‹stanbul Üniversitesi Cerrahpafla T›p Fakültesi Mikrobiyoloji ve Klinik Mikrobiyoloji Anabilim Dal›, ‹stanbul
Özlem Güven, Derya Ünver, Sinem Özdemir, Nevriye Gönüllü, Ömer Küçükbasmac›, Kemal Altafl
‹letiflim/ Correspondence: Nevriye Gönüllü Adres / ‹stanbul Üniversitesi, Cerrahpafla T›p Fakültesi, Mikrobiyoloji ve Klinik Mikrobiyoloji Anabilim Dal›, ‹STANBUL Tel: 0212 4143000/22462 E-posta: nevriegonullu@yahoo.com
Antibiotic susceptibilities and beta-lactam resistance phenotypes
of Pseudomonas aeruginosa strains isolated from various
clinical samples
ÖZET
Pseudomonas aeruginosa, birçok sistemik infeksiyona neden olan f›rsatç› bir patojendir ve P.aeruginosa’da antibiyotiklere direnç ciddi sorun oluflturmaktad›r. Cerrahpafla T›p Fakültesi Hastanesi, Mikrobiyoloji ve Klinik Mikrobiyoloji Anabilim Dal›, Mikrobiyoloji laboratuvarlar›nda, bir y›l boyunca, çeflitli klinik örneklerden izole edilen 161 P.aeruginosa suflunun antibiyotik duyarl›l›klar› ve beta-laktam direnç fenotipleri araflt›r›lm›flt›r. Ayr›ca sufllar›n fosfomisin duyarl›l›klar› da belirlenmifltir. P.aeruginosa’da yayg›n beta-laktam direnç fenotiplerinin saptanmas›nda basit bir yöntem olarak disk difüzyon testi kullan›lm›flt›r. En düflük direnç oranlar›, imipenem ve amikasine (%34) karfl› bulunmufltur. Fosfomisin duyarl›l›k oran› %60 olarak belirlenmifltir. Sufllar›n beta-laktam direnç fenotipleri, düflük düzey penisilinaz (%1,9), yüksek düzey penisilinaz (%3,7), nonenzimatik (%8,7), sefalosporinaz (%14,3), imipeneme seçici geçirmezlik (%2,5), genifllemifl spektrumlu beta-laktamaz (%1,2) ve kompleks fenotip (%29,2) olarak saptanm›flt›r.
Anahtar Kelimeler:Pseudomonas aeruginosa, antibiyotik duyarl›l›¤›, fosfomisin, beta-laktam direnç fenotipi. SUMMARY
Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic pathogen that causes severe sistemic infections and antibiotic resistance in P.aeruginosa is a serious problem. The antibiotic susceptibilities and the various phenotypes of beta-lactam resistance in 161 P.aeruginosa strains isolated from various clinical specimens over a period of a year in the Department of Microbiology and Clinical Microbiology of Cerrahpasa Faculty of Medicine Hospital were investigated. The fosfomycin susceptibilities of the isolates were also detected. The disc diffusion test was used as a simple method to determine the beta-lactam resistance phenotypes of P.aeruginosa. The lowest resistance rates were found to imipenem and amikacin (34%).
The fosfomycin susceptibility rate was 60%. Beta-lactam resistance phenotypes of the isolates are low-level penicillinase (1,9%), high-level penicillinase (3,7%), nonenzymatic (8,7%), cephalosporinase (14,3%), selective impermeability to imipenem (2,5%), extended spectrum beta-lactamase (1,2%) and complex phenotype (29,2%).
Key words:Pseudomonas aeruginosa, antibiotic susceptibility, fosfomycin, beta-lactam resistance phenotype.
Çeflitli klinik örneklerden izole edilen Pseudomonas
aeruginosa kökenlerinin antibiyotiklere duyarl›l›klar› ve
beta-laktam direnç fenotipleri (*)
G‹R‹fi
Pseudomonas aeruginosa, farkl› fiziksel koflullara uyum yetene¤i yüksek olan bir mikroorganizma-d›r ve bu özellikleri ile hastane ortam›nda önem-li bir f›rsatç› patojen rolüne sahiptir. ‹nsanda, pe-rine, aksilla, kulak gibi bölgelere kolonize olabil-mektedir. Nemli ortamlar› tercih etmesi
nedeniy-le hastanenedeniy-lerde solunum destek sistemnedeniy-lerinde, te-mizleme solüsyonlar›nda, ilaçlarda ve dezenfek-tanlarda üreyebilmektedir (1).
