Hastane nfeksiyonlar Dergisi 2006; 10: 191-195 Hastane İnfeksiyonları Genifllemifl Spektrumlu Beta-Laktamaz Salg layan ve Salg lamayan Escherichia coli, Klebsiella Sufllar nda Ko-Trimoksazol, Dr. Özlem KURT AZAP*, Dr. Funda T MURKAYNAK*, Dr. Göknur YAPAR*, Dr. Ünal ÇA IR*, Dr. Hande ARSLAN* * Baflkent Üniversitesi T p Fakültesi, nfeksiyon Hastal klar ve Klinik Mikrobiyoloji Anabilim Dal, Ankara. ÖZET Genifllemifl spektrumlu beta-laktamaz (GSBL) üreten bakterilerle geliflen infeksiyonlar n tedavisinde kullan labilecek antibiyotikler k s tl d r. Çal flman n amac, GSBL üreten ve üretmeyen Escherichia coli, Klebsiella sufllar nda ko-trimoksazol [trimetoprim-sülfametoksazol (TMP-SMZ)], sefepim, imipenem ve meropenem için minimum inhibitör konsantrasyonu (M K) de erlerini ve duyarl l k oranlar n belirlemektir. 2004 y l nda merkezimizde izole edilen 263 E. coli suflunun 127 (%48.2) si, 176 Klebsiella suflunun 58 (%31.1) i GSBL pozitif bulunmufltur. Çal flmaya 36 s GSBL negatif, 33 ü GSBL pozitif, toplam 69 E. coli ve 34 ü GSBL negatif, 23 ü GSBL pozitif toplam 57 Klebsiella suflu al nm flt r. Sufllar n M K de erleri Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) önerileri do rultusunda agar dilüsyon yöntemi ile belirlenmifltir. GSBL pozitif sufllar n TMP-SMZ ve sefepim için M K de erleri daha yüksek iken, karbapenemler için M K de erleri aras nda belirgin farkl l k yoktur. Test edilen tüm sufllar imipeneme ve meropeneme duyarl d r. n vitro duyarl l k sonuçlar na göre karbapenemler, GSBL pozitif sufllarla geliflen infeksiyonlar n tedavisinde güvenle kullan labilecek antibiyotiklerdir. SUMMARY Susceptibility Rates of Co-Trimoxazole, Cefepime, Carbapenems Against ESBL Producing and Non-Producing Escherichia coli and Klebsiella Strains The number of antibiotics to be used in the treatment of infections caused by extended spectrum beta-lactamase (ESBL) producing bacteria is limited. The aim of this study was to determine the minimal inhibitory concentrations (MIC) and susceptibility rates of ESBL producing and non-producing Escherichia coli and Klebsiella strains against co-trimoxazole, cefepime, imipenem and meropenem. One-hundred and twenty-seven (48.2%) of 263 E. coli strains and 58 (31.1%) of 176 Klebsiella strains isolated from the hospitalized patients in 2004 were ESBL producers. A total of 69 E. coli isolates (36 ESBL negative and 33 ESBL positive) and 57 Klebsiella isolates (34 ESBL negative, 23 ESBL positive) were included to this study. MIC values of the strains were determined by agar dilution method according to the Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) criteria. MIC values of co-trimoxazole and cefepime against ESBL positive strains are higher than the ESBL negative ones. MIC values of carbapenems were similar against both the ESBL negative and positive bacteria. All the strains tested were found to be susceptible to imipenem and meropenem. Carbapenems seem to be appropriate choices in the treatment of infections caused by ESBL producing bacteria based on the in vitro susceptibility data. Key Words: Escherichia coli, Klebsiella, ESBL, Cefepime, Carbapenem, Co-trimoxazole. Anahtar Kelimeler: Escherichia coli, Klebsiella, GSBL, Sefepim, Karbapenem, Ko-trimoksazol. 191
