HASTANE KÖKENLİ ACINETOBACTER BAUMANNII İZOLATLARININ ANTİBİYOTİK DUYARLILIKLARI VE İMİPENEM DİRENÇLİ İZOLATLARIN GENOTİPLEMESİ

Transkript

1 T.C. TRAKYA ÜNİVERSİTESİ TIP FAKÜLTESİ MİKROBİYOLOJİ VE KLİNİK MİKROBİYOLOJİ ANABİLİM DALI Tez Yöneticisi Doç. Dr. Müşerref TATMAN-OTKUN HASTANE KÖKENLİ ACINETOBACTER BAUMANNII İZOLATLARININ ANTİBİYOTİK DUYARLILIKLARI VE İMİPENEM DİRENÇLİ İZOLATLARIN GENOTİPLEMESİ (Uzmanlık Tezi) Dr. Çiğdem KARAGÖL EDİRNE-2008

2 TEŞEKKÜR Uzmanlık eğitimimde ve tez çalışmamda yardımlarını hiçbir zaman esirgemeyen sayın hocam, Doç. Dr. Müşerref Otkun a, sayın hocalarım Prof. Dr. Metin Otkun a, Prof. Dr. Murat Tuğrul a, Doç. Dr. Nermin Şakru ya, Doç. Dr. Şaban Gürcan a, Doç. Dr. Neşe Akış a; moleküler yöntemin uygulanmasında deneyimlerini paylaşan Prof. Dr. Dilek Çolak a, Uzm. Dr. Nevgün Özen e, laboratuvar personeli arkadaşlarımın tümüne ve asistan arkadaşlarıma teşekkür ederim.

3 İÇİNDEKİLER GİRİŞ VE AMAÇ... 1 GENEL BİLGİLER... 3 HASTANE İNFEKSİYONLARI... 3 ACINETOBACTER CİNSİ... 4 TİPLENDİRME YÖNTEMLERİ GEREÇ VE YÖNTEMLER BULGULAR TARTIŞMA SONUÇLAR ÖZET SUMMARY KAYNAKLAR EKLER

4 SİMGE VE KISALTMALAR ABD BHI CLSI DNA DNaz EDP EDTA EMB GSBL Hİ MHA MHB MİK mrna PABA PBP PFGE PZR TBE trna TSB TÜEAUH YBÜ : Amerika Birleşik Devletleri : Beyin kalp infüzyon : Clinical and Laboratory Standards Institute : Deoksiribonükleik asit : Deoksiribonükleaz : Energy Dependent Phase : Ethylenediaminetetraacetic acid : Eosin metilen blue agar : Genişlemiş spektrumlu beta-laktamaz : Hastane infeksiyonları : Müller Hinton agar : Müller Hinton buyyon : Minimal inhibitör konsantrasyon : Haberci ribonükleik asit : Para aminobenzoik asit : Penisilin bağlayan protein : Pulsed Field Gel Electrophoresis : Polimeraz zincir reaksiyonu : Trisbase boric acid- Ethylenediaminetetraacetic acid : Transfer ribonükleik asitler : Triptik soy buyyon : Trakya Üniversitesi Eğitim Araştırma Uygulama Hastanesi : Yoğun bakım ünitesi

5 GİRİŞ VE AMAÇ Son 20 yıldır gelişmiş ülkelerde, çoğul antibiyotik dirençli gram negatif basillerin neden olduğu hastane infeksiyonları (Hİ) önemli bir problem oluşturmaktadır (1). Hİ hasta morbidite ve mortalitesini arttırmakta, hastanede kalış süresini uzatarak tedavi maliyetini yükseltmekte ve önemli ekonomik kayba yol açmaktadır (2). Bu nedenlerle, gram negatif bakterilerle oluşan Hİ günümüzün önemli sağlık sorunlarından biridir. Trakya Üniversitesi Eğitim Araştırma Uygulama Hastanesi (TÜEAUH) nde Hİ hızı; 2003 yılı Eylül-Aralık ayları arasında %5,7, 2004 yılında %4,9, 2005 yılında ise %3,7 olarak belirlenmiştir (3). Acinetobacter cinsi bakteriler Hİ ye yol açan etkenler içinde önemli bir yer tutmaktadır (1). Acinetobacter infeksiyonu, yoğun bakım ünitelerindeki hastalarda gittikçe artan sıklıkta görülmektedir (4). Bu etkenlerin Hİ de sık olarak saptanmalarının nedenleri, dış ortam koşullarında kolaylıkla yaşayabilmeleri ve antibiyotiklere karşı çoğul direnç kazanabilmeleridir (1,5). Acinetobacter türleri hastane ortamında uzun süre canlılığını korur ve toprak, su, yiyecek gibi maddelerden izole edilebilir. Sağlıklı kişilerin florasında bulunabildiği gibi hastaneye yatırılarak tedavi edilen hastalarda kolonizasyon da yapabilirler (6 8). Hastane infeksiyonu salgınlarında en sık izole edilen ve antibiyotiklere en dirençli tür Acinetobacter baumannii dir (5). TÜEAUH İnfeksiyon Kontrol Komitesi nin verilerine göre bu hastanede Acinetobacter türleri Hİ etkenlerinin döneminde %8-17 sini oluşturmakta ve gram negatif bakteriler içinde 2. ya da 3. sırada yer almaktadır (9). 1

