Ertapenemin Genişlemiş Spektrumlu Beta-Laktamaz Oluşturan ve Oluşturmayan Enterobacteriaceae İzolatlarına Karşı İn Vitro Etkisi

Transkript

1 Ertapenemin Genişlemiş Spektrumlu Beta-Laktamaz Oluşturan ve Oluşturmayan Enterobacteriaceae İzolatlarına Karşı İn Vitro Etkisi Abdullah KILIÇ*, Mehmet BAYSALLAR*, Selim KILIÇ**, Ayten KÜÇÜKKARAASLAN*, Levent DOĞANCI* * Gülhane Askeri Tıp Akademisi, Mikrobiyoloji ve Klinik Mikrobiyoloji Anabilim Dalı, ** Gülhane Askeri Tıp Akademisi, Epidemiyoloji Bilim Dalı, ANKARA ÖZET Enterobacteriaceae ailesi üyesi mikroorganizmalar tüm dünyada önemli infeksiyon etkenleri aras nda yer almaktad r. Genifllemifl spektrumlu beta-laktamaz (GSBL) oluflturan türler ise son y llarda önemli bir tedavi sorunu oluflturmaktad r. Ertapenem beta-laktamazlar n büyük bir k sm n n inaktivasyonuna karfl dirençli ve günde tek doz kullan m kolayl olan yeni bir karbapenem üyesidir. Çal flmam z n amac ; Türkiye de henüz kullan ma girmemifl olan ertapenemin, GSBL oluflturan ve oluflturmayan Enterobacteriaceae ailesi üyesi mikroorganizmalara karfl in vitro etkinli inin disk difüzyon yöntemi ile araflt r lmas ve di er karbapenemlerle karfl laflt r lmas d r. GSBL oluflturan izolatlarda ertapeneme, meropeneme ve imipeneme s ras yla %1.65, %1.24 ve %1.24 oran nda, oluflturmayanlarda ise %2.46, %0.49 ve %0.98 oran nda direnç tespit edildi. Bu sonuçlara göre, hem GSBL oluflturan hem de oluflturmayan mikroorganizmalara karfl ertapenemin in vitro etkinli inin di er karbapenemlerle benzer oldu u gözlendi (s ras yla p= 0.90 ve p= 0.19). Anahtar Kelimeler: Karbapenemler, Ertapenem, Enterobacteriaceae SUMMARY In Vitro Effectiveness of Ertapenem Against Enterobacteriaceae Isolates Members of Enterobacteriaceae family are important causative agents of several infections. Extended spectrum beta-lactamase (ESBL) producing species are serious threats to therapeutic efficacy. Ertapenem is a new carbapenem resistant to inactivation by most ESBL s and has the advantage of single daily use. The aim of the study is to test in vitro activity of ertapenem, that is not available in Turkey, against ESBL producing and non- ESBL producing Enterobacteriaceae isolates by disk diffusion method and to compare its activity with the other carbapenems. The resistance rates of ertapenem, meropenem and imipenem were 1.65%, 1.24%, and 1.24% for ESBL producing isolates and 2.46%, 0.49%, and 0.98% for non-esbl producing isolates, respectively. According to these results, it was determined that the in vitro activity of ertapenem was similar with other carbapenems against both ESBL producing and non-esbl producing microorganisms (p= 0.90 and p= 0.19, respectively). Key Words: Carbapenems, Ertapenem, Enterobacteriaceae 32

2 Ertapenemin Genişlemiş Spektrumlu Beta-Laktamaz Oluşturan ve Oluşturmayan Enterobacteriaceae İzolatlarına Karşı İn Vitro Etkisi Kılıç A, Baysallar M, Kılıç S, Küçükkaraaslan A, Doğancı L. Enterobacteriaceae ailesi üyesi mikroorganizmalar günümüzde önemli infeksiyon etkenleri arasında yer almaktadır ve Amerika Birleşik Devletleri laboratuvarlarında izole edilen gram-negatif mikroorganizmaların %80 ini, tüm mikroorganizmaların ise %50 sini oluşturmaktadır. Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis, Enterobacter türleri ve Serratia marcescens klinik örneklerden izole edilen önemli mikroorganizmalardır. Diğer mikroorganizmalara olduğu gibi Enterobacteriaceae ailesi üyesi mikroorganizmalara karşı da direnç önemli oranda artmıştır [1]. Genişlemiş spektrumlu beta-laktamaz (GSBL) ilk tanımlandığı 1980 li yılların başından beri çeşitli mikroorganizmalarda tespit edilmiş ve önemli tedavi sorunu haline gelmiştir [2]. Bu tip direnç son 20 yıl içerisinde tüm dünyada ve özellikle Enterobacteriaceae türlerinde sık olarak tanımlanmıştır [3]. Ertapenem, beta-laktam ajanlardan karbapenemlerin yeni üyesidir. Beta-laktamazların büyük bir çoğunluğunun inaktivasyonuna karşı dirençli olup, parenteral olarak günde tek doz kullanım kolaylığı sağlamaktadır [4]. Gram-negatif, gram-pozitif, aerop ve anaerop mikroorganizmaların neden olduğu çeşitli infeksiyonlarda etkili bir biçimde kullanılmaktadır. Ertapenem ayrıca 1-beta-metil yapısı ile insan böbrek dehidropeptidazına karşı stabilite sağladığından, kullanımı esnasında ayrıca bir ajana gerek duyulmamaktadır [5]. Çalışmamızın amacı; Türkiye de henüz kullanıma girmemiş olan ertapenemin hastanemizde çeşitli kliniklerden izole edilen GSBL oluşturan ve oluşturmayan Enterobacteriaceae izolatlarına karşı etkinliğinin araştırılmasıdır. MATERYAL ve METOD Bakteriyel İzolatlar Hastanemizdeki kliniklerden laboratuvarımıza gönderilen çeşitli klinik örneklerden izole edilmiş 241 GSBL üreten, 203 GSBL üretmeyen Enterobacteriaceae ailesi üyesi izolat çalışmaya alındı (Tablo 1-3). İzolatlar klasik yöntemle tanımlandı ve çalışma öncesinde %15 gliserol içeren trypticase soy broth (Merck, Almanya) içinde -70 C de saklandı [6]. GSBL üreten mikroorganizmalar çift disk sinerji yöntemi kullanılarak tespit edildi. Bu yöntemde µg amoksisilin-klavulanik asit ve 30 µg seftazidim diskleri (Oxoid, İngiltere) aralarında mm mesafe olacak şekilde Mueller-Hinton agara yerleştirildi. Plaklar bir gece 37 C de inkübe edildi. Seftazidim zon çapı klavulanik asit tarafından genişletilmiş olan izolatlar GSBL üretenler olarak değerlendirildi [7]. Tablo 1. İzolatların izole edildikleri klinikler oluşturan oluşturmayan Klinikler Sayı % Sayı % Genel cerrahi Acil tıp Çocuk sağlığı ve hastalıkları Üroloji Beyin cerrahisi Nefroloji Ortopedi Dahiliye Tıbbi onkoloji Nöroloji Kalp damar cerrahisi Plastik cerrahi Hematoloji Göğüs hastalıkları Fizik tedavi Kardiyoloji Kadın hastalıkları ve doğum Tablo 2. İzolatların izole edildikleri kaynaklar oluşturan oluşturmayan Kaynak Sayı % Sayı % İdrar Yara Kan Apse Solunum sistemi Diğer

3 Kılıç A, Baysallar M, Kılıç S, Küçükkaraaslan A, Doğancı L. Ertapenemin Genişlemiş Spektrumlu Beta-Laktamaz Oluşturan ve Oluşturmayan Enterobacteriaceae İzolatlarına Karşı İn Vitro Etkisi Tablo 3. İzole edilen mikroorganizmalar Oluşturan Oluşturmayan Mikroorganizma Sayı % Sayı % Escherichia coli Klebsiella pneumoniae Klebsiella oxytoca Proteus vulgaris Proteus mirabilis Serratia marcescens Enterobacter türleri Citrobacter freundii Providencia rettgeri Antibiyotik Duyarlılık Testleri Antibiyotik duyarlılıkları, Kirby-Bauer disk difüzyon yöntemi ile 10 µg ertapenem, 10 µg imipenem ve 10 µg meropenem diskleri (Oxoid, İngiltere) kullanılarak Clinical Laboratory Standards Institute (CLSI) (eski adı ile NCCLS) kriterlerine