Kurt Azap Ö, Timurkaynak F, Yapar G, Ça r Ü, Arslan H. Genifllemifl Spektrumlu Beta-Laktamaz Salg layan ve G R fi Beta-laktam antibiyotikler, etki spektrumlar - n n genifl olmas ve yan etki yönünden güvenilir olmalar nedeniyle en yayg n kullan lan antibiyotik grubudur. Dünyada tüketilen antibiyotiklerin %65 ini penisilinler ve sefalosporinler oluflturmaktad r (1). Ancak bu yayg n kullan ma paralel olarak bakteriler de direnç gelifltirmektedir. Beta-laktam antibiyotiklere direnç gelifltirme mekanizmalar ndan biri olan beta-laktamazlar n çok çeflitli türleri vard r. Genifllemifl spektrumlu beta-laktamazlar (GSBL), çok say da genifl spektrumlu beta-laktam antibiyoti e direnç geliflmesine neden olmalar ve h zla yay labilmeleri nedeniyle oldukça önemlidir. GSBL ler ilk olarak 1985 y l nda Almanya da bir Klebsiella pneumoniae suflunda SHV-2 enziminin gösterilmesiyle gündeme gelmifltir (2). En s k, Escherichia coli, K. pneumoniae, Klebsiella oxytoca da görülmekle birlikte Citrobacter spp., Enterobacter spp. Proteus spp., Salmonella spp. gibi enterik bakterilerle Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa gibi nonfermentatif bakterilerde de görülebilmektedir (3). Günümüzde say lar 200 e ulaflan GSBL lerin önemi giderek artmakta ve klinikte ciddi sorunlara ve tedavi baflar s zl klar na yol açabilmektedir. En s k TEM ve SHV türü enzimler görülmekle birlikte, son y llarda CTX-M türü enzimlerin de s kl artmaya bafllam flt r. Bunlar n d fl nda OXA, PER, VEB, GES, TLA, BES gibi birçok GSBL enzim türü vard r (4). GSBL pozitif mikroorganizmalarla geliflen infeksiyonlar n tedavisiyle ilgili bilgiler, in vitro antibiyotik duyarl l k sonuçlar, deneysel hayvan modelleri, vaka raporlar, retrospektif veya prospektif gözleme dayal çal flmalar sonucu ortaya ç km flt r. GSBL üreten bakteriler de genellikle ko-trimoksazol [trimetoprim-sülfametoksazol (TMP-SMZ)], aminoglikozid ve kinolon grubu antibiyotiklere de direnç görüldü ünden antibiyotik seçimi k s tlanmaktad r. Karbapenemler GSBL pozitif bakterilerin etken oldu u ciddi infeksiyonlarda ilk seçenek antibiyotikler olarak kabul edilmektedir. Bu çal flman n amac, GSBL pozitif ve GSBL negatif E. coli ve Klebsiella sufllar nda TMP-SMZ, sefepim, imipenem ve meropenemin minimum inhibitör konsantrasyonu (M K) de erlerini ve duyarl l k oranlar n belirlemektir. MATERYAL ve METOD Çal flmaya, Baflkent Üniversitesi Hastanesi Mikrobiyoloji Laboratuvar na 2004 y l nda gönderilen materyallerden [kan, balgam, bronkoalveoler lavaj (BAL) s v s, yara, derin trakeal aspirat, plevral s v, periton s v s ] izole edilen E. coli ve Klebsiella sufllar al nm flt r. Örneklerin tamam hastanede yatan hastalardan al nm flt r. drardan izole edilen sufllarda GSBL taramas yap lmad - ndan çal flmaya idrar örnekleri al nmam flt r. Bakteriler -80 C de saklanm flt r. Çal flmaya, tek koloni düflürülerek pasaj yap lan bakteriler bir gecelik inkübasyondan sonra al nm flt r. Test edilen sufllar n 36 s GSBL negatif E. coli, 33 ü GSBL pozitif