldu¤u saptanm›flt›r (10). Fransa’da yap›lan iki ayr› çal›flmada izole edilen E. faecalis sufllar›n›n %7.1 inde ve E. faecium suflla-r›nda %18.7 oran›nda HLGR saptanm›fl olmas›na karfl›n her iki çal›flmada da beta laktamaz üreten sufl saptanmam›flt›r (11,12). Polonya’da yap›lan çal›flma-da E. faecalis sufllar›nçal›flma-da %62 ve E. faecium sufllar›nda ise %89 oran›nda HLAR saptanm›fl olma-s›na karfl›n, hiçbir suflta beta laktamaz üretimi sap-tanmam›flt›r. Bu çal›flmada oldu¤u gibi ülkemizde ve baflka birçok ülkede yap›lan çal›flmalar›n ço¤unda da, enterokoklarda beta laktamaz üretimine rastlan-mam›flt›r (13-18).
Yüksek düzey gentamisin direnci tafl›yan genle beta laktamaz üreten genin ayn› plazmid üzerinde tafl›nd›-¤›n› bildiren yay›nlar olmas›na karfl›n, çal›flmam›zda yüksek düzey gentamisin direnci ile beta laktamaz üretimi aras›nda bir iliflki saptanmam›flt›r.
KAYNAKLAR
1.Çetinkaya fiardan Y: Enterokoklarla geliflen infeksi-yonlar. ‹nfek Hast Ser 5 : 61 (2002).
2.Çetinkaya Y, Falk P, Mayhall CG: Vancomycin-resis-tant enterococci. Clin Microbiol Rev 13: 686 (2000). 3.Wells VD, Wong ES, Murray BE, Coudron PE, Willi-ams DS, Markowitz SM: Infections due to beta-lactama-se-producing, high-level gentamicin-resistant Enterococ-cus faecalis. Ann Intern Med 116:285 (1992).
4.Chow JW, Perri MB, Thal LA, Zervos MJ: Mobiliza-tion of the penicillinase gene in Enterococcus faecalis. An-timicrob Agents Chemother 37:1187 (1993).
5.Bonafede ME, Carias LL, Rice LB: Enterococcal transposon Tn5384: evolution of a composite transposon through cointegration of enterococcal and staphylococcal plasmids. Antimicrob Agents Chemother 41:1854 (1997). 6.Baflustao¤lu A. Aydo¤an H: Enterokoklar. ‹nfek Hast Ser 5: 45 (2002).
7.NCCLS. Performance Standards for Antimicrobial Sus-ceptibility Testing; Eleventh Informational Supplement. NCCLS document M100-S11 [ ISBN 1-56238-426-0]. NCCLS, 940 West Valley Road, Suite 1400, Wayne, Pennsylvania 19087-1898 U.S.A., (2001).
8.Jones RN, Low DE, Pfaller MA: Epidemiologic trends in nosocomial and community- acquired infections due to antibiotic-resistant gram-positive bacteria: the role of streptogramins and other newer compounds. Diagn Micro-biol Infect Dis 33: 101 (1999).
9.Brown S, Ross T W: Vancomycin-resistant enterococcus : Implications for pharmacy. Inet-CE-Continuing Educati-on for Pharmacists. Expires 04/14/2002. http://inet-ce.com/articles/146-000-99-001-H01.html.
10.Wells VD, Wong ES, Murray BE, Coudron PE, Wil-liams DS, Markowitz SM: Infections due to beta-lacta-mase-producing, high-level gentamicin-resistant Entero-coccus faecalis. Ann Intern Med 116:285 (1992). 11.Mulin B, Bailly P, Thouverez M, Cailleaux V, Cor-nette C, Dupont MJ: Clinical and molecular epidemio-logy of hospital Enterococcus faecalis isolates in eastern
Türk Mikrobiyol Cem Derg (2003) 33:333-336
336
France.Clin Microbiol Infect 5:149 (1999).
12.Bertrand X, Thouverez M, Bailly P, Cornette C, Ta-lon D: Clinical and molecular epidemiology of hospital Enterococcus faecium isolates in eastern France. Members of Reseau Franc-Comtois de Lutte contr les Infections No-socomiales.J Hosp Infect 45:125 (2000).
13.Sawicka-Grzelak A, Rokosz A, Luczak M: Drug re-sistance of 100 clinical strains of Enterococcus spp. Med Dows Microbiol 51: 239 (1999).
14.Hasçelik G, Gür D, Özkuyumcu C, Akal›n HE: En-terokoklarda aminoglikosid, glikopeptid ve beta-laktam direncinin araflt›r›lmas›. ANKEM 7: 51 (1993).
15.Karadenizli AY, Kolayl› F, Budak F: Çeflitli klinik ör-neklerden izole edilen enterococcus türlerinin saptanmas› ve beta laktamaz aktivitelerinin araflt›r›lmas› 9. Türk Kli-nik Mikrobiyoloji ve ‹nfeksiyon Hastal›klar› Kongresi, Kongre Özet Kitab› s13 (1999).
16.Hsieh SR: Antimicrobial susceptibility and species identification for clinical isolates of enterococci. J Micro-biol Immunol Infect 33:253 (2000).
17.Hoyos A, Gutierrez J, Piedrola G: Pattern of antimic-robial susceptibility of enterococci strains Rev Med Chil 123: 473 (1995).
18. Joyanes P, Pascual A, Suarez AI, Martinez-Marti-nez L: False sensitivity of Enterococcus faecium to amo-xicillin-clavulanic acid with the MicroScan system. En-ferm Infecc Microbiol Clin 13:96 (1995).