göre yapıldı ve değerlendirildi [8,9]. Kontrol olarak E. coli ATCC izolatı kullanıldı. İstatistiksel analizler SPSS for Windows 10.0 paket programı ile gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar frekans ve yüzde olarak verilmiştir. Antibiyotik duyarlılıklarının karşılaştırılmasında ki-kare testi kullanılmıştır. İstatistiksel önemlilik için p< 0.05 kabul edilmiştir. BULGULAR Enterobacteriaceae ailesi üyesi mikroorganizmaların içinde GSBL oluşturan üç izolat (E. coli, K. pneumoniae ve Enterobacter türü) her üç karbapeneme karşı, bir Enterobacter türü sadece ertapeneme karşı dirençli bulundu. GSBL oluşturmayanlarda ise bir S. marcescens izolatı her üç ajana, dört izolat (iki E. coli, S. marcescens ve Enterobacter türü) sadece ertapeneme, bir E. coli izolatı ise sadece imipeneme dirençli bulundu. Sonuç olarak, GSBL oluşturan izolatlarda ertapeneme, meropeneme ve imipeneme sırasıyla %1.65, %1.24 ve %1.24, oluşturmayanlarda ise %2.46, %0.49 ve %0.98 oranında direnç tespit edildi. Antibiyotik duyarlılıkları yönünden istatistiksel olarak önemli fark bulunmamıştır (sırasıyla p= 0.90, p= 0.19) (Tablo 4). TARTIŞMA GSBL oluşturan izolatlar direnç sorununda önemli yer tutmaktadır. Bugün 150 farklı GSBL tanımlanmıştır. Dünyada özellikle Enterobacteriaceae ve Pseudomonas aeruginosa türlerinde yaygın olarak bulunmaktadır [10]. Türkiye de yapılan çalışmalarda GSBL oranı, Klebsiella türlerinde % arasında, E. coli izolatlarında ise % arasında değişmektedir [11]. Son yıllarda içerisinde beta-laktamazların hidrolitik aktivitesine dirençli yeni beta-laktam antibiyotikler geliştirilmiştir. Karbapenemler, gram-pozitif, gram-negatif ve anaerop mikroorganizmalara karşı in vitro olarak iyi derecede etkilidir. İnsan dehidropeptidazına karşı meropenemden daha az stabilite sağladığından imipenemin silastatin ile birlikte verilmesi gerekmektedir. Her iki ilacın da yarılanma ömrü yaklaşık bir saattir [12]. İki ilacın da etki spektrumları birbirine benzemekte ve özellikle hastane infeksiyonu etkeni olarak izole edilen P. aeruginosa ve Acinetobacter türlerinin neden olduğu infeksiyonlarda etkili bir şekilde kullanılmaktadır. Çok genel olmamakla birlikte lokal karbapenem dirençli gram-negatif infeksiyon salgınları bildirilmiştir [5]. Ertapenem, günde tek doz, intramusküler ve intravenöz kullanılan karbapenem grubu yeni bir antibiyotiktir. Dört saat gibi uzun bir yarılanma ömrüne sahiptir ve yaklaşık %95 i proteinlere bağlanmaktadır. Yetişkin dozu günde 1 gramdır ve böbrekler yoluyla metabolize olmaktadır [5]. Ertapenem, hızlı bakterisidal etkiye sahiptir. Genellikle toplum kaynaklı infeksiyonlara neden olan gram-pozitif ve gram-negatif aerop, fakültatif aerop ve anaerop bakterilere Tablo 4. İzole edilen mikroorganizmaların direnç oranları Antibiyotikler Mikroorganizmalar Ertapenem (%) Meropenem (%) İmipenem (%) p GSBL oluşturan (n= 241) 1.65 (n= 4) 1.24 (n= 3) 1.24 (n= 3) = 0.90 GSBL oluşturmayan (n= 203) 2.46 (n= 5) 0.49 (n= 1) 0.98 (n= 2) =