E. coli, 34 ü GSBL negatif Klebsiella, 23 ü GSBL pozitif Klebsiella d r. Tüm sufllar Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) önerileri do rultusunda seftazidim, aztreonam, sefotaksim ve seftriakson ile test edilmifltir. Zon çaplar seftazidim için 22 mm, aztreonam için 27 mm, sefotaksim için 27 mm veya seftriakson için 25 mm olanlar seftazidim/seftazidimklavulanik asit diskleri ile test edilmifltir (6). Seftazidim-klavulanik asit diskinin çevresindeki zon çap, seftazidimin çevresindeki zon çap ndan 5 mm veya daha fazla olan sufllar GSBL pozitif olarak kabul edilmifltir (6). TMP-SMZ, sefepim, imipenem ve meropenem için antibiyotik tozlar üretici firmalardan temin edilmifltir. Tüm sufllarda agar dilüsyon yöntemi ile M K tayini yap lm flt r (6). Kontrol suflu olarak E. coli ATCC 25922, P. aeruginosa ATCC 27853 kullan lm flt r, kontrol sufllar n n M K de erleri CLSI taraf ndan önerilen s n rlar içinde bulunmufltur (6). Her bir sufl için M K belirlendikten sonra M K 50, M K 90 de- erleri ve duyarl l k yüzdeleri hesaplanm flt r. BULGULAR Mikrobiyoloji laboratuvar na 2004 y l içinde gönderilen idrar d fl örneklerden izole edilen E. coli ve Klebsiella sufllar, GSBL pozitifli i yönünden de erlendirilmifltir. zole edilen 263 E. coli suflunun 127 (%48.2) si, 176 Klebsiella suflunun 58 (%33) i GSBL pozitiftir. Çal flmaya 36 s GSBL negatif, 33 ü GSBL pozitif, toplam 69 E. coli ve 34 ü GSBL negatif, 23 ü GSBL pozitif toplam 57 Klebsiella suflu al nm flt r. Belirlenen M K konsantrasyonlar ve duyarl l k oranlar Tablo 1 de verilmifltir. GSBL pozitif sufllar n TMP-SMZ M K de erleri, GSBL negatiflere göre iki dilüsyon daha yüksektir. TMP-SMZ duyarl l k oranlar GSBL pozitif sufllar için daha düflük bulunmufltur (GSBL negatif E. coli, GSBL pozitif E. coli, GSBL negatif Klebsiella, GSBL pozitif Klebsiella için s ras yla %78, %46, %73, %42). GSBL negatif sufllar n tamam sefepi- 192 Hastane nfeksiyonlar Dergisi 2006; 10: 3
Genifllemifl Spektrumlu Beta-Laktamaz Salg layan ve Kurt Azap Ö, Timurkaynak F, Yapar G, Ça r Ü, Arslan H. Tablo 1. Escherichia coli ve Klebsiella Sufllar n n M K De erleri (mg/l) ve Duyarl l k Oranlar. TMP-SMZ E. coli Klebsiella GSBL negatif GSBL pozitif GSBL negatif GSBL pozitif (n= 36) (n= 33) (n= 34) (n= 23) M K 50 0.25 1 0.25 1 M K 90 0.5 2 0.5 2 M K aral 0.5-16 0.5-16 0.5-16 0.5-16 Duyarl l k (%) 78 46 73 42 Sefepim M K 50 0.06 16 0.12 16 M K 90 0.12 32 0.12 32 M K aral 0.06-0.2 2-64 0.06-0.5 2-64 Duyarl l k (%) 100 12 100 9 mipenem M K 50 0.06 0.12 0.12 0.25 M K 90 0.12 0.12 0.5 0.5 M K aral 0.06-1 0.06-1 0.06-1 0.06-1 Duyarl l k (%) 100 100 100 100 Meropenem M K 50 0.06 0.06 0.06 0.06 M K 90 0.06 0.06 0.06 0.06 M K aral 0.06-0.12 0.06-0.12 0.06-0.12 0.06-1 Duyarl l k (%) 100 100 100 100 M K: Minimum inhibitör konsantrasyonu, GSBL: Genifllemifl spektrumlu beta-laktamaz, TMP-SMZ: Trimetoprim-sülfametoksazol (ko-trimoksazol). me duyarl iken, GSBL pozitif olanlarda duyarl - l k oranlar belirgin düflüktür (GSBL pozitif E. coli ve GSBL pozitif Klebsiella için s ras yla %12, %9). Tüm sufllar imipenem ve meropeneme duyarl bulunmufltur. mipenem ve meropenem için M