P.aeruginosa’da enzimatik (penisilinaz, genifllemifl spektrumlu beta-laktamaz, sefalosporinaz, imipe-nemaz) ve nonenzimatik (pompa sistemleri, porin kayb›) mekanizmalar beta-laktam antibiyotiklere
dirençte rol oynar. Beta-laktam direncinde bakte-rinin sahip oldu¤u mekanizmalara ba¤l› olarak fe-notipler görülmektedir (2).
Do¤al fenotip: Tikarsilin, seftazidim, aztreonam, tikarsilin+klavulanik asit, imipenem, sefsulodin ve sefepime karfl› duyarl›l›k görülür. ‹mipenemin, se-fepim ve sefsulodin üzerine antagonist etkisi göz-lenir (2).
Plazmid kontrolünde penisilinaz fenotipi: Bu fe-notipte iki durum söz konusudur.
OXA-1 ve 4 veya TEM-1 ve 2 beta-laktamazla-r›na ba¤l› düflük düzey penisilinaz fenotipinde, kökenler tikarsiline dirençli ya da orta duyarl›, sefepimin ve sefsulodinin aktivitesi azalm›flt›r. Ti-karsilin-klavulanik asitin zon çap› do¤al tipte gö-rülenden genellikle daha küçüktür. PSE/CARB enzimlerine ba¤l› yüksek düzey penisilinaz feno-tipinde ise, kökenlerin tikarsilin ve sefsulodine yüksek düzeyde direnci vard›r (2).
Genifllemifl spektrumlu beta-laktamaz fenotipi: Kökenler, beta-laktam antibiyotiklere dirençli an-cak imipeneme duyarl›d›r. Bu beta-laktamazlar, klavulanik asit ile inhibe olurlar ve tikarsilin-kla-vulanik asit ile sefotaksim, seftazidim ya da az-treonam aras›nda sinerjik etki görülür (2). Sefalosporinaz fenotipi: AmpC sefalosporinaz›n afl›r› üretimine ba¤l› olan bu fenotipte, sefotaksi-me karfl› direnç, ancak tikarsilinin etraf›nda zon vard›r. Seftazidimin zon çap›, aztreonam›n zon çap›ndan küçüktür. Bu kökenlerde sadece imipe-nem etkilidir (2).
Metallo beta-laktamaz fenotipi: Seftazidime di-renç görülür. Aztreonam, piperasilin ve karbape-nemlere duyarl›l›k de¤iflkendir, baz› kökenler ise aztreonama duyarl› olabilmektedir (2).
Nonenzimatik direnç fenotipi: Pompa sistemleri-ne ba¤l› olarak ortaya ç›kan bu fenotipte çeflitli durumlar söz konusudur:
MexA-MexB-OprM pompa sisteminde tikarsilin ve sefotaksime duyarl›l›kta azalma vard›r. Seftazidi-min zon çap› aztreonam›n zon çap›ndan büyüktür.
MexC-MexD-OprJ pompa sisteminde sefepime duyarl›l›k azalm›flt›r. Bunun d›fl›nda, do¤al feno-tiple ayn› duyarl›l›k durumu sergilenir.
MexE-MexF-OprN pompa sistemi veya imipene-me seçici geçirimipene-mezlik fenotipinde imipeneimipene-me du-yarl›l›k çok azd›r ya da direnç görülür. Bu notipte di¤er antibiyotiklere duyarl›l›k do¤al fe-notipte görüldü¤ü flekildedir (2).
Kompleks direnç fenotipi: ‹ki ya da daha fazla direnç mekanizmas›n›n birlikte bulunmas› duru-mudur (2).
