Pseudomonas aeruginosa Sufllar nda Görülen Beta-Laktam Direnç Fenotipleri ve Antibiyotik Duyarl l klar

Transkript

1 Hastane nfeksiyonlar Dergisi 2003; 7: Hastane İnfeksiyonları Pseudomonas aeruginosa Sufllar nda Görülen Beta-Laktam Direnç Fenotipleri ve Antibiyotik Duyarl l klar Dr. Nevriye GÖNÜLLÜ*, Dr. Yeflim GÜROL**, Dr. Meral BÜLÜÇ**, Dr. Çi dem BAL** * stanbul Üniversitesi Deneysel T p Araflt rma Enstitüsü, ** stanbul Üniversitesi stanbul T p Fakültesi, Mikrobiyoloji ve Klinik Mikrobiyoloji Anabilim Dal, stanbul. ÖZET stanbul T p Fakültesi Mikrobiyoloji ve Klinik Mikrobiyoloji Anabilim Dal nda çeflitli klinik örneklerden izole edilen 50 Pseudomonas aeruginosa suflunun antibiyotik duyarl l klar ve çeflitli beta-laktam direnç fenotiplerinin insidans saptanm flt r. Fenotipler disk difüzyon, antibiyotik duyarl l klar ise agar dilüsyon yöntemleri ile tespit edilmifltir. Direnç paternlerine göre, P. aeruginosa sufllar befl gruba ayr lm flt r. Hastanemizde beta-laktam direnç mekanizmalar olarak s kl k s ras yla beta-laktamaz üretimi (%52) [penisilinaz (%24), genifllemifl spektrumlu beta-laktamaz (GSBL) (%16) ve sefalosporinaz afl r üretimi (%12)] ve geçirgenli in de iflmesi ve/veya aktif d - flar pompalama ile oluflan enzimatik olmayan direnç (%10) bulunmufltur. Porin D2 de ifliklilerine ba l oldu u düflünülen imipenem direnci (%28) sufllar n %2 sinde tek bafl na, %26 s nda ise di er mekanizmalar ile kombine olarak bulunmufltur [penisilinaz ile birlikte 10 (%20) suflta, sefalosporinaz afl r üretimi ile birlikte 2 (%4) suflta, GSBL ile birlikte 1 (%2) suflta]. Anahtar Kelimeler: Pseudomonas aeruginosa, Beta-laktam direnç fenotipleri, Minimal inhibitör konsantrasyonu. SUMMARY Antibiotic Susceptibilities and Phenotypes of Beta-Lactam Resistance Among Pseudomonas aeruginosa The antibiotic susceptibilities and the incidence of various phenotypes of beta-lactam resistance in 50 Pseudomonas aeruginosa strains isolated from various clinical specimens in the Hospital of Istanbul Faculty of Medicine, Department of Microbiology and Clinical Microbiology were determined. The disk diffusion method for determining the phenotypic groups and the agar dilution method for determining the susceptibilities were used. P. aeruginosa strains were classified into five groups of according to their resistance profiles. The most common mechanism of beta-lactam resistance in our isolates was beta-lactamase production (52%) [production of penicillinase (24%), extended spectrum beta-lactamase (16%), overproduction of cephalosporinase (12%)] followed by the nonenzymatic resistance (10%) represented by impermeability and/or efflux mechanisms. Imipenem-specific resistance (28%), most probably due to the loss of porin D2, was determined in 2% of the strains while in 26% of the strains combined mechanisms of resistance were found [penicillinase in ten strains (20%), overproduction of cephalosporinase in two strains (4%), extended spectrum beta-lactamase in one strain (2%)]. Key Words: Pseudomonas aeruginosa, Beta-lactam resistance phenotypes, Minimum inhibitory concentration. 141