4 Ertapenemin Genişlemiş Spektrumlu Beta-Laktamaz Oluşturan ve Oluşturmayan Enterobacteriaceae İzolatlarına Karşı İn Vitro Etkisi Kılıç A, Baysallar M, Kılıç S, Küçükkaraaslan A, Doğancı L. karşı iyi derecede etkili iken, P. aeruginosa, Acinetobacter türleri, metisiline dirençli stafilokoklar ve enterokoklara karşı etkileri sınırlıdır [13-15]. Özellikle toplum kökenli aerop, anaerop ve karışık mikroorganizmaların neden olduğu deri ve yumuşak doku, jinekolojik ve intraabdominal, komplike üriner sistem infeksiyonları ve toplum kökenli pnömoni tedavisinde kullanılmaktadır [16]. Türkiye de henüz kullanılmayan ertapenem, Amerika Birleşik Devletleri nde 2001 yılı Kasım ayında, Avrupa da ise 2002 yılı Mayıs ayında lisanslı olarak kullanıma girmiştir [17]. Kırkdört farklı merkezde 2002 yılında 540 deri ve yumuşak doku infeksiyonlu hastanın örneklerinden izole edilen 871 aerop ve anaerop mikroorganizma ile yapılan çalışmada ertapenemin, bu tür infeksiyonlarda kullanılan diğer antibiyotikler kadar veya onlardan daha iyi etkiye sahip olduğu görülmüştür [18]. Ertapenem Enterobacteriaceae ailesi üyesi mikroorganizmalara karşı iyi düzeyde etki göstermektedir. Gesser ve arkadaşları ertapenemi, Enterobacteriaceae ailesi üyesi mikroorganizmaların neden olduğu ciddi infeksiyonlarda kullanmış ve piperasilintazobaktam ve seftriakson kadar etkili olduğunu ve tedavisi sırasında ertapeneme karşı bir direnç gelişmediğini gözlemlemişlerdir [19]. Livermore ve arkadaşları, ertapenemi, imipeneme göre Avrupa ve Avustralya daki 12 merkezde izole edilen 1610 Enterobacteriaceae ailesi üyesi bakteriye karşı daha etkili, P. aeruginosa ve Acinetobacter türlerine karşı ise daha az etkili bulmuşlardır [20]. Odenholt ve arkadaşları büyük bir çoğunluğunu Enterobacteriaceae ailesi üyelerinin oluşturduğu gram-negatif mikroorganizmalara karşı imipenemden daha etkili iken, gram-pozitif mikroorganizmalara karşı imipenemden daha az etkili olduğunu bildirmiştir [12]. Tomera ve arkadaşları çoğunluğu E. coli ve K. pneumoniae nın neden olduğu komplike üriner sistem infeksiyonlu 592 yetişkin hasta ile yaptıkları çalışmada, ertapenemin seftriakson kadar etkili olduğunu ve iyi tolere edildiğini bildirmişlerdir [21]. Hicks ve arkadaşları akut bakteriyel bronşitli veya toplum kökenli pnömonili 320 hastadan izole edilen 97 Enterobacteriaceae ailesi üyesine karşı ertapenemin seftriakson, sefepim, siprofloksasin ve amoksisilin-klavulanik asite göre çok daha etkili olduğunu saptamışlardır [22]. Pelak ve arkadaşları ertapenemin deri ve yumuşak doku infeksiyonlu 340 hastadan izole edilen 118, akut pelvik infeksiyonlu 212 hastadan izole edilen 151 Enterobacteriaceae ailesi üyesi bakterilerin %100 üne etkili ve seftriakson, amoksisilin-klavulanik asit ve piperasilin-tazobaktama göre etkinliğinin yüksek olduğunu bildirmişlerdir [17,23]. Fuchs ve arkadaşları ertapenemin Enterobacteriaceae ailesi üyelerine karşı imipenemden in vitro olarak daha etkili, P. aeruginosa ve çoğu gram-pozitif bakteriye daha az etkili olduğunu tespit etmişlerdir [24]. Ertapenem, Enterobacteriaceae ailesi üyesi betalaktamaz üreten izolatlara karşı da iyi aktivite göstermektedir [25]. Kohler ve arkadaşları ertapenemin aynı zamanda diğer karbapenemler gibi GSBL üreten E. coli ve K. pneumoniae izolatlarına karşı iyi derecede etkili olduğunu bildirmişlerdir [26]. Ertapenem, Enterobacteriaceae ailesi üyesi beta-laktamaz üretmeyen izolatlara, üretenlere göre dört kat daha iyi aktivite göstermektedir. Ayrıca, aynı çalışmada ertapenemin meropenem ve imipeneme göre beta-laktamaz