6 Hastanemizde, Tatman-Otkun ve ark. (10) tarafından yapılan bir çalışmada, Ekim döneminde Hİ etkeni olarak izole edilen Acinetobacter türlerinde in vitro en etkin antibiyotik imipenem (%100) iken, diğer beta laktam antibiyotiklere direncin %1 52 arasında değiştiği belirlenmiştir. Ancak, imipenem için Minimal İnhibitör Konsantrasyon (MIK) değerlerinin duyarlılık sınırları içinde kalmasına rağmen yıllar içinde gittikçe arttığı gözlenmiştir. Tatman-Otkun ve ark. (9) tarafından yapılan diğer bir çalışmada ise TÜEAUH de Ekim 1994-Haziran 2000 döneminde izole edilen 150 A. baumannii kökeni incelemeye alınmıştır. Denenen antibiyotikler içinde imipenem ve bir köken hariç netilmisine direnç yok iken, seftazidime %71, tikarsilin-klavulanik aside %68, ampisilin/sulbaktama %63, sefepime %62, amikasine %45, siprofloksasine %36, tobramisine %23 oranında direnç saptanmıştır (9). Son zamanlarda hastanemizde izole edilen Hİ etkeni Acinetobacter spp. lerde imipenem dirençli kökenlerin arttığı gözlendiğinden bu çalışmada, TÜEAUH de yılları arasında kandan izole edilen A. baumannii kökenlerinde antibiyotik duyarlılıklarındaki değişimlerin araştırılması ve imipenem dirençli A. baumannii kökenlerinin Pulsed-Field Gel Electrophoresis (PFGE) ile genotiplemesinin yapılması amaçlandı. PFGE ile A. baumannii yle oluşan Hİ nin tek bakteriden köken alıp almadığı ortaya konularak Hİ nin epidemiyolojisinin anlaşılmasına katkı sağlanılacaktır. 2

7 GENEL BİLGİLER HASTANE İNFEKSİYONLARI Hastane infeksiyonları (Hİ), hasta hastaneye başvurduğu sırada inkübasyon döneminde olmayıp, hastaneye başvurduktan saat sonra oluşan ya da hastanede gelişip hasta taburcu olduktan sonra 10 gün içinde ortaya çıkan infeksiyonlardır (11). Hastane infeksiyonlarında mortalite ve morbidite oranlarını, ayrıca hastanede kalış süresini ve tedavi maliyetini önemli oranda arttırdığı için, önemli bir sağlık problemi olmaya devam etmektedir (2,11). Ülkemizde az sayıda hastanede total sürveyans yapılmış ve Hİ oranları %5 civarında bulunmuştur (12). Otkun ve ark. (13) 1995 te yaptıkları çalışmada TÜEUAH de tüm hastane için Hİ oranını %2,9 bulmuşlardır. Çalışma yayınlandığı sırada yoğun bakım ünitesi (YBÜ) yanlızca üç aylık verilere sahip olduğundan çalışmaya tüm veriler alınmamış, ancak bu dönem içinde YBÜ ye 26 hasta yatırıldığı ve bu hastaların 21 inde (%80,8) Hİ geliştiği bildirilmiştir. Yoğun bakım ünitelerinde yatan hastaların genellikle durumları daha ağırdır. Altta yatan hastalıkları nedeniyle dirençleri zayıftır. Yapılan tıbbi girişimlerin sıklığı fazladır ve antibiyotiklerin en fazla kullanıldığı hastalardır (14). Özer B. (15) TÜEAUH de 2005 yılında yaptığı çalışmada dokuz aylık sürede YBÜ de gelişen Hİ oranını %68 olarak bulmuştur. Bu oran Pamukkale Üniversitesi, Akdeniz Üniversitesi, Atatürk Üniversitesi, Ankara Üniversitesi ve Kocaeli Üniversitesi Hastane leri YBÜ de gelişen Hİ oranlarından fazladır. Hastane infeksiyonlarında sıklıkla izole edilen mikroorganizmalar antibiyotik ve tıbbi uygulamalardaki değişikliklere bağlı olarak zaman içinde farklılıklar göstermektedir. Günümüzde uygunsuz ve geniş spektrumlu antibiyotik kullanımı ile invazif girişimlerin artması sonucu, Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter türleri, metisiline dirençli 3

8 Staphylococcus aureus, koagulaz negatif stafilokoklar, Enterobacter türleri, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Proteus türleri, enterokoklar ve Candida türlerinde anlamlı artış görülmektedir (16). Acinetobacter türleri, deri ve mukoza kolonizasyonları sonrasında yüksek morbidite ve mortaliteye neden olarak Hİ içinde ayrı bir önem kazanmaktadır. A. baumannii ile gelişen infeksiyonlarda antibiyotiklere olan direnç önemli sorunlar yaratmaktadır (17,18). A. baumannii hastanedeki hastalarda tek başına salgınlara neden olan, kan dolaşımı sisteminin önemli bir patojenidir (19). ACINETOBACTER CİNSİ Acinetobacter türleri, 1939 yılında Debord un gram negatif kokobasilleri üretral örnekten izole etmesi ile tanımlanmıştır (20). Morfolojik, Mikrobiyolojik Özellikler Acinetobacter cinsindeki bakteriler üremenin logaritmik fazında kısa, iri, bazen renksizleştirme problemi yaşanılan, gram negatif, 1,0 1,5 µm uzunluğunda basil, üremenin duraklama fazında kok veya kokobasil şeklinde görülmektedir. Genellikle düzgün, bazen mukoid, renksiz koloniler oluşturur. Zorunlu aerop, DNaz ve oksidaz negatif, katalaz pozitif, nonfermantatif bakterilerdir. Fimbriaları vardır ve hareketsizdirler. Diğer nonfermantatif bakterilerden ayırmada kullanılacak ilk test oksidaz testidir (17). Acinetobacter türleri arasında en sık ve en önemli klinik tablolara yol açan etken A. baumannii dir (17). Rutin laboratuvar koşullarında, biyokimyasal reaksiyonlara ve üreme özelliklerine göre Acinetobacter tür ayrımı yapılmaktadır (Tablo 1). Glukozu oksitleyen ve hemoliz yapmayan, 44 C de üreyebilen kökenler A. baumannii dir (18). Klinik laboratuvarlarda nonfermantatif mikroorganizmaların izolasyonunda genellikle kanlı agar ve eozin metilen blue agar gibi besiyerleri kullanılır. Bromkrezol moru, safra tuzları, laktoz, maltoz şekerleri içeren Herellea agar klinik örneklerden ve vankomisin, sefsulodin, sefradin gibi antibiyotikleri içeren Leeds Acinetobacter Medium ise hem klinik örneklerden hem de çevreden Acinetobacter lerin izole edilmesinde kullanılabilen seçici ve ayırt edici besiyeridir (17,21). 4