2 Gönüllü N, Gürol Y, Bülüç M, Bal Ç. Pseudomonas aeruginosa Sufllar nda Görülen Beta-Laktam G R fi Pseudomonas aeruginosa, en önemli hastane infeksiyonu etkenlerinden biridir. H zl antibiyotik direnci kazanmas ve ço ul dirençli olmas ndan dolay, yüksek mortaliteye sahip infeksiyonlardan sorumludur. P. aeruginosa birçok antibiyoti e do al olarak dirençlidir ve etkili bir tedavi önerilmesi giderek zorlaflm flt r (1-3). P. aeruginosa da beta-laktam direnci enzimatik [penisilinaz, genifllemifl spektrumlu beta-laktamaz (GSBL), imipenemaz ve dereprese mutantlar n salg lad sefalosporinazlar] ve enzimatik olmayan (porin kayb yla geçirgenli in azalmas, aktif d flar pompalama) mekanizmalar ile oluflur. Beta-laktam direnç paternlerine göre P. aeruginosa sufllar befl gruba ayr labilir. Gruplama afla - daki kriterlere göre yap lm flt r (4): Enzimatik Direnç Penisilinaz fenotipi: Tikarsilin ve piperasilin gibi penisilinlere karfl minimal inhibitör konsantrasyon (M K) de erleri çok yüksektir. Sufllar seftazidime ve imipeneme duyarl d rlar. Sefepime, sefpiroma ve aztreonama karfl duyarl olabilirler veya M K de erleri duyarl l k s n rlar içinde bir miktar yükselmifl olabilir. Bush grup A veya D ye ait olan bu beta-laktamazlar üç gruba ayr lmaktad r: PSE veya CARB grubu, OXA grubu ve TEM grubu. Beta-laktamaz inhibitörleriyle inhibe olurlar; substrat hidrolizi, izoelektrik nokta ve polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) ile tan mlanabilirler (Resim 1). Sefalosporinaz hiperprodüksiyonu: Bu sufllar n sefalosporinlere karfl M K leri penisilinlere oranla daha fazla yükselmifltir. AmpC sefalosporinaz üretimi aminopenisilinler, birinci ve ikinci kuflak sefalosporinler ile indüklenebilmektedir. Farkl düzeylerde derepresyon görülebilmekle birlikte, enzim genelikle yüksek düzeylerde salg lanmaktad r (Resim 2). Düflük düzeyde sefalosporinaz salg land durumlarda, tikarsilin, sefepim, sefpirom ve aztreonam aktivitesi, piperasilin ve seftazidim aktivitesinden göreceli olarak daha yüksek olabilir. Beta-laktamaz inhibitörleriyle yap lan sinerji testi genelde negatiftir, fakat yaln z tazobaktam, piperasilinin aktivitesini k smen artt r r. GSBL: Üçüncü kuflak sefalosporinleri ve aztreonam hidrolize eden bu beta-laktamazlar imipeneme etki etmezler ve klavulanik asit ile inhibe olur; seftazidim ve amoksisilin-klavulanik asit ile yap lan çift disk sinerji testinde, klavulanik asit ile inhibe olan bu beta-laktamazlar, sinerji görüntüsünü verir (Resim 3). Enzimatik Olmayan Mekanizma Porin kayb sonucu geçirgenli in azalmas ve/veya d flar pompalamaya ba l beta-laktam direnci düflük düzeylerde seyreder (Resim 4). Tek bafl na imipenem direnci: Enzimatik olmayan direncin bir alt grubu olmakla birlikte, P. aeruginosa-imipenem ikilisi aç s ndan önemli bir mekanizma oldu u için burada ayr ele al nm flt r. Tek bafl na imipenem direnci porin D2 üretiminin azalmas na veya olmamas na ba l - Resim 1. Penisilinaz Fenotipi. Resim 2. Yüksek Düzeyde Sefalosporinaz Üretimi. 142 Hastane nfeksiyonlar Dergisi 2003; 7: 3