Bakteri hücre duvar› sentezini inhibe ederek et-kisini gösteren fosfomisin, genifl spektrumlu bir antibiyotiktir. Karboksipenisilinler, üreidopenisi-linler, 2-amino-5-tiazolil sefalosporinler ve ami-noglikozidler ile fosfomisin aras›nda da sinerji varl›¤› gösterilmifltir. Fosfomisin P.aeruginosa’da, pompa sistemlerinin bir substrat› de¤ildir (3,4). Bu çal›flmada amaç, çeflitli klinik örneklerden izole edilen P.aeruginosa sufllar›nda antibiyotikle-re diantibiyotikle-renç oranlar›n› belirlemek ve bu sufllar›n be-ta-laktam direnç fenotiplerini saptamakt›r. Ayr›ca fosfomisine karfl› P.aeruginosa sufllar›n›n duyarl›-l›k oran›n› belirleyerek bu antibiyoti¤in P.aerugi-nosa’n›n etken oldu¤u infeksiyonlarda kullan›la-bilirli¤i hakk›nda bilgi edinmek amaçlanm›flt›r. GEREÇ VE YÖNTEM
Bu çal›flma, ‹stanbul Üniversitesi Cerrahpafla T›p Fakültesi Mikrobiyoloji ve Klinik Mikrobiyoloji Anabilim Dal›, Mikrobiyoloji laboratuarlar›na Ocak - Aral›k 2005 tarihleri aras›nda gönderilen 161 klinik örnek (cerrahi servislerden 34, di¤er servislerden 78, polikliniklerden 37, yo¤un bak›m ünitelerinden 12 örnek) ile gerçeklefltirilmifltir. Çal›flmam›zda, 56 idrar, 32 solunum örne¤i, 20 abse, 10 doku örne¤i, 10 kan ve 33 yara yeri, kulak ve burun sürüntüsü örne¤inden izole edi-len P.aeruginosa sufllar› incelenmifltir. Örnekler 124 yatan ve 37 poliklinik hastas›ndan izole edil-mifltir. Antibiyotik duyarl›l›k testleri Kirby Bauer disk difüzyon yöntemi ile yap›lm›flt›r. Antibiyo-tik duyarl›l›k testlerinde, Antibiyo-tikarsilin (75 µg ),
pi-perasilin (75 µg), sefsulodin (30 µg), seftazidim (30 µg), sefepim (30 µg), aztreonam (30 µg), se-fotaksim (30 µg), sefoperazon (30 µg), latamok-sef (30 µg), imipenem (10 µg), tikarsilin-kla-vulanik asit (75+10 µg ), piperasilin-tazobaktam (75+10 µg), siprofloksasin (5 µg), amikasin (30 µg), gentamisin (10 µg) ve fosfomisin (200 µg) diskleri kullan›lm›flt›r. Sufllar›n, antibiyotik duyar-l›l›klar› Klinik ve Laboratuvar Standartlar› Ensti-tüsü (CLSI) disk difüzyon kriterlerine göre sap-tanm›flt›r. Sufllar›n, fosfomisine karfl› duyarl›l›kla-r› ise Frans›z Antibiyogram Komitesinin Standart-lar›na göre de¤erlendirilmifltir (5,6).
P.aeruginosa sufllar›n›n, beta-laktam direnç feno-tiplerinin saptanmas›nda, beta-laktam antibiyotik-lere duyarl›l›k sonuçlar›ndan yararlan›lm›flt›r. Disk difüzyon yöntemi ile beta-laktam direnç fenotipi-nin saptanmas›nda öncelikle, tikarsilin, sefotak-sim, seftazidim ve imipenem duyarl›l›k sonuçlar› de¤erlendirilmifltir. Sefsulodin, sefepim ve aztreo-nam belirli fenotiplerin, tikarsilin-klavulanik asit sinerjinin, imipenem ise indüklenebilir kromozo-mal gen kaynakl› sefalosporinaz varl›¤›n›n sap-tanmas›nda kullan›lm›flt›r (2).
BULGULAR
Toplam 161 P. aeruginosa suflunun, antibiyotikle-re duyarl›l›klar› Tablo 1’de verilmifltir.