9 Tablo 1. Acinetobacter türlerinin tanımlanması için basitleştirilmiş şema (22) TEST 1- A. calcoaceticus 2- A. baumannii 3 4- A. haemolyticus Üreyebildiği ısı 44 C de C de C de Glukozdan asit D - D - D + - D Jelatin hidrolizi Karbonhidrat kullanımı dl-laktat dl-4-aminobutirat D - D D Trans-akonitat D Sitrat D Glutarat Aspartat D D D D - + D - Azelat D D + Β-Alanin I-Histidin d-malat D D D Malonat + + D D Histidin D + - I-Fenilalanin + D D Fenilasetat + D D D D + 3,6,10,11:İsimlendirilmemiş türler, + : % pozitif, - : %0-10 pozitif; Değişken (D): %11-89 pozitif. 5- A. junii 6 7- A.johnsonii 8- A. lwoffii A. radioresistens Patogenez ve Virulans Faktörleri Acinetobacter cinsi bakteriler genel olarak virulansı düşük patojenlerdir. Konak savunma mekanizmaları normal olan bireylerde infeksiyon oluşturmaları oldukça güçtür. Genellikle hastane kaynaklı fırsatçı infeksiyonlara neden olmaktadırlar (17,23). Malignite, yanık, konağın savunma sistemini baskılayan durumlar ve konağın yaşı infeksiyon gelişimini kolaylaştıran bazı faktörlerdir. Ağır cerrahi girişim, uzun süre yoğun bakım ünitesinde kalma, uzun süre mekanik ventilatöre bağlı kalma, uzun süreli antibiyotik kullanımı, damar içi kateterizasyon, enteral beslenme, idrar sondası, endotrakeal tüp ve trakeostomi varlığı başlıca 5

10 risk faktörleridir. Son 30 yıldır hastane ortamında yeni, geniş spektrumlu antibiyotiklerin yaygın ve uygunsuz kullanımı, hem Acinetobacter türleri ile gelişen Hİ oranını arttırmış hem de bu bakterilerde birçok antibiyotiğe karşı direnç gelişmesine neden olmuştur. Antibiyotik kullanma alışkanlıkları ve çevresel faktörlerin katkısı ile antibiyotik direnci hastaneler, şehirler ve ülkeler arasında farklılık göstermektedir (17,23). Acinetobacter cinsi bakteriler genel olarak düşük virulanslı olarak kabul edilmelerine rağmen virulanstan sorumlu faktörler de vardır; 1- Polisakkarit kapsül: L-ramnoz, D-glukoz, D-mannoz ve D-glukronik asitten oluşup, bakteri yüzeyinin hidrofilik olmasını sağlar ve fagositozdan korur. Ek olarak intravenöz kateter, trakeal kanül gibi yüzeylere tutunmayı kolaylaştırır. 2- Fimbria ve/veya kapsüler polisakkarit: İnsan epitel hücrelerine bağlanmayı sağlar. 3- Lipopolisakkarit ve lipid A: Hücre duvarında bulunan lipid A potansiyel toksik etki göstererek patojeniteyi arttırır. 4- Dokulardaki lipidleri yıkan enzimler üretirler. 5- Aerobaktin ve siderofor gibi demir tutucu dış membran reseptör proteinlerinin üretimi ile bakteri üremesi için gerekli demir temin edilmektedir. Ayrıca son zamanlarda yapılan çalışmalarda antibiyotik direnci sağlayan PER 1 enziminin virülansı arttırdığı ve klinik olarak daha ölümcül infeksiyonlara neden olduğu gösterilmiştir (17,24,25). Acinetobacter İnfeksiyonları Acinetobacter spp. ler doğada yaygın bulunurlar. İnsanda deri florasında yer aldıklarından klinik örneklerden izole edilebilirler. Zaman zaman fırsatçı patojen bakteriler olarak infeksiyon yaparlar. Genitoüriner sistem infeksiyonları (kateter uygulamasına bağlı sistit ve piyelonefrit gibi), intrakraniyel infeksiyonlar (cerrahi girişimlerden sonra görülen menenjit gibi), solunum sistemi infeksiyonları (intübasyon ve trakeostomi sonrası), yumuşak doku infeksiyonları oluşturduğu fırsatçı infeksiyonlardandır (26). Acinetobacter infeksiyonları sıklıkla hastane kaynaklı olmasına rağmen toplum kökenli alt solunum yolu infeksiyonlarından da izole edilmiştir (27). Acinetobacter türlerinin hastane personelinin %15-33 ünde ellerinde kolonize olduğu, bu kökenleri hastalara ve ekipmanlara aktardıkları gösterilmiştir (23). 6