3 Pseudomonas aeruginosa Sufllar nda Görülen Beta-Laktam Gönüllü N, Gürol Y, Bülüç M, Bal Ç. Resim 3. Genifllemifl Spektrumlu Beta-laktamaz Fenotipi. Resim 5. Porin Direnci. Resim 4. Enzimatik Olmayan Direnç. Resim 6. Yüksek Düzeyde Sefalosporinaz Üretimi + mipenem Direnci. d r. Di er beta-laktamlar kapsamaz, imipeneme özeldir (Resim 5). Bu mekanizman n sefalosporinaz afl r üretimi ile birlikte bulunmas imipenem direncinin düzeyini yükseltir ve tüm beta-laktamlara direnç gözlenebilir (Resim 6). Duyarl fenotip: Herhangi bir direnç mekanizmas n n saptanmad fenotiptir (Resim 7). Bu çal flmada, Temmuz 2000-Ekim 2001 tarihleri aras nda stanbul T p Fakültesi Hastanesi nde yatan hastalardan al nan çeflitli klinik örneklerden izole edilen 50 P. aeruginosa suflunda görülen beta-laktam direnç fenotipleri ve antibiyotik duyarl l k oranlar tespit edilmifltir. MATERYAL ve METOD Sufllar P. aeruginosa sufllar ço unlukla cerrahi ve yo- un bak m ünitelerinde yatan hastalardan izole edilmifltir. Elli suflun 15 i idrar, 15 i hemokültür, 12 si cerahat, befli trakeal aspirat ve üçü balgam izolat d r. Hastane nfeksiyonlar Dergisi 2003; 7: 3 143

4 Gönüllü N, Gürol Y, Bülüç M, Bal Ç. Pseudomonas aeruginosa Sufllar nda Görülen Beta-Laktam Resim 7. Duyarl Fenotip. Direnç Fenotipi Tayini Direnç fenotiplerini belirlemek için diskler fiekil 1 deki gibi yerlefltirilmifltir. Antibiyotik Duyarl l klar Antibiyotik duyarl l k oranlar n belirlemek için agar dilüsyon yöntemiyle minimal inhibitör konsantrasyon (M K) testi yap lm fl ve bulunan de erler National Committee for Clinical Laboratory Standards (NCCLS) kriterlerine göre yorumlanm flt r (5). fiekil 1. Pseudomonas aeruginosa Sufllar nda Direnç Fenotipini Belirlemede Kullan lan Diskler. : mipenem, : Tikarsilin, : Tikarsilin + klavulanik asit, : Piperasilin, : Sefepim, : Seftazidim, : Aztreonam. BULGULAR Duyarl l k oranlar na göre, amikasin, imipenem ve seftazidim en etkili antibiyotikler olarak bulunmufltur. Özellikle imipenem ve sefepime karfl, orta duyarl sufllar n oran yüksek olarak saptanm flt r. Duyarl l k oranlar na göre antibiyotik aktiviteleri imipenem = amikasin > seftazidim > sefepim = aztreonam > tikarsilin + klavulanik asit > siprofloksasin > tikarsilin olarak bulunmufltur. Elli suflun dokuz antibiyoti e karfl duyarl l k oranlar Tablo 1 de, tahmin edilen direnç mekanizmalar n n oranlar ve de erlendirme kriterleri ise Tablo 2 de özetlenmifltir. Buna göre; Sufllar n %24 ünde penisilinaz fenotipi belirlenmifltir. Özellikle hastanelerde antibiyotik bask s ile artan AmpC tipi beta-laktamaz afl r üretimine sufllar n %12 sinde rastlanm flt r. Sufllar n %16 s nda GSBL fenotipi saptanm flt r, fakat bu oran, GSBL özelli i tafl d halde klavulanik asitten etkilenmeyen baz oksasilinazlarda (OXA-tipi enzimler) fenotip belirleme güçlü ü nedeniyle gerçe inden düflük bildirilmifl olabilir. mipenem direnci, muhtemel porin D2 kayb ndan kaynaklanmaktad r ve genellikle di er mekanizmalar ile kombine olarak bulunmufltur: Penisilinaz fenotipi ile 10 (%20) suflta, sefalosporinaz afl r üretimi ile 2 (%4) suflta, GSBL fenotipi ile 1 (%2) suflta, tek bafl na imipenem direnci olarak ise 1 (%2) suflta görülmüfltür. TARTIfiMA P. aeruginosa, özellikle hastanede yatan ve ba- fl kl bask lanm fl kiflilerde