Tablo 1. P.aeruginosa sufllar›n›n antibiyotiklere duyarl›l›k oranlar›
Çal›flmam›zda, P.aeruginosa sufllar›nda, en düflük oranda direncin %34 oran› ile imipenem ve ami-kasine karfl› oldu¤u görülmüfltür. Siprofloksasi-ne karfl› sufllar›n %39’u dirençli, %14’ü orta du-yarl› olarak saptanm›flt›r. Fosfomisine karfl› direnç oran› %40 olarak bulunmufltur.
Sufllar›n, beta-laktam direnç fenotipleri Tablo 2’de görülmektedir.
Tablo 2. P.aeruginosa sufllar›n›n beta-laktam direnç fenotipleri
GSBL: Genifllemifl spektrumlu beta-laktamaz. TARTIfiMA
P.aeruginosa sufllar›nda direnç mekanizmalar›n›n çeflitlili¤i ve artan direnç oranlar› tedavide ciddi sorunlara yol açmaktad›r.
Özgenç ve ark. (7) klinik örneklerden izole et-tikleri 199 P.aeruginosa suflunda, amoksisilin-kla-vulanata %100, seftazidime %23, sefotaksime %81, aztreonama %44, imipeneme %18, genta-misine %64, amikasine %27 ve siprofloksasine %40 oran›nda direnç saptam›fllard›r. Ard›ç ve ark. (8) yatan hastalardan izole ettikleri 150 P.aeru-ginosa suflunda, duyarl›l›k oranlar›n› imipenem için % 71, aztreonam için %53, seftazidim için %60, gentamisin için %35, amikasin için %66 ve piperasilin-tazobaktam için % 57 olarak belirle-mifllerdir.
Ulutafl ve ark. (9) yapt›klar› çal›flmada 76 Pseudomonas cinsi suflunda, seftazidim ve ami-kasine %23,7, imipeneme direnç oran›n› ise % 32,9 olarak bulmufllard›r. Sufllar›n %59,2’sini sip-rofloksasine dirençli, %2,6’s›n› orta duyarl› ola-rak saptam›fllard›r.
Gökalp ve ark. (10) yapt›klar› çal›flmada Pseudo-monas cinsi sufllar›nda, direnç oran›n› piperasilin-tazobaktam için %18, amikasin için %20 ve imi-penem için %23 olarak saptam›fllard›r. Siproflok-sasine direnç oran› %39 olarak bildirilmifltir. Gönüllü ve ark. (11) klinik örneklerden izole et-tikleri 50 P.aeruginosa suflunda, agar dilüsyon yöntemiyle duyarl›l›k oranlar›n› tikarsiline %46, tikarsilin-klavulanik aside %56, seftazidime %62,
aztreonama %60, sefepime %46, imipeneme %72, amikasine %78 ve siprofloksasine %52 olarak be-lirlemifllerdir.
Andrade ve ark. (12) Latin Amerika’da SENTRY program›na ba¤l› olarak P.aeruginosa için direnç oranlar›n› 1997 ile 2001 y›llar› aras›nda izlemifl-lerdir. Süreç ilerledikçe duyarl›l›k oranlar›n›n gi-derek azald›¤›n› gözlemlemifllerdir. P.aeruginosa için 2001 y›l› verilerinde duyarl›l›k oranlar› sef-tazidime %56,3, sefepime %54,8, aztreonama %41,3, piperasiline %60,9, piperasilin-tazobakta-ma %64,9, imipeneme %62,2, amikasine %65,4 ve siprofloksasine %49,9 olarak bildirilmifltir. Karlowsky ve ark. (13) Amerika Birleflik Devlet-leri’nde 1998 ve 2001 y›llar› aras›nda P.aerugi-nosa’da direnç oranlar›n› saptam›fllard›r. Yo¤un bak›m ünitesi hastalar›ndan izole edilen sufllarda, imipeneme %16,7, amikasine %3,7, seftazidime %9,9, sefepime %7,8, piperasilin-tazobaktama %8,8 ve tikarsilin-klavulanik aside % 26,2, sip-rofloksasine %21,5 oranlar›nda direnç saptam›fl-lard›r. Çal›flmam›zda, ülkemizde veya yurtd›fl›nda yap›lm›fl baz› çal›flmalar›n direnç oranlar›na göre daha yüksek direnç oranlar›n›n bulunmas›, hasta-lar›m›z›n ço¤unlukla yatan hasta olmas›ndan kay-nakland›¤›n› düflünmekteyiz.