11 ABD deki birçok tıp merkezinde, A. baumannii önemli bir nozokomiyal patojen olarak kabul edilmektedir. New York un Brooklyn şehrinde mikrobiyoloji laboratuvarlarında identifiye edilen tüm gram negatif kökenlerin yaklaşık %10 u A. baumannii dir (28). Türkiye de yapılan bir çalışmada A. baumannii, hastane kökenli pnömoni etkenleri arasında %24 oran ile ilk sırada yer almıştır. Bu olguların önemli bir kısmının ventilatörle ilişkili pnömoni olduğu dikkati çekmektedir (29). Bakteriyemi, Acinetobacter infeksiyonu sırasında sık görülen, mortalitesi yüksek bir durumdur. En sık kaynak, solunum sistemi infeksiyonları ve intravenöz kataterlerdir (23). Taşova ve ark. (23) tarafından yapılan bir çalışmada nozokomiyal Acinetobacter infeksiyonlarının %10 u bakteriyemiye bağlı bulunmuştur. Acinetobacter lere bağlı menenjitler nadir görülen ancak mortalitesi %34 54 arasında değişen önemli infeksiyonlardır. Yoğun antibiyotik kullanımı, ventrikülostomi, beş günden fazla tutulan ventriküler kateterler ve beyin omurilik sıvısı fistülleri gibi risk faktörleri menenjit gelişiminde etkilidir (23). Üriner sistem infeksiyonları; genellikle yaşlı, yoğun bakım ünitesinde kalan, uzun süredir sondalı ve böbrek taşı olan erkek hastalarda görülmektedir. Avrupa da 228 hastanenin katıldığı bir nokta prevalans çalışmasında, Acinetobacter cinsi bakterilerle gelişen üriner sistem infeksiyonları %1,8 oranında bildirilmiştir (30). Endoftalmit, protez kalp kapağı endokarditi, periton diyalizi ile ilişkili peritonit, perkütan transhepatik kolanjiografi ve perkütan safra drenajıyla ilişkili kolanjit, pankreas ve karaciğer apseleri, otolog kemik iliği transplantasyonundan sonra gelişen osteomyelit, septik artrit bildirilen diğer nadir olgulardır. Travmatik yaralar, cerrahi insizyon bölgeleri, yanık, venöz kateter uygulaması, bağışıklık sisteminin baskılanması başlıca risk faktörleridir (17,27). Acinetobacter İnfeksiyonlarında Tedavi A. baumannii infeksiyonlarının tedavisi, bu mikroorganizmanın birçok antibiyotiğe dirençli olmasından dolayı oldukça güçtür. Karbapenemler, sulbaktam ve kolistin en etkili antibiyotikler olarak görünmektedir (31). Ciddi Acinetobacter infeksiyonlarında kombinasyon tedavisi önerilmektedir. En sık kullanılan kombinasyon, düşük direnç oranları ve in vitro sinerji göstermesinden dolayı imipenem + amikasindir. Seftazidim + aminoglikozid veya florokinolon kombinasyonu da etkili olabilir. İmipenem + siprofloksasin kombinasyonunun in vitro ve in vivo aktivitesinin 7

12 olduğu gösterilmiştir. Sefoperazon + sulbaktam kombinasyonu A. baumannii ye oldukça etkilidir (31). İmipenem ve meropeneme orta düzeyde dirençli A. baumannii nin kullanıldığı in vitro çalışmalarda rifampisin + kolistin kombinasyonu sinerjik etkili bulunmuştur (32). İmipenem, doksisiklin ve amikasine duyarlı A. baumannii nin kullanıldığı deneysel fare pnömoni modelinde ise imipenem + amikasin veya doksisiklin + amikasin kombinasyonu imipenem monoterapisinden daha etkili bulunmamıştır. Bu çalışmada doksisiklin + amikasin kombinasyonu in vitro olarak sinerjik etki göstermiştir (33). Sulbaktama duyarlı A. baumannii nin kullanıldığı deneysel pnömoni modelinde, sulbaktam imipenem kadar etkili bulunmuş, bir başka çalışmada ise levofloksasinin imipenem veya amikasin ile kombinasyonu, levofloksasin monoterapisinden daha etkili bulunmamıştır (34,35). Sulbaktam, Acinetobacter türleri üzerine bakterisidal etkilidir. Beta laktam antibiyotikle kombine edilmiş sulbaktam (sefoperazon + sulbaktam, ampisilin + sulbaktam) tedavide iyi bir alternatiftir (36). Genel olarak klinik çalışmalar incelendiğinde olgu sayısı oldukça az olmakla birlikte hastane kaynaklı pnömonilerde meropenem veya imipenem monoterapisi ile A. baumannii eradikasyonunun oldukça düşük oranlarda olduğu görülmüştür. Trakeobronşitli olgularda sulbaktam ve ampisilin-sulbaktam monoterapisi oldukça etkili bulunmuştur. Piperasilintazobaktam + amikasin ve seftazidim + amikasin tedavilerinde de tedavi sırasında direnç geliştiği ayrıca bildirilmiştir (31). Gülhan ve ark. (37) nın yaptığı bir çalışmada yılları arasında infeksiyon etkeni olarak izole edilen A. baumannii kökenlerinin antibiyotik dirençlerinin belirlenmesi için MİK değerleri incelenmiştir. Bakterilerin 2004 ve 2006 yıllarına ait antibiyotik dirençleri sırasıyla; meropenem %7 ve %25, amikasin %59 ve %59, seftazidim %80 ve %88, siprofloksasin %54 ve %82, sefepim %83 ve %87, gentamisin %78 ve %87, ko-trimoksazole %73 ve %78 oranında tespit edilmiştir. Meropenem ve siprofloksasinde 2004 e göre 2006 da direnç artışı anlamlı bulunmuştur. A. baumannii kökenlerine en etkili antibiyotiklerin imipenem ve meropenem olduğu saptanmıştır. Shokrylanbaran (38) ın TÜEAUH de yaptığı çalışmada çoğul dirençli A.baumannii kökenlerinde en yüksek sinerji oranları imipenem-tobramisin, ampisilin/sulbaktam-tobramisin ve seftazidim-amikasin, duyarlı kökenlerde ise imipenem-amikasin, imipenem-tobramisin, tikarsilin/klavulanat-amikasin, tikarsilin/klavulanat-netilmisin, seftazidim-netilmisin ve 8