ciddi seyirli klinik tablolara yol açmaktad r. Hastane ortam nda s k ve genifl çapta antibiyotik kullan m, çoklu dirençli sufllar n yay l m n kolaylaflt rm fl ve tedaviyi güçlefltirmifltir (6-8). Bu çal flmada çeflitli klinik örneklerden izole edilen 50 P. aeruginosa suflunun dokuz antibiyoti- e karfl duyarl l klar ve çeflitli beta-laktam direnç fenotiplerinin oranlar tespit edilmifltir. Hastanemizde en s k rastlanan beta-laktam direnç mekanizmas beta-laktamaz oluflumudur (penisilinaz, GSBL ve sefalosporinaz afl r üretimi). kinci s kl kla, geçirgenli in de iflmesi ve/veya aktif d flar pompalama ile oluflan enzimatik olmayan dirence rastlanm flt r. Muhteme- 144 Hastane nfeksiyonlar Dergisi 2003; 7: 3

5 Pseudomonas aeruginosa Sufllar nda Görülen Beta-Laktam Gönüllü N, Gürol Y, Bülüç M, Bal Ç. Tablo 1. Elli Pseudomonas aeruginosa Suflunun Dokuz Antibiyoti e Karfl Duyarl l k Oranlar. M K M K Antibiyotikler > 2048 aral M K 50 M K 90 S% I% R% Tikarsilin Tikarsilin + klavulanik asit Seftazidim Aztreonam Sefpirom Sefepim mipenem Amikasin Siprofloksasin M K: Minimal inhibitör konsantrasyonu, S: Duyarl, I: Orta, R: Dirençli. Tablo 2. Elli Pseudomonas aeruginosa Suflunda Tespit Edilen Tahmini Beta-Laktam Direnç Mekanizmalar n n Oranlar ve De erlendirme Kriterleri. Mekanizma Tikarsilin Piperasilin Seftazidim Sefepim Aztreonam mipenem Klavulanik asit Tazobaktam % Duyarl S S S S S S Penisilinaz üretimi R R/I S I/S I/S S +/- +/- 24 Enzimatik olmayan direnç I/R S/I S/I I I S Sefalosporinaz afl r üretimi R/I R/I I/R I/R I/R S - +/- 12 GSBL üretimi R I/R R R I/R S +/- +/- 16 Tek bafl na imipenem direnci* S S S S S R/I S: Duyarl, I: Orta, R: Dirençli, GSBL: Genifllemifl spektrumlu beta-laktamaz. * Di er mekanizmalarla birlikte imipenem direnci %26 olarak bulunmufltur. Hastane nfeksiyonlar Dergisi 2003; 7: 3 145

6 Gönüllü N, Gürol Y, Bülüç M, Bal Ç. Pseudomonas aeruginosa Sufllar nda Görülen Beta-Laktam len porin D2 nin de iflikliklerine ba l olan imipenem direnci ise 14 imipenem dirençli sufltan 13 ünde di er mekanizmalar ile birlikte bulunmufltur. Çeflitli y llarda ülkemizde P. aeruginosa sufllar nda antibiyotik direncini araflt ran çal flmalar Tablo 3 te özetlenmifltir. Ülkemizde yap lan çal flma sonuçlar na göre, P. aeruginosa sufllar nda beta-laktam direncine yüksek oranda rastland görülmektedir. Tüm çal flmalarda beta-laktam antibiyotikler aras nda en etkili antibiyoti in imipenem oldu u; piperasiline, seftazidime, aztreonama oldukça yüksek direnç oranlar bildirildi i gözlenmektedir. Çal flmam zda beta-laktam d fl antipsödomonal antibiyotiklerden, amikasine karfl düflük, siprofloksasine karfl ise yüksek bir direnç oran saptanm flt r ve bu oranlar di er çal flmalarda da benzer olarak bulunmufltur (14-16). Gür ve arkadafllar, dokuz ayr hastanede yo un bak m ünitelerinden izole edilen P.aeruginosa sufllar nda sefalosporinlere, gentamisine ve siprofloksasine oldukça yüksek direnç oranlar gözlemifllerdir. Bu çal flmada da en etkili antibiyotiklerin imipenem ve amikasin oldu u bulunmufltur (7). Günseren ve arkadafllar taraf ndan yap lan çok merkezli bir çal flmada, yo un bak m ünitelerinden