Cavallo ve ark. (14) Fransa’da 11 hastaneden edinilen P.aeruginosa sufllar›nda en fazla gözle-nen fenotipin non enzimatik fenotip (%38) oldu-¤unu ve bu fenotipi beta-laktamaz (%30) ile se-falosporinaz (%29) fenotiplerinin izledi¤ini bul-mufllard›r.
Vedel taraf›ndan (2) Fransa’da 5 y›ll›k süreçte 6300 P.aeruginosa suflu ile gerçeklefltirilen çal›fl-mada, sufllar›n, %14,5’i nonenzimatik, %12,5’i sefalosporinaz, %7,1’i aktar›labilir beta-laktamaz ve %6,9’u kompleks direnç fenotipi göstermifller-dir.
Gönüllü ve ark. (11) P.aeruginosa sufllar›nda du-yarl› fenotipi %36, penisilinaz fenotipini %24, GSBL’yi %16, imipeneme seçici geçirmezli¤i %2, nonenzimatik fenotipi %10 ve sefalosporina-z› %12 oranlar›nda bulmufllard›r. Çal›flmam›zda da
farkl› olarak, kompleks fenotipin daha yüksek oranda bulunmas›, hastalar›m›z›n ço¤unlukla yatan hasta olmas›ndan kaynakland›¤›n› düflünmekteyiz. Japonya’da yap›lm›fl bir çal›flmada, fosfomisinin dirençli P. aeruginosa kökenlerine karfl› etkili bir antibiyotik oldu¤u sonucuna var›lm›flt›r (15). Fa-lagas ve ark. (16) çoklu dirençli P.aeruginosa kö-kenlerinde, fosfomisine karfl› M‹K50 32 µg/ml, M‹K90 ise 128 µg/ml olarak saptam›flt›r ve bu antibiyoti¤in idrar yolu infeksiyonlar›nda kullan›-labilece¤ine dikkati çekmifltir. Çal›flmam›zda da, ço¤unlukla yatan hasta örneklerinden izole edilen P.aeruginosa kökenlerinin fosfomisine karfl› direnç oran› %40 oran›nda saptanm›flt›r ve bu oran, fos-fomisinin, idrar yolu infeksiyonlar› gibi baz› P.aeruginosa infeksiyonlar›nda kullan›labile¤ini göstermektedir.
Beta-laktam grubu antibiyotiklerin yayg›n flekilde kullan›m›na ba¤l› olarak P.aeruginosa’da bu gru-ba karfl› direnç oranlar› art›fl göstermektedir. An-tibiyotik k›s›tlama programlar›n›n, P.aerugino-sa’da beta-laktam antibiyotiklere direnci azaltma-da yarar sa¤lad›¤› gösterilmifltir (17). Antibiyotik kullan›m›nda son derece dikkatli olunmal› ve bakterilerin beta-laktam antibiyotiklere duyarl›l›k-lar› ve yayg›n direnç fenotipleri yak›ndan takip edilmelidir.
KAYNAKLAR
1. Vahabo¤lu H, Akhan SÇ. Pseudomonas aeruginosa ve di-¤er Pseudomonas türleri. ‘‘Topçu WA, Söyletir G, Do¤anay M (eds): ‹nfeksiyon Hastal›klar› ve Mikrobiyolojisi Cilt 2’’ kitab›nda s.1608-1618, Nobel matbaac›l›k. ‹stanbul 2002. 2. Vedel G. Simple method to determine ‚β-lactam resistan-ce phenotypes in Pseudomonas aeruginosa using the disc agar diffusion test. J Antimic Chemother 2005;56:657-64. 3. Bergogne-Bérézin E. Fosfomycin and derivatives. "A Bryskier (ed):Antimicrobial Agents: Antibacterials and Anti-fungals, 1. bask›" kitab›nda s.972-982, ASM Pres, Washing-ton (2005).