13 seftazidim-siprofloksasin kombinasyonlarında gözlenmiştir. Ancak çoğul dirençli kökenlerde her zaman klinikte erişebilecek konsatrasyonlarda sinerji oluşmadığı saptanmıştır. Acinetobacter baumannii İnfeksiyonlarında Kullanılan Antibiyotikler ve Direnç Mekanizmaları Beta laktam antibiyotikler: Bu grup antibiyotikler ortak beta laktam halkası ile antibakteriyel etkilerini gösterirler. Başlıca beta laktam antibiyotikler: Penisilinler, sefalosporinler, karbapenemler ve monobaktamlardır. Bakteri hücre duvarının sentezini bozarak bakterisidal bir etki oluştururlar. En önemli etkileri bakteri duvarında ayrı ayrı duran peptidoglikan komponentlerin birleşmesini sağlayan transpeptidasyon olayının aktivatör enzimi transpeptidazın aktivitesini bloke etmesidir (39). 1- Anti-psödomonas aktivite ile geniş spektrum gösteren penisilinler: Karboksi ve ureidopenisilin yapısındaki bu antibiyotiklerin gram negatif basiller üzerine etkinliği aminopenisilinlerden daha fazladır. Tikarsilin ile karbenisilinin etkisi benzerdir, fakat tikarsilinin etkin dozu daha düşüktür. Piperasilin ve azlosilin psödomonaslar ile gram negatif anaeroblara karşı yüksek aktivite gösterirler (39). 2- Penisilinlerle beta laktamaz inhibitörleri kombinasyonu: Beta laktamazlara duyarlı beta laktamların hidrolizini engellemek için önerilmektedir. Klavulanik asit ile amoksisilin ve tikarsilin kombinasyonları ile ampisilin/sulbaktam kombinasyonu bulunmaktadır. Sulbaktam yarı sentetik beta laktamaz inhibitörüdür (39). 3- Sefalosporinler: Cephalosporium türü mantarlardan elde edilen üç aktif fermentasyon ürünün biri olan sefalosporin-c türevi ilaçlardır. Birinci kuşak sefalosporinler gram pozitif koklara çok etkilidirler. İkinci kuşak sefalosporinler gram negatif bakterilere, özellikle proteus ve enterobakter üzerine biraz daha fazla etkilidirler. Üçüncü kuşak sefalosporinler enterobakterilere ikinci kuşaktan daha fazla etkilidirler. Organizmaya dağılımları birinci ve ikinci kuşak sefalosporinlerden iyidir (39). 4- Karbapenemler: İmipenem ve meropenem günümüzde kullanımda olan iki karbapenem derivesidir. Karbapenemler kimyasal olarak sentetik ya da yarı sentetik beta laktam türevi antibiyotiklerdir. Penisilinlerden farklı olarak, C1 atomuna bir kükürt atomu buna da bir tiazolidin halkası bağlanmıştır. C2 ve C3 atomlarında doymamış bağlar vardır. 6- transhidroksimetil grubunun varlığı birçok beta laktamaz türüne karşı molekülün direncini sağlar. Karbapenemler, başta PBP2 olmak üzere PBP1A, PBP1B, PBP3, PBP4 ve PBP5 e bağlanarak hücre duvar sentezini engellerler (40). 9

14 İmipenem, bir beta laktam halkası içerir, penisilin ve sefalosporinlerden farklı olarak α-halkasındaki sülfür atomunda metilen vardır. Bu yapı bakteri hücresindeki hedef proteinlere bağlanmasını arttırır. Bunun sonucunda etki spektrumu genişler ve antibakteriyel gücü artar. Molekül ağırlığı düşüktür, bakteri hücre membranından girişi kolay olur. Beta laktam halkasında bulunan hidroksimetil yan zinciri beta laktamazlara dayanıklılığı sağlar. Penem halkasında bulunan alkil tiyo yan zinciri ise molekülün P. aeruginosa ya etkinliğini sağlamaktadır. Meropenem, gram negatif mikroorganizmalara karşı imipenemden daha etkilidir (40). Karbapenemler tüm antibiyotikler içerisinde en geniş spektrumlu gruptur. Gram negatif çomaklar ve koklar, gram pozitif koklar ve anaeroplar üzerine etkilidirler. Diğer beta laktam antibiyotiklerde post-antibiyotik etki sadece gram pozitif bakteriler de görülürken, imipenemin hem gram pozitif hem de gram negatif bakteriler için post-antibiyotik etkisi saptanmıştır. Bu farkın nedeni, imipenemin PBP2 ye de bağlanarak bakterilerde sferoblast formasyonu oluşturmasıdır (40). Aminoglikozidler: Aminoglikozidler, Streptomyces ve Micromonospora cinsi mantarlardan elde edilen doğal ya da yarı sentetik bakterisidal etkili antibiyotiklerdir. Etkilerini, mrna daki kodonların okunuşunu azaltarak ve trna antikodonlarındaki bilginin ribozomlarda yanlış okunması ile proteinlerin yanlış kodlanmasına yol açarak gösterirler. Bunun sonucunda bakteri protein sentezi sonlanır. Bu etkinin gerçekleşebilmesi için streptomisin ribozomal 30 S alt birimine bağlanırken diğer aminoglikozidler 30 S ribozom üzerinde birçok bölgeye ve aynı zamanda ribozomun 50 S alt ünitesine de bağlanırlar. Aminoglikozidler, bakterilerin dış membranlarındaki porin kanallarından periplazmik aralığa difüzyonla girer, ancak bakteri sitoplazmik membranını geçebilmeleri enerji ve oksijene bağımlı aktif transport mekanizması ile olmaktadır. Bu işlem Energy- Dependent Phase 1 (EDP 1) ve Energy-Dependent Phase 2 (EDP 2) olmak üzere iki fazda gerçekleşir. Diğer protein sentezini inhibe eden antibiyotikler bakteriyostatik etki gösterirken, aminoglikozidlerin bakterisidal etki göstermesinin transport esnasında hücre membranında delikler oluşmasına ve sonuçta hücre duvar geçirgenliğinin bozulmasına bağlı olduğu düşünülmektedir (41). Kinolonlar: Kinolonlar, konsantrasyona bağımlı bakterisidal etkiye sahip antibiyotiklerdir. Bakterilerde DNA replikasyonu için gerekli olan iki topoizomeraz (DNA giraz ve topoizomeraz IV) ile etkileşime girerek DNA sentezini durdurmaktadırlar. DNA giraz, iki GyrA ve iki GyrB alt birimlerinden oluşan tetramerik bir enzim olup gyra ve gyrb 10