izole edilen 165 P. aeruginosa suflunda seftazidime %37.4, sefepime %24.8, imipeneme %44.2, amikasine %25.9 ve siprofloksasine %30.5 oran nda direnç gözlenmifltir (17). Çal flmam zda seftazidime karfl direnç oranlar söz konusu çal flma ile benzer, imipeneme ve amikasine direnç oranlar daha düflük, sefepime ve siprofloksasine direnç oranlar ise daha yüksek bulunmufltur. Farkl l klar n, çal flmam zdaki hastalar n sadece yo- un bak m ünitelerinde yatan hastalar olmamas ndan kaynakland düflünülmüfltür. Çal flmam zda ayr ca, baz beta-laktam direnç fenotipleri saptanmaya ve grupland r lmaya çal - fl lm flt r. Yapt m z de erlendirmenin sonucunda, beta-laktamaz üretiminin (penisilinaz veya GSBL üretimi, sefalosporinaz afl r üretimi) en önemli direnç mekanizmas oldu u görülmüfltür. Ciddi seyirli infeksiyonlar n tedavisinde beta-laktam antibiyotikler ile aminoglikozid veya kinolon kombinasyonu ile dirençli sufllar n seleksiyonu önlenebilir ve sinerji sa lanabilir (4). Antibiyogram n yorumu ve direnç fenotiplerinin tan mlanmas bu ciddi infeksiyonlar n tedavisinde gerekli bir unsurdur. P. aeruginosa n n etken oldu u infeksiyonlar n tedavisinde direnç mekanizmalar ndan en az etkilenmifl antibiyoti in seçimi yap lmal d r. Laboratuvarda saptanan direnç fenotiplerine göre beta-laktam antibiyotik kullan m için flu önerilerde bulunmak do ru olacakt r: 1. Enzimatik direnç için; Penisilinaz oluflturan P. aeruginosa infeksiyonlar nda tikarsilin veya piperasilin kullan lmamas, Tablo 3. Türkiye de Çeflitli Y llarda Pseudomonas aeruginosa Sufllar nda Antibiyotik Direncini Araflt ran Çal flmalar. Antibiyotik direnç oran (%) Kaynak Piperasilin Seftazidim Aztreonam mipenem Amikasin Siprofloksasin Çelikdemir ve arkadafllar 1987 (9) Bak r ve arkadafllar 1992 (10) Yücesoy ve arkadafllar 1995 (11) Tünger ve arkadafllar 1995 (12) Leblebicio lu ve arkadafllar 1996 (13) Özgenç ve arkadafllar 1996 (14) Urbarl ve arkadafllar 1996 (15) Gür ve arkadafllar 1996 (7) Yapar ve arkadafllar 1999 (16) Günseren ve arkadafllar 1999 (17) Hastane nfeksiyonlar Dergisi 2003; 7: 3

7 Pseudomonas aeruginosa Sufllar nda Görülen Beta-Laktam Gönüllü N, Gürol Y, Bülüç M, Bal Ç. Sefalosporinaz afl r üretiminde karbapenem veya antibiyogram sonucu mutlaka göz önüne al narak piperasilin + tazobaktam veya dördüncü kuflak sefalosporin (sefepim) kullan lmas, GSBL pozitif sufl infeksiyonunda karbapenem kullan m n n tercih edilmesi. 2. Enzimatik olmayan direnç mekanizmalar için; Tek bafl na imipenem direncinde do al olarak imipenem d fl beta-laktam kullan lmas, Porin D2 d fl - enzimatik olmayan mekanizma tahmininde ise tikarsilin veya aztreonam d - fl bir beta-laktam n tercih edilmesi (3,6). Bu çal flma sonuçlar n n, infeksiyon etkeni olarak P. aeruginosa izole edildi i durumlarda laboratuvar bildiriminde yard mc ve infeksiyonun tedavisinde yönlendirici olabilece i düflünülmüfltür. KAYNAKLAR 1. Bert F, Lambert-Zechovsky N. Pseudomonas aeruginosa: actualité sur la résistance aux ß-lactamines et implications thérapeutiques. Antibiotiques 2000;2: Cavallo JD, Fabre R, Leblanc F, Nicolas-Chanoine MH, Thabaut A. Antibiotic susceptibility and mechanisms of beta-lactam resistance in 1310 strains of Pseudomonas aeruginosa: A French multicentre study (1996). J Antimicrob Chemother 2000;46: Cavallo JD, Leblanc F, Fabre R, GERPB. Surveillance de la sensibilité de Pseudomonas aeruginosa aux antibiotiques en France et distribution des mécanismes de résistance aux ß-lactamines: étude GERPB Pathol Biol 2000;48: Cavallo JD. Pseudomonas aeruginosa et ß-lactamines. In: Freney J, Renaud F, Hansen W, Bollet C (eds). Précis de bactériologie clinique. Paris: Éditions ESKA, 2000: National Committee for Clinical Laboratory Standards. Performance standards for antimicrobial susceptibility testing, 10 th informational supplement, aerobic dilution, M100-S10. Wayne, Pa: National Committee for Clinical Laboratory Standards, Bonfiglio G, Laksai Y, Franchino L, Amicosante G, Nicoletti G. Mechanisms of ß-lactam resistance amongst Pseudomonas aeruginosa isolated in an Italian survey. J Antimicrob Chemother 1998;42: Gür D, Ünal S. Yo un bak m ünitelerinden izole edilen gram-negatif bakterilerin çeflitli antibiyotiklere in vitro duyarl l klar. Flora 1996;3: Görgün S, Ertek M, Yazg H, Çelebi S, Kayhan CB. Nozokomial infeksiyonlu olgulardan izole edilen Pseudomonas aeruginosa sufllar nda genifllemifl spektrumlu beta-laktamaz varl. nfeksiyon Dergisi 2000;14: Çelikdemir I, Çak r N, Yüce A, Bahar H. Hastalardan soyutlanan Staphylococcus ve Pseudomonas aeruginosa kökenlerinin antibiyotiklere duyarl l klar. Türk Mikrobiyol Cem Derg 1988;18: Bak r M, Dökmetafl I, Bak c MZ, Sab r N. Hastane infeksiyonu etkeni Pseudomonas lar n çeflitli antibiyotiklere direnç durumlar. KL M K Dergisi 1992; 5: Yücesoy M, Yüce A, Yulu N. Aztreonam, seftazidim ve bunlar n amikasin ile kombinasyonlar n n Pseudomonas aeruginosa sufllar na etkinli i. KL M K Dergisi 1995;8: Tünger A, Özkan F, Ulusoy S, Özer Ö, Özinel MA, Tokbafl A. Kan kültürlerinden etken olarak soyutlanan bakteriler ve antibiyotik duyarl l klar. KL - M K Dergisi 1995;8: Leblebicio lu H, Nas N, Günayd n M, Saniç A, Akçam T. Yo un bak m servisindeki hastalardan izole edilen gram-negatif bakterilerin beta-laktam antibiyotiklere direnç durumu. KL M K Dergisi Özgenç O, Urbarl A, Erdenizmenli M, Fidan N, Ar A. Pseudomonas aeruginosa kökenlerinin çeflitli antimikrobiklere direnç oranlar n n araflt r lmas. nfeksiyon Dergisi 2002;16: Urbarl A, Ar A, Erdenizmenli M, Fidan M, Özgenç M. drar örneklerinden soyutlanan gram-olumsuz bakteriler ve antibiyotik direnç oranlar. nfeksiyon Dergisi 2001;15: Yapar N, Ulusoy S, Arda B, Tünger A. Hastane infeksiyonu etkeni Pseudomonas aeruginosa kökenlerinde beta-laktamaz aktivitesi ve antibiyotik direnci. nfeksiyon Dergisi 1999;13: Günseren F, Mam ko lu L, Öztürk S, et al. A surveillance study of antimicrobial resistance of gramnegative bacteria isolated from intensive care units in eight hospitals in Turkey. J Antimicrob Chemother 1999;43: YAZIfiMA ADRES Uzm. Dr. Nevriye GÖNÜLLÜ stanbul Üniversitesi Deneysel T p Araflt rma Enstitüsü Vak f Guraba Caddesi 43280, fiehremini - STANBUL nevriegonullu@yahoo.com Makalenin Gelifl Tarihi: Kabul Tarihi: Hastane nfeksiyonlar Dergisi 2003; 7: 3 147