K de erleri GSBL negatif ve pozitif sufllar için belirgin farkl l k göstermemektedir. TARTIfiMA Gram-negatif bakterilerin beta-laktamaz üretti i uzun y llard r bilinmektedir. lk plazmid üzerinde tafl nan beta-laktamaz ise 1960 y l nda Yunanl bir hastan n kan ndan izole edilen E. coli de gösterilmifltir ve hastan n ad n n ilk üç harfi ile (TEM) isimlendirilmifltir (7). Ard ndan SHV türü enzimler ortaya ç km flt r. Sefotaksim, seftriakson, seftazidim gibi o zamana kadar saptanan beta-laktamazlara dayan kl oksiimino beta-laktamlar n klinik kullan ma girmesinden sadece iki y l sonra da ilk GSBL enzimi gösterilmifltir (7). H zla yay lan bu tür enzimler nedeniyle ilk hastane kaynakl salg n 1985 y l nda Fransa dan bildirilmifltir (5). GSBL s kl, co rafi olarak farkl l k gösterdi i gibi hastaneler aras nda da farkl l k göstermektedir. 1997 y l ndan itibaren yürütülen Meropenem Yearly Susceptibility Test Information Collection (MYSTIC) çal flmas n n 1997-2003 y llar aras ndaki verilerine göre GSBL pozitifli i Do u Avrupa ve Güney Amerika ülkelerinde en yüksek olup, K. pneumoniae sufllar için %58.7-51.9, E. coli sufllar için %28.9-18.1; Kuzey Avrupa ve Kuzey Amerika ülkelerinde en düflük olup, K. pneumoniae sufllar için %16.7-12.3, E. coli sufllar için %6.2-7.5 tir (2). Bu çal flmada GSBL pozitifli i oran Klebsiella için %33; E. coli için %48.2 olarak bulunmufltur. E. coli için saptanan bu yüksek oran n nedenlerinden biri idrar sufllar n n çal flmaya dahil edilmemesi olabilir. Türkiye den yay nlanan di- er çal flmalarda ise Klebsiella ve E. coli sufllar nda GSBL pozitiflik oran n Y ld z ve arkadafllar s ras yla %39 ve %12.5; Ünlü ve arkadafllar ise %64.7 ve %76.2 olarak bildirmifltir (8,9). Hastane nfeksiyonlar Dergisi 2006; 10: 3 193
Kurt Azap Ö, Timurkaynak F, Yapar G, Ça r Ü, Arslan H. Genifllemifl Spektrumlu Beta-Laktamaz Salg layan ve GSBL pozitifli i co rafyaya göre farkl l k gösterdi i gibi, hangi yöntemle araflt r ld na göre de de iflmektedir. CLSI önerileri d fl nda, çift disk sinerji, üç-boyutlu test, E-test ve otomatize sistemlerle de GSBL tayini yap labilmektedir. Bu testlerin duyarl l klar ve özgüllükleri birbirinden farkl d r (10-13). Tenover in 1999 y l nda yay nlad bir araflt rmada, 38 mikrobiyoloji laboratuvar n n 8 (%21) i GSBL salg layan sufllar tespit edememifltir (14). Günümüzde CLSI standartlar nda önerilen tarama ve do rulama testleri rutinde kolay uygulanabilen ve maliyeti yüksek olmayan testlerdir (5). Bu çal flmada, CLSI önerilerine göre fenotipik tarama ve do rulama testi yap lm flt r (6). Çal flman n önemli k s tl l klar ndan biri enzim tiplerinin belirlenememifl olmas d r. GSBL üreten E. coli ve Klebsiella sufllar ço unlukla birçok antibiyoti e dirençli olduklar ndan bu mikroorganizmalarla geliflen infeksiyonlarda tedavi seçenekleri k s tl d r. Bu tür infeksiyonlarda farkl antibiyotiklerin etkinli ini belirlemek üzere yap lm fl kontrollü ve randomize klinik çal flma yoktur ve çeflitli nedenlerle yap lmas oldukça güçtür. Bu konuda, retrospektif çal flmalar ve in vitro duyarl l k çal flmalar yol gösterici olmaktad r (1). Karbapenemler GSBL pozitif