15 genlerinden kodlanır. Topoizomeraz IV de, ParC ve ParE alt birimlerinden oluşmaktadır. Florokinolonların gram pozitif ve gram negatif bakterilerdeki enzim hedefleri farklıdır. Gram negatif bakterilerde birincil hedef DNA giraz, gram pozitif bakterilerde ise topoizomeraz IV tür (42). Tetrasiklinler: Tetrasiklinler naftasenkarboksamid türevi bileşiklerdir. Yapılarında dört halka içerdiklerinden tetrasiklin adını almışlardır. Hepsinde karboksamid ortak yapısı vardır. R, R 1, R 2 ve R 3 pozisyonuna farklı kökenlerin gelmesiyle birbirlerinden ayrılırlar. Bakteriyostatik etkili maddelerdir. Bakteriyostatik etkisi bakteri hücresinde ribozomların 30 S alt ünitelerine reverzibl bir şekilde bağlanarak, protein sentezi inhibisyonuyla meydana gelmektedir. Bu bağlanma sonucu, trna-aminoasit kompleksinin ribozom-mrna kompleksiyle birleşmesi engellenir. Böylece protein sentezinde peptid zincirine yeni aminoasitlerin eklenmesi önlenmektedir. Minosiklin vestibüler sistemi bozarak sarhoşluk benzeri bir duygu oluşturabilmektedir. Gebe kadınlarda karaciğer üzerine olumsuz etkisi daha fazla olduğundan kontrendikedir. Doksisiklin nefrotoksisitesinin düşük olması ve dokulara kolay dağılması nedeniyle böbrek yetmezliği olanlarda ve prostatitte kullanılmaktadır. Minosiklin ve doksisiklin yağda çözünür bileşikler olduğundan kan beyin engelini kolayca geçebilirler, fakat yan etkileri nedeniyle menenjit tedavisinde ilk tercih ilaç olarak kullanılamamaktadırlar (39). Sülfonamidler: Sülfonamidler dihidropteroat enzimini inhibe ederek folik asit, dolayısıyla folinik asit sentez reaksiyonunu inhibe ederler. Sülfonamidlerin yapısı para aminobenzoik asit (PABA) yapısına benzediğinden, bakterilerin büyümesinde gerekli olan ve dışarıdan sağlanan bu madde ile sülfonamidler yalancı substrat gibi etkileşerek yarışmaya girmektedir. Bakterilerden farklı olarak insan hücrelerinde, besinlerle alınan folik asit hücre içine geçebildiğinden sülfonamidler etkili olamamaktadır (39). Acinetobacterlerde Direnç Mekanizmaları Nozokomiyal infeksiyonlarda sıklıkla karşılaşılan çoğul dirençli Acinetobacter lerin yoğun bakım ünitelerindeki infeksiyonlarının tedavisinde büyük problemler yaşanmaktadır. Aminoglikozidler, üreidopenisilinler, florokinolonlar, üçüncü kuşak sefalosporinler gibi geniş spektrumlu antibiyotiklerin yaygın kullanımı, Acinetobacter türlerini antibiyotiklere dirençli hale getirmiştir (43). A. baumannii ampisilin, amoksisilin, birinci kuşak sefalosporinlere doğal direnç özelliği gösterir (44). A. baumannii diğer türlere göre daha dirençlidir ve YBÜ deki mortalitenin %19-25 inden sorumludur (9). 11

16 Transpozonlar ve plazmidler, Acinetobacter türlerinin biyolojisinde önemli rol oynarlar. Acinetobacter lerin %80 oranında çeşitli molekül büyüklüklerinde çok sayıda plazmid taşıdıkları bildirilmiştir. Kromozomda lokalize transpozonlar aracılığıyla çoğul antibiyotik direnç geninin taşındığı bildirilmiştir (17). Acinetobacter lerde bulunan antibiyotik direnç mekanizmalarının bazıları Tablo 2 de gösterilmiştir. Tablo 2. Acinetobacter lerde bulunan antibiyotik direnç mekanizmaları (1) ANTİBİYOTİKLER MEKANİZMA Beta laktamlar Beta laktamaz (plazmid ve/veya kromozom kökenli) Penetrasyonun azalması Hedef molekülde değişiklik Aminoglikozidler Enzim ile modifikasyon İçeri alınmanın azalması Florokinolonlar Hedef molekülde değişiklik Penetrasyonun azalması, aktif dışarı atım Acinetobacter spp. ler genellikle penisilinleri etkileyen TEM 1, TEM 2 ve CARB 5, sefalosporinleri etkileyen ACE 1 4 gibi beta laktamazlara sahiptirler (31). PBP lere afinite azalması önemli bir direnç gelişme mekanizmasıdır (40). Karbapenem direncinin en önemli nedeni beta laktamaz aktivitesidir. Karbapenemazlar kromozom ve plazmid kontrolünde üretilebilirler. Karbapenemler metallo beta laktamazlara duyarlıdırlar ve bu enzimler tarafından hidrolize edilirler (40). Karbapenemlerin çoğu beta laktamazlar tarafından hidrolize edilmezler. Acinetobacter türlerinde karbapenem ve yeni kuşak sefalosporinleri hidrolize eden metallo beta laktamazlar tanımlanmıştır ( IMP, VIM). Bu enzimler plazmidlerce kodlanan sınıf B beta laktamazlardır (45 47). İskoçya da 1985 yılında plazmid kaynaklı, karbapenemleri hidrolize eden ilk beta laktamaz ARI 1 (Acinetobacter rezistant imipenem) olarak tanımlanmıştır. İmipenemi hidrolize etmekte ancak ikinci ve üçüncü kuşak sefalosporinlere etki etmemektedir (48). Bu enzime daha sonra OXA 23 adı verilmiştir. 12