4. Mikuniya T, Hiraishi T, Maebashi K, Ida T, Takata T, Hikida M, Yamada S, Gotoh N, Nishino T. Antimicrobial ac-tivity of fosfomycin under various conditions against standard strains, beta-lactam resistant strains, and multidrug efflux system mutants. Jpn J Antibiot 2005;58(2):105-22.
5. Clinical and Laboratory Standards Institute. Performance Standards for Animicrobial Susceptibility Testing; Fifteenth
In-formational Supplement. CLSI/NCCLS document M100-S15. Clinical and Laboratory Standards Institute, Wayne, Penns-ylvania 19087-1898 USA, 2005.
6. Comité de l'antibiogramme de la Société Française de Mic-robiologie; communique 2005, edition de Janvier 2005. 7. Özgenç O, Urbarl› A, Erdenizmenli M, Fidan N, Ar› A. Pseudomonas aeruginosa kökenlerinin çeflitli antimikrobiklere direnç oranlar›n›n araflt›r›lmas›. ‹nfeks Derg 2002;16:179-182. 8. Ard›ç N, Özyurt M, Ilga U, Erdemo¤lu A, Haznedaro¤lu T. Yatan hastalardan izole edilen Pseudomonas aeruginosa ve Acinetobacter sufllar›n›n karbapenemlere ve baz› antibiyotikle-re duyarl›l›klar›. ANKEM Derg 2004;3:145-8.
9. Ulutafl AE, Onurda¤ FK, Abbaso¤lu U, Sultan N, Gürcan ‹S. Klinik örneklerden izole edilen Pseudomonas sufllar›n›n an-tibiyotiklere duyarl›l›klar›. Türk Mikrobiyol Cem Derg 2006;36:140-9.
10. Gökalp AA, Beflkoç M, Ayd›n MD, Gürler N. Pseudo-monas ve Acinetobacter cinslerinde direnç: 2002-2006. AN-KEM Derg 2007;21(Ek 1):49.
11. Gönüllü N, Gürol Y, Bülüç M, Bal Ç. Pseudomonas ae-ruginosa sufllar›nda görülen beta-laktam direnç fenotipleri ve antibiyotik duyarl›l›klar›. Hastane ‹nfeksiyon Derg 2003; 7:141-7.
12. Andrade SS, Jones RN, Gales AC, Sader HS. Increasing prevalence of antimicrobial resistance among Pseudomonas aeruginosa isolates in Latin American medical centres: 5 ye-ar report of the SENTRY Antimicrobial Surveillance Program (1997-2001). J Antimicrob Chemother 2003;52:140-1. 13. Karlowsky JA, Draghi DC, Jones ME, Thornsberry C, Friedland IR, Sahm DF. Surveillance for antimicrobial suscep-tibility among clinical isolates of Pseudomonas aeruginosa and Acinetobacter baumannii from hospitalized patients in the United States, 1998 to 2001. Antimicrobial Agents and Che-motherapy 2003;5:1681-8.
14. Cavallo JD, Farba R, Leblanc F, Nicolas-Chanoine, Tha-baut A; Groupe d’Etude de la Résistance de Pseudomonas ae-ruginosa aux Betalactamines. Antibiotic susceptibility and mechanisms of beta-lactam resistance in 1310 strains of Pse-udomonas aeruginosa: a French multicentre study (1996). J Antimicrob Chemother 2000;46:133-6.
15. Kobayashi Y, Sumitani Y, Sugita K. Antimicrobial activity of fosfomycin against multidrug-resistant Pseudomonas aerugi-nosa in vitro. Intern J Antimicrob Agents 2007;30:562-5. 16. Falagas ME, Kanellopoulou MD, Karageorgopoulos DE, Dimopoulos G, Rafailidis PI, Skarmoutsou ND, Papafrangas EA.Antimicrobial susceptibility of multidrug-resistant Gram negative bacteria to fosfomycin. Eur J Clin Microb Infect Dis 2008 (www.ncbi.nlm.nih.gov).
17. Regal RE, DePestel DD, VandenBussche HL. The effect of an antimicrobial restriction program on Pseudomonas ae-ruginosa resistance to ‚β-lactams in a large teaching hospi-tal. Pharmacotheraphy 2003;5:618-24.