üreten izolatlara karşı stabilitesinin az olduğu görülmüştür [25]. Bizim bir çalışmamızda, ertapenemin P. aeruginosa izolatlarına karşı meropenem ve imipenemden daha az etkili olduğu görülmüştür [27]. Çalışmamızda GSBL oluşturan ve oluşturmayan mikroorganizmalara karşı ertapenemin in vitro etkinliğinin diğer karbapenemlerle benzer olduğu görülmüştür. Yüksek hasta sayılı klinik çalışmalarla ertapenemin in vivo etkinliğinin de değerlendirilmesi gerektiği düşünülmektedir. KAYNAKLAR 1. Karlowsky JA, Jones ME, Thornsberry C, Friedland IR, Sahm DF. Trends in antimicrobial susceptibilities among Enterobacteriaceae isolated from hospitalized patients in the United States from 1998 to Antimicrob Agents Chemother 2003;47: Winokur PL, Canton R, Casellas JM, Legakis N. Variations in the prevalence of strains expressing an extendedspectrum beta-lactamase phenotype and characterization of isolates from Europe, the Americas, and the Western Pacific region. Clin Infect Dis 2001;32(Suppl 2): Lavigne JP, Bouziges N, Chanal C, et al. Molecular epidemiology of Enterobacteriaceae isolates producing extended-spectrum beta-lactamases in a French hospital. J Clin Microbiol 2004;42: Goldstein EJ, Citron DM, Merriam CV, Warren YA, Tyrrell KL, Fernandez H. Comparative in vitro activities of ertapenem (MK-0826) against 469 less frequently identified anaerobes isolated from human infections. Antimicrob Agents Chemother 2002;46: Shah PM, Isaacs RD. Ertapenem, the first of a new group of carbapenems. J Antimicrob Chemother 2003;52: Koneman EW, Allen SD, Janda WM, Schreckenberger PC, Winn WC. Guidelines for the collection, transport, processing, analysis, and reporting of cultures from spesific specimen sources. Color Atlas and Textbook of Diagnostic Microbiology. 5 th ed. Philadelphia: JB Lippincott Co, 1997:

5 Kılıç A, Baysallar M, Kılıç S, Küçükkaraaslan A, Doğancı L. Ertapenemin Genişlemiş Spektrumlu Beta-Laktamaz Oluşturan ve Oluşturmayan Enterobacteriaceae İzolatlarına Karşı İn Vitro Etkisi 7. Livermore DM, Brown DF. Detection of beta-lactamasemediated resistance. J Antimicrob Chemother 2001;48 (Suppl 1): National Committee for Clinical Laboratory Standards (2000). Performance Standards for Antimicrobial Disk Susceptibility Test. 7 th ed. Approved Standard M2-A7; NCCLS, Villanova, PA, USA 9. National Committee for Clinical Laboratory Standards (NCCLS) (2004) Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing: Fourteenth Information Supplement. NCCLS document M100-S14, NCCLS, Villanova, PA, USA. 10. Bradford PA. Extended-spectrum beta-lactamases in the 21 st century: Characterization, epidemiology, and detection of this important resistance threat. Clin Microbiol Rev 2001;14: Aktaş AE, Şahin ÜA, Yiğit N, Al FD, Tuncel E. Gram-negatif bakterilerde genişlemiş spektrumlu beta-laktamazların çift disk sinerji ve E-test yöntemleri ile araştırılması. İnfeksiyon Dergisi 2001;15: Odenholt I, Lowdin E, Cars O. In vitro pharmacodynamic studies of L-749,345 in comparison with imipenem and ceftriaxone against gram-positive and gram-negative bacteria. Antimicrob Agents Chemother 1998;42: Alhambra A, Cuadros JA, Cacho J, Gomez-Garces JL, Alos JI. In vitro susceptibility of recent antibiotic-resistant urinary pathogens to ertapenem and 12 