17 Yeni çalışmalarla diğer OXA enzimleri (OXA 23, OXA 27, OXA 40, OXA 51, OXA 58) tanımlanmıştır (48,49). Tüm bu enzimler plazmidlerce kodlanan sınıf D karbapenemazlardır. İmipenem veya meropenemden herhangi birini veya her ikisini de hidrolize edebilen enzimlere karbapenemazlar denir. Çoğunlukla IMP ve VIM türü olan bu enzimler, aktif bölgelerinde taşıdıkları metal iyonları nedeniyle metallo beta laktamazlar olarak da adlandırılırlar. Karbapenemler, Acinetobacter türlerine en etkili antibiyotikler olarak görünmekle birlikte, direnç oranları giderek artmaktadır. Üçüncü kuşak sefalosporinlerin kullanımının karbapenem dirençli suşların ortaya çıkmasıyla anlamlı olarak birlikteliği gösterilmiştir (50). Karbapenemlere etkili diğer enzimlerin ise ARI 1 ve ARI 2 enzimleri olduğu gösterilmiştir (31). Diğer türlere göre A. baumannii kökenlerinde beta laktam direnci daha sıktır (17,51,52). Beta laktam antibiyotiklere karşı oluşan direnç üç farklı mekanizma ile gelişebilmektedir: 1- Beta laktamaz enzimleriyle antibiyotiğin parçalanması, 2- Beta laktam antibiyotiğin hücre içine girişinin engellenmesi, 3- Penisilin bağlayan proteinlerde (PBP) değişikliklerin oluşması, Genellikle bu mekanizmaların bir arada işlemesi sonucu direnç gelişimi gözlenmektedir (52). 1- Beta laktamaz enzimleriyle antibiyotiğin parçalanması: Acinetobacter kökenlerinde beta laktam direncinin en önemli sebebidir. Plazmid, kromozom veya transpozon kontrolünde sentezlenirler. Gram negatif bakterilerdeki kromozomal beta laktamazların miktarları, sentez yolu ve direçteki rolleri farklılık göstermektedir (52). Gram negatif bakterilerin çoğu, tür özelliği olarak, değişik sınıflamalara göre AmpC veya Bush-Jacoby-Mederios Grup 1 olarak adlandırılan kromozomal beta laktamazlar üretir. Normalde düşük düzeyde üretilen bu beta laktamazlar, ortamda bir indükleyici bulunması halinde sentezlerinin uyarılması, indükleyici ajan ortadan kalktığında sentezin tekrar bazal seviyeye inmesi nedeniyle, indüklenebilir beta laktamazlar (İBL) olarak da adlandırılır. İBL ler, yüksek düzeyde üretildiklerinde, karbapenemler hariç tüm beta laktamları parçalayabilme özelliğindedirler (53). 13

18 Acinetobacter türlerinde bulunan kromozomal enzimlerin büyük çoğunluğu Ambler sınıf C içerisinde yer almakta ve sefalosporinaz aktivitesi göstermektedir. Yapılan çalışmalarda A. baumannii kökenlerinin %98 inde sefalosporinaz aktivitesi saptanmıştır (52,54). Bu enzimler aktif bölgelerinin özellikleri nedeniyle birinci, ikinci, üçüncü kuşak sefalosporinleri, penisilinleri ve monobaktamları hidrolize edebilirler (53). AmpC beta laktamazların karbapenemler üzerine etkileri son derece az olmasına karşın, bu enzimlerin aşırı üretimi dış membran porin değişiklikleri gibi bir diğer mekanizma ile birleştiklerinde karbapenem direncine yol açabilmektedir (55). Bu enzimler, aktif bölgelerinin yapısal özellikleri nedeniyle klavulanik asit ve sülfonların beta laktam halkalarına bağlanamaz. Bu nedenle de, bu beta laktamaz inhibitörlerine dirençlidirler (53). Sınıf C beta laktamazlar imipenem ile bağlandığında, antibiyotiğin 6α pozisyonundaki büyük hidroksietil yan zinciri, açil enzim türevinin elektrofilik açil merkezini hidrolik saldırıdan korunacak şekilde kaydırmaktadır. Bunun sonucunda enzim, açil türevinden ayrılmamakta ve inhibe olmaktadır (53). Yeni tanımlanan sınıf C enzimler günümüzde Acinetobacter kökenli sefalosporinazlar olarak adlandırılırlar (54). ACE 1, ACE 2, ACE 3, ACE 4 enzimler, Ambler sınıf C de yer alan sefalosporinazlardır. ACE 1 sefuroksime karşı zayıf etkili, klavulonik aside dirençli en geniş spektrumlu enzimdir (17,52). İmipeneme dirençli A. baumannii kökenlerinde kromozomal OXA 24 enzimi gösterilmiştir. Bu enzim, Ambler sınıf D de yer almakta ve karbapenemleri hidrolize etmektedir (56 58). Plazmidlerce kodlanan enzimler sınıf A, B ve D beta laktamazlar içerisinde yer almaktadırlar (58). Ambler sınıf A da yer alan TEM 1 ve TEM 2 beta laktamazlarının varlığı, Acinetobacter türlerindeki beta laktam direncinden büyük ölçüde sorumlu tutulmaktadır. Plazmid bağımlı beta laktamazlar beş başlık altında toplanabilir (52): 1) TEM 1, TEM 2 ve SHV 1 enzimleri, 2) Klasik OXA ve PSE enzimleri ve daha nadir dar spektrumlu enzimler, 3) TEM ve SHV türevi GSBL ler, 4) TEM ve SHV den kaynaklanmayan GSBL ler, 5) İnhibitör dirençli TEM mutantları. 14

19 Bir çalışmada Acinetobacter kökenlerinin %16 sının TEM 1 beta laktamaz ve tamamına yakınının sefalosporinaz oluşturduğu bildirilmişse de TEM 1 ve sefalosporinazın varlığı geniş spektrumlu sefalosporinlere ve karbapenemlere direnci açıklayamamaktadır (59). Yapılan çalışmalarda TEM 1, TEM 2 ve SHV dışı sınıf A da yer alan genişlemiş spektrumlu beta laktamazlar (GSBL) tanımlanmıştır. Bu beta laktamazlar, PER 1 ve VEB 1 enzimleridir. PER 1 ve VEB 1 enzimleri alt grup 2d de yer alırlar. VEB 1 enzimi ilk olarak 2001 yılında Fransa dan yayınlanmıştır (60 62). Ambler sınıf A da yer alan GSBL olan PER 1 enzimi ilk kez 1996 yılında Türkiye de saptanmış ve PER 1 enzimi taşıyan kökenlerle gelişen infeksiyonlarda prognozun daha kötü olduğu bildirilmiştir. Bunlar seftazidim ve gentamisine yüksek dirençli, amikasine orta dirençli, imipenem ve meropeneme duyarlı veya kısmen duyarlıdırlar (25,60). Dünyada Acinetobacter türleri arasında GSBL ye bağlı direnç çok az bildirilmektedir. Ülkemizde ise hastane kökenli izolatların %46 sında PER 1 (GSBL) türü direnç bulunmaktadır (60). Vila ve ark. (63) plazmidlerce kodlanan sınıf D beta laktamaz (oksasilinaz) tanımlamışlar ve OXA 21 olarak adlandırmışlardır. Bu enzim oksasilin, kloksasilin ve metisilini hidrolize etmektedir. 2- Beta laktam antibiyotiğin hücreye girişinin engellenmesi: Enzimlerle beta laktam antibiyotiklerin inhibisyonu direnç gelişiminde tek neden değildir. Hücre duvar geçirgenliğinde azalma direnç gelişimine önemli bir katkı sağlamaktadır (17,51). Bakterinin dış membranı, antibiyotikler ve diğer moleküller için yarı geçirgen bir engel oluşturmaktadır. Beta laktam gibi küçük hidrofilik moleküller, bakteri içine dış membran porin proteinleri yolu ile girer. Acinetobacter kökenlerinde dış membran geçirgenliği, Escherichia coli nin %1-3 ü kadardır. Protein 1 ve 2, A. baumannii nin dış membran porinlerini oluşturmaktadır (46). Yapılan çalışmalarda caro tarafından kodlanan 29 kda luk dış membran proteininde azalma karbapenem direncinde önemli rol oynamaktadır. Porin protein sayısını değiştiren mutasyonlar sonucu direnç gelişebilir (55,64,65). 3- Penisilin bağlayan proteinlerde (PBP) değişikliklerin oluşması: Bu tip direnç esas olarak stafilokok ve enterokok gibi gram pozitif türlerde görülmekle beraber Acinetobacter türlerinde de tanımlanmıştır. Burada direnç, PBP sayısında azalma, kromozomal mutasyonlar sonucu PBP lerin antibiyotiklere afinitelerinin azalması ve beta laktam antibiotiklere düşük afinite gösteren yeni PBP sentezlenmesi şeklinde gelişebilir (52). 15

20 Aminoglikozidlere direnç gelişiminde temel olarak enzimatik modifikasyon sorumludur (31). En önemli direnç mekanizması plazmid orjinli enzimlerin (asetiltransferaz, fosfotransferaz, adeniltransferaz) oluşmasıyla aminoglikozidlerin, asetilasyon, fosforilasyon ya da adenilasyon gibi işlemlerle inaktive olmalarıdır (39). Kinolonlara karşı direnç gelişiminde en önemli mekanizmalar ise gyra ve parc genlerindeki mutasyonlardır (31). Kinolonlara karşı direnç oluşması plazmidler tarafından taşınmamaktadır (39). Tetrasiklinleri bakteri dışında elimine eden transmembraner aktif transport debisinde ya da bu görevi yapan indüksiyon sistemindeki bir azalmayla bakterilerde direnç oluşabilmektedir. Bir tetrasikline dirençli olan diğerine de direnç kazanmaktadır. Ancak eski kuşak tetrasiklinlere dirençli olan bazı suşlar minosiklin ve doksisiklin gibi yeni kuşak tetrasiklinlere duyarlıdırlar (39). Bakteriler, PABA sentezinin artmasıyla ya da dihidropteroat sentetazın yapısında meydana gelen değişiklikle sülfonamidlere karşı direnç kazanabilirler. Direnç plazmidler tarafından da taşınabilmektedir (39). Epidemiyoloji Acinetobacter türleri cansız yüzeylerde günlerce canlı kalabilmektedirler. Toprak, gıda, su, eşya, hava gibi çevreden izole edilen Acinetobacter kökenlerinin sağlıklı insanların ağız florasında, üst solunum yollarında, genitoüriner sistem ve alt gastrointestinal sistemlerinde bulunduğu gösterilmiştir (21,27). Hastane kaynaklı infeksiyonların yanı sıra kolonizasyon nedeniyle de mikroorganizma klinik örneklerden izole edilmektedir (17,20). Yoğun bakım ünitesinde yatmakta olan hasta dışkılarından çoklu ilaç direnci olan Acinetobacter spp. izole edilmiş ve trakeostomili hastaların %45 inde kolonizasyon saptanmıştır (18,27). Dirençli mikroorganizmaların taşınması birkaç aşamada oluşur. Dirençli bakterilerin taşınmasında en önemli risk faktörü hastalığın ciddiyetidir. Sağlıklı bireyler sağlam bağışıklık sistemleri ile bu bakterileri uzaklaştırırlar. Sağlıksız bireyler ise boğazlarında, cilt lezyonlarında ve özellikle barsaklarında bu dirençli bakterileri taşırlar. Hastalar hastaneye başvurduğunda dirençli bakterileri taşıyor olabilir ya da YBÜ de dirençli bakterileri alabilirler. Dirençli mikroorganizmalar en fazla eller ile hastadan hastaya taşınır. Ek olarak kirli ekipmanlar ile de taşınmaktadır (66). 16