sufllar n tedavisinde ilk seçenek olarak görülmektedir. Ancak genifl antibakteriyel spektruma sahip olan bu antibiyotiklerin yayg n kullan m enterik bakterilerle birlikte Pseudomonas ve Acinetobacter gibi nonfermentatif bakterilerde de direnç geliflmesine, sonuçta a r nozokomiyal infeksiyonlar için tedavi seçeneklerinin azalmas na neden olabilmektedir (15). Sefepim, özellikle SHV türü birçok GSBL ye in vitro etkilidir. Bununla birlikte, bakteri inokülumunun art r lmas ile sefepim duyarl l nda azalma görülebilir. Bu çal flmada, GSBL negatif ve pozitif sufllarda karbapenem M K de erleri oldukça düflük bulunmufltur, sufllar n tamam imipeneme ve meropeneme duyarl d r (Tablo 1). Ünlü ve arkadafllar ile fiener ve arkadafllar n n çal flmalar nda da karbapenemlere dirençli sufl saptanmam flt r; Gülay ve arkadafllar n n çal flmalar nda ise %2.3 imipenem direnci saptanm flt r (9,16,17). 2003 y l MYSTIC sonuçlar na göre meropenem direnci E. coli sufllar için %0.5, K. pneumoniae sufllar için %1.2 dir (18). Literatürde de belirtildi i gibi, bu çal flmada da GSBL pozitif sufllar için sefepim M K de erleri yüksektir ve duyarl l k oranlar düflüktür (8,11). Birçok yay nda sefepimin GSBL pozitif sufllar için iyi bir tedavi seçene i olamayaca belirtilmifltir (1,6,11,15). GSBL negatif sufllar n ise tamam sefepime duyarl d r (Tablo 1). MYSTIC 2003 y l sonuçlar na göre (GSBL pozitifli i ay rt edilmeksizin) E. coli sufllar nda sefepim direnci oran %34.8, K. pneumoniae sufllar nda %35.5 tir (18). GSBL üreten sufllar için iyi bir tedavi seçene- i olabilecek olan TMP-SMZ ye karfl direnç ise yine GSBL pozitif sufllarda daha yüksektir (1,11). Bu çal flmada da GSBL negatif sufllar n duyarl l - %70 lerde iken, GSBL pozitif sufllar n duyarl l - %40 lardad r (Tablo 1). Son y llarda GSBL ler sadece araflt rma laboratuvarlar nda görülen ilginç enzimler olmaktan ç km fl, özellikle enterik bakterilerin tedavisi güç infeksiyonlara neden olmas na yol açm flt r (19). GSBL üreten bakteriler, h zla yay lmakta ve hastanelerde salg nlara yol açabilmektedir. Mikrobiyoloji laboratuvarlar n n GSBL için tarama ve do rulama testlerini E. coli, Klebsiella ve Proteus mirabilis için uygulamas CLSI taraf ndan önerilmektedir (6). GSBL pozitif sufllarla geliflen infeksiyonlar n tedavisinde kullan labilecek antibiyotiklerin say s oldukça k s tl d r. n vitro duyarl l k sonuçlar na göre karbapenemler, bu seçeneklerin bafl nda gelmektedir. KAYNAKLAR 1. Ulusoy S. Beta-Laktamazlar ve Klinik Önemi (Mezuniyet Sonras E itim Dizisi). Ankara: Bilimsel T p Yay nevi, 2005. 2. Turner PJ. Extended-spectrum beta-lactamases. Clin Infect Dis 2005;41:273-5. 3. Jacoby GA, Munoz-Price LS. The new beta-lactamases. N Engl J Med 2005;352:380-91. 4. Romero L, Lopez L, Rodriguez-Bano J, et al. Longterm study of the frequency of Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae isolates producing extendedspectrum beta-lactamases. Clin Microbiol Infect Dis 2005;11:625-31. 5. Köksal. Genifllemifl Spektrumlu Beta-Laktamazlar (Yeni ve Yeniden Gündeme Gelen nfeksiyonlar Serisi). Ankara: Bilimsel T p Yay nevi, 2004. 6. Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI), formerly NCCLS. Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing; 5 th Informational Supplement. CLSI/NCCLS document M100-S15. Wayne, PA: CLSI, 2005. 7. Giamarellou H. Multi-drug resistance in gram-negative bacteria that produce extended-spectrum beta-lactamase (ESBLs). Clin Microbiol Infect 2005;11(Suppl 4):1-16. 194 Hastane nfeksiyonlar Dergisi 2006; 10: 3
Genifllemifl Spektrumlu Beta-Laktamaz Salg layan ve Kurt Azap Ö, Timurkaynak F, Yapar G, Ça r Ü, Arslan H. 8. Y ld z Ü, Durmaz G, Us T, Akgün Y. Genifl spektrumlu beta-laktamaz salg layan enterik bakterilerin meropenem, imipenem, sefodizim ve sefepim duyarl l klar. nfeksiyon Dergisi 2000;14:373-7. 9. Ünlü GV, Ünlü M, Bak c MZ, Gür D. Kan kültürlerinden soyutlanan gram-negatif bakterilerin çeflitli antibiyotiklere direnci ve genifllemifl spektrumlu beta-laktamaz oranlar. nfeksiyon Dergisi 2003;17:459-63. 10. Jarlier V, Nicolas MH, Fournier G, Philippon A. Extended broad spectrum beta-lactamases conferring transferrable resistance to newer beta-lactam agents in Enterobacteriaceae: Hospital and susceptibility patterns. Rev Infect Dis 1988;10:867-78. 11. Rupp ME, Fey PD. Extended spectrum beta-lactamase (ESBL) producing Enterobacteriaceae. Drugs 2003;63:353-65. 12. Aky ld z R, Özsoy MF, Altunay H, et al. Klebsiella pneumoniae sufllar nda genifllemifl spektrumlu betalaktamaz s kl ve beta-laktam antibiyotik direncinin araflt r lmas. KL M K Dergisi 1998; 11:53-8. 13. Linscott AJ, Brown WJ. Evaluation of four commercially available extended-spectrum beta-lactamase phenotypic confirmation tests. J Clin Microbiol 2005;43:1081-5. 14. Tenover FC, Mohammed MJ, Gorton TS, Dembek ZF. Detection and reporting of organisms producing extended-spectrum beta-lactamases: Survey of laboratories in Connecticut. J Clin Microbiol 1999;37:4065-70. 15. Reese AM, Frei CR, Burgess DS. Pharmacodynamics of intermittent and continuous infusion piperacillin/tazobactam and cefepime against extended-spectrum beta-lactamase- producing organisms. Int J Antimicrob Agents 2005;26:114-9. 16. fiener AG, Yüce A. Genifllemifl spektrumlu betalaktamaz üreten Klebsiella pneumoniae sufllar nda imipenem, meropenem ve sefoperazon-sulbaktam n etkinli i. Dokuz Eylül Üniversitesi T p Fakültesi Dergisi 2001;15:325-9. 17. Gülay Z, Amyes SGB, Yulu N. Hastane infeksiyonlar ndan soyutlanan Klebsiella pneumoniae sufllar n n beta-laktam antibiyotiklere duyarl l n n ve beta-laktamaz tiplerinin incelenmesi. Mikrobiyoloji Bülteni 1996;30:1-11. 18. Gülay Z. Gram-negatif çomaklarda antibiyotik direnci: 2003-2004 Türkiye Haritas. ANKEM Derg 2005;19(Ek 2):66-77. 19. Bradford PA. Extended-spectrum beta-lactamases in the 21st century: Characterization, epidemiology and detection of this important resistance threat. Clin Microbiol Rev 2001;14:933-51. YAZIfiMA ADRES Uzm. Dr. Özlem KURT AZAP Baflkent Üniversitesi T p Fakültesi nfeksiyon Hastal klar ve Klinik Mikrobiyoloji Anabilim Dal 06490 Bahçelievler - ANKARA e-mail: okurtazap@baskent-ank.edu.tr Makalenin Gelifl Tarihi: 18.08.2005 Kabul Tarihi: 03.05.2006 Hastane nfeksiyonlar Dergisi 2006; 10: 3 195