other antibiotics. J Antimicrob Chemother 2004;53: Livermore DM, Sefton AM, Scott GM. Properties and potential of ertapenem. J Antimicrob Chemother 2003; 52: Musson DG, Majumdar A, Birk K, et al. Pharmacokinetics of intramuscularly administered ertapenem. Antimicrob Agents Chemother 2003;47: Laethem T, De Lepeleire I, McCrea J, et al. Tissue penetration by ertapenem, a parenteral carbapenem administered once daily, in suction-induced skin blister fluid in healthy young volunteers. Antimicrob Agents Chemother 2003;47: Pelak BA, Citron DM, Motyl M, Goldstein EJ, Woods GL, Teppler H. Comparative in vitro activities of ertapenem against bacterial pathogens from patients with acute pelvic infection. J Antimicrob Chemother 2002;50: Goldstein EJ, Citron DM, Merriam CV, Warren Y, Tyrrell KL, Gesser RM. General microbiology and in vitro susceptibility of anaerobes isolated from complicated skin and skin-structure infections in patients enrolled in a comparative trial of ertapenem versus piperacillin-tazobactam. Clin Infect Dis 2002;35(Suppl 1): Gesser RM, McCarroll K, Teppler H, Woods GL. Efficacy of ertapenem in the treatment of serious infections caused by Enterobacteriaceae: Analysis of pooled clinical trial data. J Antimicrob Chemother 2003;51: Livermore DM, Carter MW, Bagel S, et al. In vitro activities of ertapenem (MK-0826) against recent clinical bacteria collected in Europe and Australia. Antimicrob Agents Chemother 2001;45: Tomera KM, Burdmann EA, Reyna OG, et al. Ertapenem versus ceftriaxone followed by appropriate oral therapy for treatment of complicated urinary tract infections in adults: Results of a prospective, randomized, doubleblind multicenter study. Antimicrob Agents Chemother 2002;46: Hicks PS, Pelak B, Woods GL, Bartizal KF, Motyl M. Comparative in vitro activity of ertapenem against bacterial pathogens isolated from patients with lower respiratory tract infections. Clin Microbiol Infect 2002;8: Pelak BA, Bartizal K, Woods GL, Gesser RM, Motyl M. Comparative in vitro activities of ertapenem against aerobic and facultative bacterial pathogens from patients with complicated skin and skin structure infections. Diagn Microbiol Infect Dis 2002;43: Fuchs PC, Barry AL, Brown SD. In-vitro antimicrobial activity of a carbapenem, MK-0826 (L-749,345) and provisional interpretive criteria for disc tests. J Antimicrob Chemother 1999;43: Livermore DM, Oakton KJ, Carter MW, Warner M. Activity of ertapenem (MK-0826) versus Enterobacteriaceae with potent beta-lactamases. Antimicrob Agents Chemother 2001;45: Kohler J, Dorso KL, Young K, et al. In vitro activities of the potent, broad-spectrum carbapenem MK-0826 (L- 749,345) against broad-spectrum beta-lactamase-and extended-spectrum beta-lactamase-producing Klebsiella pneumoniae and Escherichia coli clinical isolates. Antimicrob Agents Chemother 1999;43: Kılıç A, Küçükkaraaslan A, Şenses Z, Baysallar M, Doğancı L. Yoğun bakım ünitelerinden izole edilen Pseudomonas aeruginosa izolatlarına karşı ertapenemin in-vitro etkinliğinin araştırılması. Mikrobiyol Bült. Basımda. Yazışma Adresi: Doç. Dr. Mehmet BAYSALLAR Gülhane Askeri Tıp Akademisi Mikrobiyoloji ve Klinik Mikrobiyoloji Anabilim Dalı Etlik-ANKARA mbaysallar@gata.edu.tr Makalenin Geliş Tarihi: Kabul Tarihi: