ANT B YOT KLER N ETK MEKAN ZMALARI, ANT M KROB K LAÇLARA KARfiI D RENÇ GEL fimes VE GÜNÜMÜZDE D RENÇ DURUMU

.Ü. Cerrahpafla T p Fakültesi Sürekli T p E itimi Etkinlikleri Pratikte Antibiyotik Kullan m Simpozyumu 2 3 May s 1997, stanbul, s. 2751 ANT B YOT KLER N ETK MEKAN ZMALARI, ANT M KROB K LAÇLARA KARfiI D RENÇ GEL fimes VE GÜNÜMÜZDE D RENÇ DURUMU Doç. Dr. Recep Öztürk Antibiyotikler, Penicillium, Cephalosporium, Streptomyces, Micromonospora ve Bacillus türleri gibi de iflik mikroorganizmalar taraf ndan sentez edilen ve di er mikroorganizmalar n üremesini önleyen veya onlar öldüren maddelerdir. Sentez suretiyle elde edilen mikrop karfl t maddelere kemoterapötik maddeler denilir. Günümüzde, de iflik antibiyotik etkili maddeler de sentez suretiyle elde edilmekte ve art k antibiyotikler de kemoterapötikler içinde say lmaktad r. Bu yaz da daha genel bir ifade olan antimikrobik maddeler terimi kullan lm fl; antibakteriyel, antiviral ve antifungal maddeler hakk nda bilgi verilmifl, antiprotozoer ve antihelmintik maddeler konusuna de inilmemifltir. ANT M KROB K MADDELER N ETK MEKAN ZMALARI Antimikrobik maddeler bafll ca befl mekanizma ile antimikrobik etki gösterirler: 1. Hücre duvar sentezini durdurma 2. Hücre zar ifllevini bozma 3. Mikroorganizman n protein sentezini bozma 4. Mikroorganizman n nükleik asit sentezini inhibe etme 5. Antimetabolik etki 1. Hücre duvar n n sentezini önleyerek veya litik enzimleri aktive ederek üremeyi durduranlar βlaktam antibiyotikler (penisilinler, sefalosporinler), glikopeptitler (vankomisin, teikoplanin), novobiosin, basitrasin, sikloserin gibi antimikrobik maddeler bu mekanizma ile etkili olurlar. 27

ÖZTÜRK, R Hücre duvar bakterinin bütünlü ünü koruyan, bölünme ve ço almas n sa layan k sm d r. Hücre duvar murein denilen bir polimer bileflikten oluflmaktad r. Bu madde bir mukopolisakkarit olan lineer peptidoglikan zincirlerinin yan dallarla birbirine ba lanmas sonucu oluflur. Bu tabaka Grampozitif bakterilerde kal n olup 50100 peptidoglikan molekül tabakas ndan oluflur. Gramnegatif bakterilerde peptidoglikan tabaka daha ince ve esnek olup 12 molekül tabakas ndan yap l d r ve bunun d fl nda da bir lipopolisakkaritlipoprotein yap l ikinci bir tabaka bulunmaktad r. Bakteri hücre duvar, d fl ortamdan aktif transportla al nan suda çözünmüfl pek çok maddenin yükseltti i hücre içi osmotik bas nca karfl direnip bakterinin bütünlü ünü koruyarak parçalanmas na engel olur. Hücre duvar n n sentezi de iflik basamaklar halinde oluflur; murein sentezinde en az 30 çeflit enzim görev al r ve sentez dört basamakta gerçekleflir: I. Heksozlar n öncü nükleotidlere dönüfltürülerek aktive edilmesi sa lan r: Bu basamakta sitoplazmik enzimler yard m yla heksozlardan uridin difosfat Nasetil glikozamin (NAG) ve uridin difosfat Nasetil muramik asit (NAM) birimleri oluflur. II. Pentapeptid yan zincirinin oluflup Nasetil muramik aside eklenmesi: Muramik asidin karboksil grubuna ba l olarak befl aminoasitten oluflan pentapeptid yan zincirinin ortaya ç kmas sonucu Nasetil muramil pentapeptid yan dal (LalanilDglutamilLlizilDalanilDalanin gibi) oluflur. Bu esnada yan dal n ucundaki DalanilDalanin rezidüsü ayr bir dipeptit olarak meydana geldikten sonra daha önce oluflmufl üç aminositlik segmentin ucuna bir blok halinde oturtulur. Sonuçta UDPNasetilmuramilpentapeptid oluflur. III. Peptidoglikan zincirin oluflmas ve pentaglisin köprüsünün ba lanmas : Öncü iki nukleotid, UDP gruplar n kaybederek birbirleri ile sitoplazma membran ndaki bir fosfolipidin yard m yla ba lan rlar. Bu flekilde disakkaritler polimerize olup ve uzun bir polimer (glikopeptit) olan lineer peptidoglikan zincirler ortaya ç kar. Vankomisin, basitrasin, sikloserin gibi antibiyotikler bu aflamaya kadarki olaylarda inhibisyon yaparak etkili olurlar. Örne in glikopeptitler hücre duvar öncü maddeleri DalanilDalanin ile kompleks yaparak peptidoglikan sentezini bozar. Basitrasin bakteri hücre duvar sentezi için esas bir basamak olan lipid profosfat n defosforilasyonunu inhibe eder (basitrasin ayr ca sitoplazmik membran üzerine bozucu etki yapar). IV. Çapraz ba lanma (transpeptidasyon): Yap ca bir kafese benzeyen hücre duvar nda peptidoglikan zincirlerin aras nda da ba lar oluflacakt r, bunu da NAM birimleri aras nda transpeptidasyon sonucu çapraz ba lanma sa lar. 28

ANT B YOT KLER N ETK MEKAN ZMALARI, ANT M KROB K LAÇLARA KARfiI D RENÇ GEL fimes VE GÜNÜMÜZDE D RENÇ DURUMU Transpeptidaz etkisi ile oluflan pentaglisin ba lar hücre duvar oluflmas için gereklidir. Pentapeptit yan zinciri sonundaki DalanilDalanin in ucundaki Dalanin i ay ran, ama bir önceki aminoaside ba lamayan karboksipeptidaz ve çapraz peptit ba lar n ay ran endopeptidazlar da hücre duvar sentezinde rol oynar. Bu enzimlerin aktif olan bölgesi serin aminosidinin bulundu u bölgedir. Bu enzimler pentapeptit yan zinciri sonundaki DalanilDalanin peptidine ba lanabildikleri gibi serin içeren aktif bölgeleri ile penisiline de ba lanabilirler. Bunun nedeni Dalanin ile penisilin aras ndaki steorik benzerliktir. βlaktamlar n, βlaktam halkas nda bulunan labil CON ba transpeptidasyon olay nda ifl gören peptit ba la ayn durumdad r. Bu nedenle transpeptidaz enziminin aktif serin bölgesi, alanin yerine onun analo u gibi davranan penisilin molekülüne geri dönüflümsüz bir flekilde ba lan r. Sonuçta bir baflka NAM a ba l pentapeptitle peptit ba oluflamaz ve çapraz peptit ba lar ile kafes benzeri duvar oluflumu durmufl olur. Duvar yap m nda etki gösteren transpeptidaz, karboksipeptidaz ve endopeptidaz adl bu enzimlere penisilinle ba lanabildiklerinden penisilin ba layan proteinler (PBP) denir. PBP lerin PBP 1a ve 1b, PBP 2 ve PBP 3, PBP 4 gibi de iflik tipleri vard r. Penisilinler genellikle PBP 1 ve 3 e ba lan r. Di er PBP lere ba lanan βlaktam antibiyotikler de vard r. βlaktam antibiyotikler aras nda etki fark olmas n n nedeni PBP lerin de iflik çeflitleri olmas ve farkl βlaktam antibiyotiklerin bu proteinlerin baz lar na ba lanabilmesidir. PBP lere ba lanan antibiyotikler bu enzimleri inhibe eder, çünkü βlaktam antibiyotiklere ba lanan enzim (PBP) kendi substrat na ba lanamaz, böylece duvar sentezi durur. Bu flekilde enzimleri inhibe olan bakteri bölünemez, geliflemez veya deforme olur. Penisiline duyarl bakterilerde murein hidrolaz gibi otolizin denilen litik enzimler vard r. βlaktamlar do al otolizin inhibitörlerini bloke ederek otolizinlerin etkinli ini artt r rlar. Her antibiyotik otolizinleri inhibe edemez. Otolizinlerin inhibisyonu bakterilerde tolerans olay na neden olur. 2. Hücre zar n n ifllemesini bozanlar Polimiksinler, nistatin, amfoterisin B, imidazoller bu mekanizma ile etkili olurlar. Sitoplazma zar mikroorganizma için gerekli maddelerin d fl ortamdan difüzyon veya akit transportla al nd osmotik bir engeldir. Buraya etkili antimikrobik maddeler sitoplazma zar n n geçirgenli ini art r p sitoplazma içindeki genellikle ufak moleküllü bilefliklerin (aminoasitler, nükleotitler, potasyum) d flar ç kmas na neden olup mikroorganizman n ölümüne neden olurlar. Bu maddeler üremesi tamamlanm fl mikroorganizmalara da etkili olurlar. Örne in katyonik deterjan etkisi yapan polimiksinler bakteri hücre zar ndaki 29

ÖZTÜRK, R fosfolipidlerin fosfat bölümleriyle birleflir, kendi moleküllerinin lipofilik bölümünü hücre zar lipidlerine yerlefltirir ve bunlar bozar. Sonuçta mikroorganizman n geçirgenli i artar, osmotik denge bozulur ve hücre içeri i d flar s zar. Bir polyene grubu antimikrobik madde olan amfoterisin B, mantarlar n sitoplazmik zar ndaki sterollere ba lanmakta ve zar n geçirgenli ini art rmaktad r. Mikonazol ve ketokonazol gibi mantar ilaçlar ise ergosterol sentezini inhibe ederek zar n yap s n ve geçirgenli ini bozmaktad r. 3. Protein sentezini bozanlar Aminoglikozitler (streptomisin, neomisin, kanamisin, gentamisin, tobramisin, amikasin...), tetrasiklinler, kloramfenikol, makrolitler (eritromisin, azitromisin, klaritromisin, roksitromisin), linkozamitler (linkomisin, klindamisin) bu flekilde etki ederler. Bu grup antimikrobikler bakteri ribozomlar nda protein sentezini inhibe ederek etkili olurlar. Bunlar n bir k sm bakterilerin ribozomlar ile birleflip orada mrna taraf ndan yönetilen protein sentezini bozarlar. Memeli hücrelerindeki ribozomlar (80 S) bakterilerindekinden (70 S ribozomu, bu 70 S ribozomu 30 ve 50 S alt birimlerine ayr l r) farkl oldu undan bunlar memeli hücrelerindeki protein sentezini bozmazlar. Bu grup ilaçlar ribozomlarda farkl etkilere neden olurlar: a Aminoasitlerin aktivasyonunu yani trna ya ba lanmas n inhibe etme b mrna n n ribozomlara ba lanmas n veya aminoasiltrna bilefli inin ribozommrna kompleksine ba lanmas n inhibe etme c Peptidil transferaz etkinli ini azaltarak peptid ba lar oluflumunu inhibe etme d mrna üzerindeki kodonlar n, trna lar taraf ndan yanl fl okunmas na (tercümesine) neden olma Aminoglikozitler bakterilerin 30 S ribozomal alt birimlerine geri dönüflümsüz olarak ba lan r ve bu flekilde mrna n n 30 S ribozoma ba lanmas n bozup translasyon olay n engellerler ve bakteri ölür. Aminoglikozitler ayr ca genetik kodun yanl fl okunmas na da neden olurlar. Spektinomisin de aminoglikozitler gibi 30 S ribozomal alt birimlerine ba lan r ve protein sentezini inhibe eder, ama mrna n n yanl fl okunmas na neden olmaz ve bakterisit etki göstermez. 30

ANT B YOT KLER N ETK MEKAN ZMALARI, ANT M KROB K LAÇLARA KARfiI D RENÇ GEL fimes VE GÜNÜMÜZDE D RENÇ DURUMU Tetrasiklinler 30 S ribozomal alt birimlerine geri dönüflümlü bir flekilde ba lan rlar ve aminoasil trna n n RNAribozom kompleksine ba lanmas n engelleyip polipeptid sentezini önlerler. Makrolitler 50 S ribozom alt birimlerine geri dönüflümlü bir flekilde ba lan rlar ve buraya trna n n ba lanmas n ve polipeptit zincir uzamas n önlerler. Linkozamitler 50 S ribozomal alt birimlerine geri dönüflümlü bir flekilde ba lan rlar, böylece A noktas na aminoasiltrna n n ba lanmas n yar flmayla engellerler ve peptit zincirine aminoasit eklenmesini engelleyip uzamas n durdururlar. Kloramfenikol, 50 S ribozomunu etkiler; peptidil transferaz etkinli ini azaltarak peptid ba oluflumu ile ribozomun translokasyonu (mrna üzerindeki kaymas ) olay aras ndaki kenetlenmeyi bozar. Sonuçta peptit ba oluflamaz. Ayr ca mrna n n bakteri ribozomlar na ba lanmas n inhibe edebilir. Mupirosin, isolosiltrna sentetaz inhibe edip bakteri trna s n n ve protein sentezinin durmas na neden olur. 4. Çekirdek asiti sentezini bozanlar Rifampin, nalidiksik asit ve di er kinolonlar (ofloksasin, siprofloksasin, norfloksasin, pefloksasin...), nitrofuranlar, vidarabin, asiklovir, griseofulvin, nitroimidazole türevleri (metronidazole, tinidazole, ornidazole...) bu flekilde etki ederler. Bu grup antimikrobikler DNA sentezini veya DNA sentezi alt nda yap lan mrna sentezini bozarak etki gösterirler. Bu grupta memeli hücresinin çekirde ini etkileyen sitotoksik ilaçlar vard r ve bir k sm tümör tedavisinde kullan l rlar (antineoplastiklermitomisin, aktinomisin, doksorubisin...). Memeli hücreleri üzerinde fazla toksik olmayan rifamisinler ve kinolonlar antimikrobik madde olarak kullan l rlar. Rifamisinler Rifampisin, DNA ya ba ml RNA polimeraz enziminin β alt birimine ba lanarak transkripsiyonu yani mrna sentezini bozar. Kinolonlar Bakteri DNA s n süpersarmal halde tutan ve DNA n n transkripsiyonunuda rol oynayan DNA giraz enzimini (gyra ve gyrb genlerince kodlanan A ve B alt birimleri vard r) inhibe ederek etkili olur. Supersarmal DNA yap s n n bozulmas yla DNA fonksiyonlar bozulur ve bakteri ölür. MetronidazolHücreye al n nca yap s nda bulunan nitro grubu sitoplazmadaki nitroredüktaz enzimiyle indirgenir ve oluflan sitotoksik arac bileflikler ve serbest radikaller konak DNA s na ba lan p onu bozar. 31

ÖZTÜRK, R Nitrofurantoin Etki mekanizmas tam bilinmemekle beraber de iflik bakteri enzimlerini inhibe edip DNA ya zarar verdi ine inan lmaktad r. GriseofulvinPürin nükleotidleriyle yar fl p çekirdek asidi sentezini bozmaktad r. 5. Antimetabolitler Bu grupta sulfonamidler, izoniazit (INH), PAS, ethambutol, dihidrofolat redüktaz inhibitörleri (trimethoprim, primetamin), 5 fluorositozin bulunmaktad r. Antimetabolitler yap ca normal substratlara benzer ve enzimlerin üzerindeki etkin yerler için onlarla yar fl rlar. Bunlar bakterilerin metabolizmas için gerekli baz maddelerin sentezini bozarlar. Örne in sulfonamidler dihidropteroat sentetaz inhibe edip PABA ve pteridinden dihidropteroik asit sentezini bozarlar ve dihidrofolik asidin ve dihidrofolat redüktazla bundan oluflan tetrahidrofolikasidin yap m azal r. Sonuçta purin bazlar ve timidinin yap m n sa layan enzimlerin kofaktörü olan tetrahidrofolat türevleri yap lamaz ve bakterilerde DNA ve RNA sentezi bozulur (flekil1). Trimetoprim (TMP) ise dihidrofolat redüktaz enzimini inhibe ederek ayn etkiye neden olur. Paraamino benzoik asit Dihidropteroat Dihidropteroat sentetaz (SMX ile inhibe edilir) Dihidrofolat Tetrahidrofolat Dihidrofolate redüktaz (TMP ile inhibe edilir) Nükleik asit sentezi fiekil 1 Trimetoprimsulfametoksazol un (TMPSMX) etki mekanizmas Yukar da temel etki mekanizmalar anlat lmakla birlikte baz grup antimikrobik ajanlar toplu olarak tekrar inceleyece iz: Antimikobakteriyel ilaçlar zonikotinik asit: Mikobakteri hücre duvar mikolik asit bileflenlerinin biyosentezine engel olur, mikolik asit sentezini önler. Bunun nedeni mikolik 32

ANT B YOT KLER N ETK MEKAN ZMALARI, ANT M KROB K LAÇLARA KARfiI D RENÇ GEL fimes VE GÜNÜMÜZDE D RENÇ DURUMU asit sentezinin önemli bir enzimi olan C24 asit delta 5desatüraz enziminin INH taraf ndan inhibisyonudur. Ayr ca mikobakteriye giren INH n n burada peroksidaz n etkisiyle hidrazin ve izonikotinik aside dönüfltü ü ve nikotinik asidin antimetaboliti olan izonikotinik asitin, koenzim A sentezini bozup hücrede peroksit y k m na engel olup bunun birikimiyle öldürücü etki olufltu u da bildirilmifltir. Etambutol: Mikolik asidin hücre duvar sentezine kat lmas n engelledi i ileri sürülmüfltür. Etionamid: Mikobakterilerde dehidrogenazlar gibi baz enzimleri inhibe edip bakteriostatik etki yapar. Paraaminosalisilik asit: Etki tarz sulfonamidlere benzer. Folat sentezini bozarak mikobakterilerin üremesini inhibe eder. Rifampisin ve streptomisinin etki mekanizmas na yukar da de inilmifltir. Antifungal ilaçlar Amfoterisin B: Mantar sitoplazma zar n n ana sterolu olan ergosterole ba lan p zar n geçirgenli ini bozar, hücre içindekiler d flar s z p hücre ölür. Amfoterisin B mantarlara oksidatif zarar da verir. 5 Fluorositozin (5FS): Mantar hücresine girip sitozin deaminaz ile 5fluorourasile dönüfltürülür. Bu madde RNA daki urasilin yerini alarak protein sentezini bozar. 5FS ayr ca timidilat sentetaz engelleyerek DNA sentezini bozar. midazoller (flukonazol, ketokonazol, itrakonazol...): Hücre zar ndaki ergosterolun sentezini 14 alfa demetilasyon basama n önleyerek (imidazoller, buradaki dönüflümü yapan bir mikrozomal sitokrom P450 türü olan 14 αdemetilaz enzimini inhibe eder) engeller; ergosterol yerine metillenmifl sterollerin birikimi hücre zar görevlerini bozar, hücre içi bileflikleri d flar s z p hücre ölür. Griseofulvin: Mantar hücresinin mikrotubuler proteinlerine ba lan p mitozu önler, kitin sentezini önleyerek hücre duvar na zarar verir, ayr ca nükleik asit sentezini engeller. Alilamin türevleri (terbinafin, naftifin): Mantar hücre zar nda ergosterol sentezinde önemli, skualen epoksidaz n etkinli ini engeller, biriken enzim hücre zar n parçalay p ölümüne neden olur. Antiviral ilaçlar Asiklovir: Viruse özgül timidin fosfokinazlar ve hücresel kinazlar ile aktive olur; virüs DNA polimeraz n inhibe edip DNA sentezini önler. 33

ÖZTÜRK, R Gansiklovir: Hücre içi fosforilasyonun ard ndan virus DNA sentezini inhibe eder. Pensiklovir: Viral timidin kinazlarla fosforile olur ve RNAba ml DNA polimeraz inhibe eder. Foskarnet: DNA ba ml RNA polimeraz ve RNAba ml DNA polimeraz (ters transkriptaz) inhibe eder. Bu nedenle Herpes virusler, HIV ve HBV virüslerine etkili olmaktad r. Ribavirin: Virus mrna oluflumuyla yar fl r. Amantadin ve rimantadin: nfluenza A virusu replikasyonunda virusun hücreye penetre olmas n ve protein mantodan soyunma gibi erken safhalar n inhibe eder. Ters transkriptaz (virusun RNAba ml DNA polimeraz) inhibitörleri (Zidovudine, Zalcitabine, Didanosine): AIDS tedavisinde kullan lan bu maddeler HIV in ters transkriptaz enzimini inhibe edip etkili olurlar. nterferonα: nterferonlar, virusler, sentetik nukleotidler, ve yabanc hücrelere karfl konak taraf ndan sentezlenen glikoproteinlerdir. Bunlar hücre yüzey reseptörlerine ba lan p virus mrna s n n translasyonunu inhibe eden protein kinaz, ribonukleaz ve 2,5 oligonukleotid sentetaz adl 3 proteinin sentezini indükler ve sonuçta virus mrna s n n y k m na yol açar. D RENÇ MEKAN ZMALARI Mikroorganizmalar kendilerini yok etmek için kullan lan antimikrobik maddelere karfl er ya da geç karfl koyma gücü yani direnç kazanmaktad r. Antimikrobiklere geliflen direnç günümüzde bütün insanl tehdit edecek bir düzeyde çok önemli bir sorundur. Baflta hastanelerde çok ilaç dirençli kökenlerle geliflen hastane infeksiyonlar hastanede kal fl ve ölüm oranlar n art rmakta ve oldukça fazla ek bir mali yük oluflumuna neden olmaktad r. Art k günümüzde sadece hastane kökenleri de il toplumdan kazan lm fl kökenlerde de direnç önemli oranlarda artmakta, bu olay sorunu daha da büyütüp ciddi boyutlara tafl maktad r. Bir antimikrobik maddeye karfl dirençli hale gelen bir mikroorganizma türünde bu kemoterapötik maddeye yap ca veya etki tarz bak m ndan yak n di er antimikrobiklere karfl da direnç geliflebilir, bu duruma çapraz direnç (cross resistance) denir. Mikroorganizman n yap s ve etkisi farkl bir çok antimikrobik maddeye karfl dirençli hale gelmesi durumuna ise çok ilaca dirençlilik (multipledrug resistance) denir. 34

ANT B YOT KLER N ETK MEKAN ZMALARI, ANT M KROB K LAÇLARA KARfiI D RENÇ GEL fimes VE GÜNÜMÜZDE D RENÇ DURUMU Bu noktada tolerans kavram na de inmek yararl olur. Tolerans; bir antimikrobik maddenin in vitro testlerde minimal bakterisidal konsantrasyonun (MBK) artmas sonucu MBK/M K (minimal inhibitör konsantrasyon) oran n n 32 nin üstüne ç k fl n ifade eder ki bu normalde 24 tür. Laboratuvarda direncin ve direnç genlerinin saptanmas nda de iflik metotlar kullan lmaktad r: Disk difüzyon testleri, dilüsyon testleri (agar dilüsyon veya buyyonda makro/ mikro dilüsyon), Etesti, otomasyon sistemler (Vitek, ATB, WalkAway, Sensititre gibi), genetik metotlar (DNA problar, PCR, DNA dizi analizi DNA sequencing, SSCP single stranded conformational polymorphism) bu amaçla kullan lmaktad r. Dirençte yeni bir mutasyon veya direnç genin kazan lma olas l nedeniyle genetik metotlar %100 duyarl l k sa lamaz, bu nedenle klasik yöntemler uygulamada terk edilmemelidir. Mikroorganizmalar n antimikrobiklere karfl gösterdi i direnç do al (intrinsik) ve kazan lm fl (genotipik, kal tsal) direnç diye iki ana bölümde ele al nabilir. DO AL ( NTR NS K) D RENÇ Kal tsal özellikte olmayan direnç tipidir. Bir organizman n yap s nedeniyle dirençli oluflu anlam na gelir. Burada genellikle antimikrobik maddenin ba lanarak etkili oldu u hedef molekülün olmamas ve ilac n hedefe ulaflmas n önleyen do al engeller bu tip dirençten sorumludur. Bir antimikrobik maddeye do al dirençli olan türün hiç bir kökeni o antibiyotikten etkilenmez. Bir çok Gramnegatif bakteri vankomisin ve metisiline, enterokoklar sefalosporinlere duvar yap lar nedeniyle intrinsik direnç gösterirler. Aminoglikozitlerin hücre mebran ndan geçifli oksijen ba ml, enerji gerektiren bir olay oldu undan oksidatif fosforilasyonun olmad zorunlu anaerop bakterilerde yeterli ilaç hücre içine giremedi inden anaeroplar üzerine aminoglikozitler etki göstermezler. Genellikle ilaçlar n etkili olmas için mikroorganizman n aktif üreme döneminde olmas gerekmektedir. Bakteri sporlar veya dormant haldeki mikobakteriler gibi metabolik olarak inaktif mikroorganizmalar ilaçlara fenotipik olarak dirençli görülebilir, ama bunlardan oluflan yeni kökenler ilaçlara duyarl d r. Buna benzer flekilde bakterilerin hücre duvars z L flekilleri hücre duvar sentezini bozarak etkili olan antibiyotiklerden etkilenmezler. L flekilleri ana flekle dönüp hücre duvarlar n yeniden kazan nca antibiyotiklere duyarl hale gelirler. 35

ÖZTÜRK, R KAZANILMIfi (KALITSAL) D RENÇ Kazan lan bir direnç tipidir. Burada bakteri popülasyonu antimikrobik madde ile ilk temasa geldi inde ilaç mikroorganizma üzerine etkilidir, ancak temas süresinde veya tekrarlanan tedaviler s ras nda mikroorganizma popülasyonunda antimikrobik maddeye karfl direnç geliflir. Antimikrobiklere karfl geliflen direnç esas olarak bu yolla olmakta ve genetik de iflim sonunda seleksiyonla dirençli kökenler ortaya ç k p yay lmaktad r. Genetik direnç kromozom, plazmid, transpozun kontrolü alt ndad r. Kazan lm fl Direnç Mekanizmalar 1. lac n hedefinde de ifliklik olmas a. Reseptörün afinitesinde azalma olmas b. laçtan etkilenmeyen farkl bir metabolik yol kullan lmas 2.Sentezlenen enzimle ilac n inaktive edilmesi 3.Hücreye giren ilaç miktar n n azalmas a. Geçirgenli in (permeabilite) azalmas b. Aktif pompalama ile ilac n d flar at lmas Kromozomal direnç: Bu tip direnç kromozomda kendili inden (spontan) bir mutasyon sonucu oluflmaktad r. Her hücre bölünmesinde mutasyon s kl 10 5 ile 10 10 civar ndad r; Kromozomal mutasyonla kazan lan direnç bir aflamada veya çok aflamada gerçekleflir. Bir aflamal mutasyon: Antimikrobikle bir veya birkaç temas sonras birden ileri derecede direnç geliflir (streptomisin tipi direnç). Rifampisine karfl E.coli ve S.aureus da bu tipte bir direnç geliflir. Enterobacter sp., Serratia sp., indol pozitif Proteus, Pseudomonas aeruginosa gibi bakterilerde sefalosporinlere karfl tek basamakl mutasyonla direnç geliflebilir. Mutasyon, bu mikroorganizmalarda sefalosporinleri y kan βlaktamaz salg lanmas nda art fla yol açar. Çok aflamal mutasyon: Direnç derecesi giderek artan yavafl bir flekilde geliflir (penisilin tipi direnç). Penisilin ve tetrasikline direnç geliflimi bu flekilde olur. Mutasyon sonunda porin üretimi bozulmas sonunda bakterinin ilaca geçirgenli i azalabilir, ilac n ba land hedef de iflebilir (rifampisin direnci mutant hücrede bu ilaca duyars z bir RNA polimeraz oluflumuna, kinolon direnci bu ilaca duyars z yeni bir DNA giraz sentezine, stafilokoklarda metisilin direnci mutant bir kromozal gen olan meca geninin PBP 2 yerine penisilinlere duyars z PBP 2a oluflumuna ba l olmas konunun örnekleridir) veya bakteriyi parçalayan bir enzim sentezlenir (kromozomal βlaktamazlar). 36

ANT B YOT KLER N ETK MEKAN ZMALARI, ANT M KROB K LAÇLARA KARfiI D RENÇ GEL fimes VE GÜNÜMÜZDE D RENÇ DURUMU Kromozomal mutasyonla geliflen direnç baflka türden bakterilere yay lmad ndan ve mutasyona u rayan bakterinin metabolizmas da de iflebilip üremesi k s tlanabilece inden dolay plazmidle oluflan dirence göre daha seyrek görülür. Kromozomal mutasyonla geliflip klinik öneme sahip direnç örnekleri flunlard r: Rifampin, izoniazid, kinolon direnci ile, Stafilokoklarda metisilin direnci. Tolerans: MBK/M K oran n n yükselip 32 nin üstüne ç kmas anlam na gelen tolerans otolizinlerin etkinli inin azalmas sonucu olup S.aureus ve baz streptokoklarda görülmektedir. Otolizinler mutasyon sonucu yitirilmekte veya lipotaykoik asit taraf ndan inhibe edilebilmektedir. Ayr ca her antibiyotik otolizinleri aktive edememektedir. Sonuçta ilgili antibiyotikle bakterinin üremesi durdu u halde bakteri bu ilaçlar n öldürücü ve eritici etkisine direnç göstermektedir. Plazmidlere ba l direnç: Plazmidler kromozomdan ba ms z olarak ço alan, kromozom d fl genetik elementlerdir. Plazmidler antimikrobiklere ve a r metallere direnç genleri yan nda de iflik virülans faktörlerini de tafl yabilirler. Klinikte görülen direncin ana sorumlusu plazmide ba l dirençtir. R plazmidi denen direnç plazmidleri bir veya daha çok say da antibiyoti e karfl direnç genlerini tafl maktad r. Direnç plazmidleri di er duyarl bakterilere transdüksiyon (direnç plazmidleri bakteriyofajlarla birleflir ve bakteriyofajlar bu direnç genlerini tafl yarak di er bakterilere aktar r, örnek olarak βlaktamaz geninin hassas stafilokoklara aktar m, salmonella larda direnç aktar m ), transformasyon (di er bakterilerin lizisiyle ortama dökülen plazmidler veya DNA k r nt lar duyarl baflka bakteriler taraf ndan al n r) ve konjugasyon (temasla oluflan sitoplazma köprüsü arac l ile Rplazmidleri dirençli bakteriden duyarl ya geçer) olaylar yla geçerek direnç gen paketini aktar r ve böylece direncin yay lmas na neden olur. Vücuttaki normal floran n plazmid transferine karfl bir koruma sa lad belirtilmektedir. Normal barsak floras n n ço unlu unu anaerop organizmalar n oluflturdu u ve anaerop koflullarda plazmid transferinin inhibe edildi i, bu nedenle normal sa l kl barsak floras n n Rplazmidlerine karfl en iyi savunma mekanizmas oldu u düflünülmektedir. Aminoglikozitler, sefalosporinler, kloramfenikol, makrolitler, penisilinler, sulfonamidler, nitrofurantoin, fusidik aside karfl geliflen dirençten genellikle plazmidler sorumludur. 37

ÖZTÜRK, R Transpozonlara ba l direnç: Transpozonlar bir DNA molekülünden di erine (kromozomdan plazmide, plazmidden kromozoma) geçebilen DNA dizileridir (s çray c gen). Plazmidden farkl olarak ba ms z olarak replike olamazlar. Ampisilin, kloramfenikol, kanamisin, tetrasiklinler ve trimetoprime karfl direnç gelifliminden sorumludurlar. Özellikle çok k sa süre içerisinde çok ilaç dirençli (multipledrug resistance) kökenlerin ortaya ç k p yay l fl nda transpozonlar n rolü vard r. R plazmidleri ve transpozonlar sadece ayn tür bakteriler aras nda de il baflka cins bakterilere de geçerler. Örnek olarak gonokoklarda penisilinaz yap m n yöneten plazmidlerin Haemophilus influenza ya, Shigella cinsi bakterilerde tetrasiklin, kloramfenikol, streptomisn ve ampisilin direncinden sorumlu plazmidin E.coli ye geçifli verilebilir. R plazmidleri ve transpozonlar n etkisiyle flu de iflimler meydana gelip direnç geliflir: 1. Antimikrobik maddeyi parçalayan enzim oluflturulmas (βlaktamazlar, kloramfenikol asetil transferaz, aminoglikozitleri asetilasyona, nukleotidilasyona ve fosforilasyona u ratan enzimler) 2. Hücre çeperi geçirgenli inin bozulmas : Gramnegatif bakterilerde lipoprotein d fl tabaka nedeniyle bunlarda daha s k görülür. Dirençli kökenlerde poruslar oluflturan porin proteinlerin sentezi bozulmufltur. 3. lac n hücreden d flar at lmas yani pompalanmas (active efflux) h zlanabilir (tetrasiklinlere direnç gelifliminin bir yolu da budur) 4. lac n ortamdan al n fl (uptake) azal r. 5. lac n hücre içindeki etki yerine ba lanmas azal r. Klinikte s k kullan lan antimikrobik maddelerin direnç mekanizmalar afla da ele al nm fl ve tabloda özetlenmifltir. Betalaktam antibiyotiklere direnç mekanizmalar βlaktam antibiyotiklere direnç üç yolla geliflir: 1. PBP lerde oluflan de ifliklik sonucu antibiyotik hedefine ba lanamaz 2. βlaktamaz enzimleriyle ilac n inaktivasyonu 3. D fl membran proteinlerinde (Outer Membrane Protein, OMP) oluflan de ifliklikler sonucu ilac n hücre içine girememesi. Gramnegatif bakterilerde direnç her üç mekanizma ile geliflirken, Gram pozitif bakterilerde d fl membran olmad ndan direnç ilk iki mekanizma ile geliflir. 38

ANT B YOT KLER N ETK MEKAN ZMALARI, ANT M KROB K LAÇLARA KARfiI D RENÇ GEL fimes VE GÜNÜMÜZDE D RENÇ DURUMU 1. PBP lerdeki de iflikli e ba l direnç Kromozomal mutasyon sonucu PBP lerde oluflan de ifliklik sonucu, βlaktam antibiyotikler yeni oluflan PBP lere ba lanamaz veya ba lanma afinitesi azal r. Örne in S.aureus ve S.epidermidis de metisilin direnci (PBP 2 ve 3 yerine PBP 2a oluflur), N.gonorrhoeae, N.meningitidis (PBP lerdeki de iflimin türler aras rekombinasyona ba l oldu u bildirilmifltir), S.pneumoniae, Haemophilus influenzae ve enterokoklar da gözlenen penisilin direnci. 2. βlaktamaz enzimleriyle ilac n inaktivasyonu βlaktam antibiyotiklere karfl klinikte görülen direncin en s k nedenidir. Kromozom veya plazmid kontrolünde yap lan ve βlaktam halkas n hidroliz edip antibiyoti in etkisine engel olan βlaktamaz enzimleriyle gerçekliflir. Bu yaz da çok güncel ve ayr nt l olan bu konunun k sa bir özetini vermekle yetinece iz. De iflik cins ve türdeki βlaktamazlar n etki spektrumlar, kimya yap lar birbirinden farkl d r ve genetik, biokimya özellikleri, klavulanik asit gibi bir βlaktamaz inhibitör için substrat afinitesi gibi özellikleri dikkate al narak de iflik s n flamalar yap lm flt r (RichmondSykes, K. Bush s n fland rmalar ). Grampozitif bakterilerde βlaktamaz özellikle stafilokok larda daha nadir olarak enterokok larda bulunmaktad r. Benzil penisilin ile ampisiline çok etkili S.aureus penisilinaz sefalosporin grubu antibiyotiklere zay f bir etki oluflturmaktad r. S.aureus un A, B, C ve D diye dört tip βlaktamaz ndan D haricindekiler plazmid üzerinde tafl nmaktad r. Enterokok larda stafilokok kaynakl plazmit kontrolünde bir βlaktamaz sentezlenmektedir. Bu genler genellikle gentamisine yüksek direnç oluflturan genler ile bir arada bulunmakta ve transpozonlarla da aktar labilmektedir. Aerop veya anaerop Gram negatif bakterilerde βlaktamaz üretimi daha s kt r. Burada gerek plazmid gerekse kromozom kontrülünde yap lan βlaktamazlar vard r. Gramnegatif bakterilerin βlaktamazlar yap l p periplazmik aral a dökülür, burada antibiyoti i etkisiz hale getirip onun bakteri duvar na ulaflmas na engel olur. Kromozomal βlaktamazlar Pek çok Gramnegatif bakteride kromozom kontrolünde sentezlenen βlaktamazlar bulunmaktad r. Bunlar aras nda en önemlileri sefalosporinleri, penisilinlerden daha h zl hidrolize eden, klavulanik asit ve sulbaktam gibi β laktamaz inhibitörlerinden etkilenmeyen RichmondSykes s n fland rmas na 39

ÖZTÜRK, R göre Tip I olarak belirtilen enzimlerdir. E.coli, P.mirabilis ve Shigella türlerinde enzim sentezi yap sal olup genellikle düflük düzeydedir. P.aeruginosa, Enterobacter türleri, Serratia türleri, Morganella morganii ve Citrobacter freundii de Tip I enzimleri indüklenebilmektedir (bir repressör mekanizma ile düflük düzeyde sentezlenen enzimin ortamda penisilin veya sefalosporin bulunmas halinde sentezinde çok fazla art fl olmas durumu). Tip I enzim sentezleyen bakterilerde 10 5 10 7 s kl nda devaml yüksek düzeyde enzim sentezleyen mutantlar oluflmaktad r (derepressed mutant); bunlar yeni sentezlenen sefalosporinlere direncin bir k sm ndan sorumludur. Plazmid kontrolündeki βlaktamazlar Say lar 50 den fazla olan bu enzimler dört ana grupta [1. Genifl (broad) spektrumlu enzimleri (TEM1, TEM2, SHV1), 2. Oksasilinazlar, 3. Karbenisilinazlar, 4. Daha genifl (Extendedspectrum βlactamase) spektrumlu β laktamaz (ESBL) enzimler] toplan rlar ve Gramnegatif bakterilerde βlaktam antibiyotiklere karfl gözlenen direncin büyük k sm ndan sorumludurlar. Genifl spektrumlu (broad spectrum) enzimler içinde en s k saptanan TEM 1 ve SHV1 enzimleridir. Bu enzimler ampisilin, karbenisilin, tikarsilin, sefalotin ve sefamandole direnç olufltururken yeni sefalosporinler, monobaktamlar ve sefamisinlere etkisizdirler. βlaktamaz inhibitörlerine ise duyarl d rlar. Oksasilinazlar (OXA) oksasilinleri, karbenisilinazlar (CARB) ise karbenisilini hidroliz eden enzimlerdir, ilk kez Pseudomonas bakterilerinde tan mland klar için bu enzimler PSE enzimlleri olarak isimlendirilmifltir; di er bakterilerde de bulunmaktad rlar. ESBL enzimler (TEM3 TEM26) ile (SHV3 SHV5) Klebsiella, E.coli, Citrobacter sp., Serratia sp, Pseudomonas gibi kökenlerde bulunmufllard r. Bunlar sefotaksim, seftazidim, seftriakson ve aztreonama karfl direnç olufltururlar. Bu enzimler sefoksitin, sefotetan ve βlaktamaz inhibitörlerine duyarl d rlar. Bu enzimler TEM veya SHV enzimlerinden 14 aminoasit de iflikli i ile oluflmaktad rlar. TEM veya SHV den köken almayan PER1 gibi ESBL enzimleri de bildirilmifltir. Günümüzde ESBL enzimlerinin say s 30 u aflm fl durumdad r. 3. D fl membran proteinlerinde (Outer Membrane Protein, OMP) oluflan de iflikler sonucu ilac n hücre içine girememesi. Son y llarda özellikle P.aeruginosa kökenlerinde bildirilmifltir. Özellikle enzimatik dirençle birlikte ise önemli düzeyde bir dirence yol açmaktad r. Buna örnek olarak P.aeruginosa da imipenem direncinin kromozomal βlaktamaz aktivitesi ve D2 porin kayb na ba l olmas verilebilir. 40

ANT B YOT KLER N ETK MEKAN ZMALARI, ANT M KROB K LAÇLARA KARfiI D RENÇ GEL fimes VE GÜNÜMÜZDE D RENÇ DURUMU Glikopeptit antibiyotiklere direnç Glikopeptit antibiyotikler Gramnegatif bakteri içine giremedi inden (Flavobacterium meningosepticum gibi istisnalar vard r) bunlar do al olarak dirençlidir. Son y llarda koagülaz negatif stafilokoklar (S.haemolyticus, S.epidermidis) ve enterokok larda glikopeptitlere karfl direnç geliflti i bilinmektedir. Enterokoklarda vankomisin direncinin Dala Dala ligaz enziminin peptidoglikan öncül molekülünün DalaDala distal ucunun yap s n de ifltirip vankomisinin buraya yap flmas n engellemesi sonucu geliflti i bildirilmifltir. Bu enzimin sentezi bir grup bakteride plazmid üzeride (Van A), bir grup bakteride ise kromozomlar üzerindedir (Van B ve Van C). Aminoglikozit antibiyotiklere karfl direnç Grampozitif ve Gramnegatif bakterilerde aminoglikozitlere karfl direnç üç mekanizma ile oluflmaktad r. 1. Ribozomal direnç 2. Geçirgenlik azalmas sonucu direnç 3. Enzimatik direnç 1. Ribozomal direnç, aminoglikozitlerin hedefi olan ribozomlarda mutasyonlar sonucu ortaya ç kar. Buna örnek streptomisine karfl geliflen dirençdir. N.gonorrhoeae, Enterococcus sp., S.aureus ve Pseudomonas sp. de bildirilen bu direnç klinikte nadirdir ve di er aminoglikozitlere karfl çapraz direnç oluflumuna neden olmaz. 2. Geçirgenlik azalmas sonucu direnç, aminoglikozitler hücrenin içindeki negatif yükle sitoplazmik membrandan içeri al n rlar. Bu olay enerji gerektirir ve hücre içinde minimal negatif yük olmal d r (proton motive force). Aminoglikozite dirençli mutantlarda, enerji üretimi veya bahsi geçen hücre içi negatif yükte de ifliklikler olmaktad r. Hücre zar nda geçirgenlik azalmas sonucu direnç en s k olarak P.aeruginosa, E.coli, S.aureus ve Salmonella spp. de tan mlanm flt r. Bu tip direnç di er tüm aminoglikozitlere karfl çapraz dirence neden olmaktad r. 3. Enzimatik direnç, en s k gözlenen mekanizma olup plazmid, transpozon veya kromozom üzerindeki genler taraf ndan kodlanan enzimler ile antibiyotik modifiye edilmektedir. Kataliz ettikleri reaksiyonlara göre üç s n fta toplanmaktad rlar: a. Aminoglikozit molekülündeki aminogrubunu asetile eden asetiltransferazlar (AAC) 41

ÖZTÜRK, R b. Aminoglikozit molekülündeki hidroksil grubunu adenile eden nukleotidil transferazlar (ANT veya AAD) c. Aminoglikozit molekülündeki hidroksil grubunu fosforile eden fosfotransferazlar (APH) Aminoglikozitler membrandan geçerken bu enzimler ile modifiye edildi inden ribozomlara ba lanamazlar ve böylece etkisiz kal rlar. Kullan lan aminoglikozide göre bölgeden bölgeye hatta hastaneden hastaneye bu enzimlerin da l m de iflmektedir. Gentamisinin s k kullan ld yerlerde ANT(2 ) ve AAC(3)I, amikasinin s k kullan ld yerlerde ise AAC(6 )I enzimleri en s k görülmektedir. PH(3 )I ve APH(3 )III de iflik bakterilerde bulunabilirken, stafilokoklarda saptanan ANT(4) gibileri daha dar bir konak spektrumu gösterir. Bu enzimler plazmidler ve transpozonlar taraf ndan kodland ndan bu tip direnç h zla yay l r. Kloramfenikol direnci Direnç geliflimi kloramfenikolun 3 ve 1 hidroksil gruplar n asetile eden kloramfenikol asetiltransferaz (CAT) enziminin varl sonucudur. Grampozitif (CAT D, CAT P; CAT Q) ve Gramnegatif (CAT I,II,III) bakterilerde bu enzimin sentezlenmesi genellikle plazmid, bazen kromozom kontrolündedir. Salmonella ve daha seyrek olarak Haemophilus kökenlerinde bu mekanizmayla kloramfenikole direnç geliflmektedir. Tetrasiklin direnci Tetrasikline direnç sa layan en az 15 farkl gen vard r... (teta, tetb, tetc,... D, E, F, M, N, O, Q). Bunlardan tetm farkl bakterilerde olmak üzere (streptotok, pnömokok, Campylobacter, G.vaginalis, fusobakteriler, Mycoplasma ve Ureaplasma...) çok yayg nd r. Direnç geliflimi üç mekanizma ile sa lan r: 1. Aktif d flar pompalama ile ilac n hücre içinde birikiminin engellenmesi (plazmid, transpozon veya kromozom kaynakl ). Direnç genleri özgül membran proteinleri sentezine yol açar (Tet proteinleri) ve tetrasiklin divalan katyonlarla birlikte hücre d fl na ç kar l r. Enterik Gramnegatif bakterilerde tetrasikline dirençten en s kl kla bu mekanizma sorumludur. 2. lac n ba lan fl n önleyen ribozomal hedef de iflikli i; ribozomun çözünür sitoplazmik proteinler ile (tetmteto) ilaçtan korunmas 3. lac n modifiye edilerek inaktive edilmesi (B.fragilis te bildirilmifltir) 42

ANT B YOT KLER N ETK MEKAN ZMALARI, ANT M KROB K LAÇLARA KARfiI D RENÇ GEL fimes VE GÜNÜMÜZDE D RENÇ DURUMU Tablo Antibiyotik direncinin esas mekanizmalar (12. Kaynaktan) ANT B YOT KLER Direnç Mekanizmas Enzimatik inhibisyon βlac B AG B CHL P ML P LA SUL TMP TET QU N VAN RIF POL Geçirgenlik azalmas C C P C C B C C Hücre d fl na aktif pompalama (efflux) C C B C Ribozomda hedef de iflimi C C B B B Hücre duvar öncü maddelerinde de iflim B Hedef enzimlerde de ifliklik C B B C C Hedef enzimin afl r sentezi C C nhibe evreleri atlayan oksotrof mutantlar B B βlac (βlaktam), AG (aminoglikozit), CHL (kloramfenikol), ML (makrolit), LA (linkozamit), SUL (sulfonamit), TMP (trimetoprim), TET (tetrasiklin), QU N (kinolon), VAN (vankomisin), RIF (rifampisin), POL (polimiksin); P: Plazmid kontrolünde, C: Kromozom kontrolünde, B: Her ikisi birlikte (P+C), : Henüz belirlenmemifl 43

ÖZTÜRK, R Makrolitlinkozamitstreptogramin direnci Bir çok Gramnegatif bakteri (Enterobacteriaceae, Pseudomonas türleri, Acinetobacter sp.) MLS antibiyotiklere d fl membranlar n n geçirgen olmamas nedeniyle intrinsik olarak dirençlidir. MLS tipi direnç esas olarak üç mekanizma ile geliflir: 1. Antibiyoti in hedefinde de ifliklik olmas 2. Antibiyoti in inaktive edilmesi 3. Antibiyoti in aktif olarak d flar pompalanmas (active efflux) Makrolitlerde karfl ana direnç mekanizmas RNA metilazlar n varl d r. Ribozomun 50 S alt birimindeki 23 S RNA s ndaki adenin bir metilaz enzimi ile dimetillenir ve bu flekilde de iflmifl hedefe makrolitler ba lanamaz. Bu linkozamit ve streptogramin çapraz direncine de neden olur (Makrolidlinkozamitstreptogramin B direnci). Ribozomlar n metilasyonuyla geliflen direnç S.aureus, Streptococcus sanguis. B.fragilis ve C.perfringes te tan mlanm flt r. Grampozitif koklarda bu enzimin sentezi yap sal veya indüklenebilir karakterdedir. Plazmid veya transpozonlarda kodlanabilemektedir. Di er seyrek direnç mekanizmalar esteraz, fosfotransferaz gibi makrolid inaktive edici enzimlerin oluflumu ve makrolidlerin aktif olarak d flar pompalanmas d r (plazmidce kodlanan yap sal veya indüklenebilen bir direnç olup S.epidermidis kökenlerinde gösterilmifltir). Rifampin direnci Özellikle monoterapi durumunda tek nokta mutasyonuyla kolayca oluflan de iflmifl RNA polimeraz enzimine ba l d r. Kinolonlara direnç Hedef enzim olan DNA giraz de ifltiren veya ilaca karfl geçirgenli i azaltan kromozomal mutasyon sonucu geliflir. P.aeruginosa ve stafilokok larda artan s kl kta direnç geliflti i bilinmektedir. GyrA genindeki mutasyonlar tüm kinolonlara karfl yüksek düzeyde direnç geliflimine neden olmaktad r. Bu durum E.coli, P.aeruginosa, H.influenzae, C.freundii ve S.marcescens te tan mlanm flt r. GyrB genindeki mutasyonla oluflan direnç tüm kinolanlara karfl geliflmeyebilir; bu tip direnç E.coli ve P.aeruginosa da gösterilmifltir. Bu tip direnç geliflimi kinolon grubu haricindeki antimikrobiklere direnç geliflimiyle birlikte de ildir. Kromozomal mutasyon sonucu d fl membran porinlerinde oluflan de ifliklikler kinolon direnci yan nda di er antimikrobik ajanlara da direnç sa lamak 44

ANT B YOT KLER N ETK MEKAN ZMALARI, ANT M KROB K LAÇLARA KARfiI D RENÇ GEL fimes VE GÜNÜMÜZDE D RENÇ DURUMU tad r. Nalidiksik asit ve di er kinolonlara bu mekanizma ile geliflen direnç P.aeruginosa ve Serratia marcescens te bildirilmifltir. Nalidiksik asite karfl Shigella türü bakterilerde plazmid kontrolünde direnç bildirilmesine ra men, florokinolonlara plazmid arac l kl direnç geliflimi bildirilmemifltir. E.coli de norfloksasin in aktif olarak d flar pompaland gösterilmifltir. ama bu yayg n bir direnç flekli de ildir. Nitroimidazollere direnç lac n al m nda azalma ve serbest radikal arac lar n etkisiz hale getirebilen hücre içi enzimlerin varl na ba l d r. Sulfonamidlere direnç geliflimi Sulfonamidlere direnç plazmid veya kromozom kaynakl olabilir. En s k mekanizma bakterilerin genellikle plazmid kontrolünde olan, sulfonamitlerin düflük afinite gösterdi i de iflik bir dihidropteroat sentetaz oluflturmas d r. S kl kla transpozonlarla iliflki gösteren sul I ve sul II diye adland r lan genler ile mikroorganizmalar aras nda çok ilaç direnci aktar lmaktad r. Bu aç dan sul genlerinin varl Gramnegatif organizmalarda çoklu direncin bir göstergecidir. Ayr ca klinik önemi fazla olmasa da kromozomal mutasyonla PABA afl r sentez edilip sulfonamitlerin oluflturdu u inhibisyon engellenebilir. Trimetoprime direnç geliflimi Plazmid veya transpozon kontrolünde trimetoprime dirençli dihidrofolat redüktaz enziminin sentezlenmesi en s k rastlanan mekanizmad r. Ayr ca daha seyrek olarak dihidrofolat redüktaz n afl r sentezi veya geçirgenlikte azalmaya neden olan kromozomal mutasyonlar da olabilir. Antitüberküloz ilaçlara direnç zoniazit direnci: Katalaz peroksidaz kodlayan katg geninde mutasyon sonucu de iflen derecelerde enzim eksikli i sonucu direnç geliflir. Ayr ca NH için hedef bir proteini kodlayan inha genindeki mutasyonlar da dirence neden olur. Rifampisin direnci: RNA polimeraz enzimini kodlayan rpob genindeki mutasyonlar ile enzimin yap s de iflir. Ayr ca ilac n al m n azaltan hücre duvar geçirgenli indeki azalma da dirence neden olur. Streptomisin direnci: Streptomisine dirençli olan M.tuberculosis kökenlerinde ribozomal protein S12 (rpsl) veya 16S rrna (rrs) da de ifliklikler oldu u bildirilmifltir. 45

ÖZTÜRK, R Kinolon direnci: GyrA genindeki mutasyonlar n siprofloksasin ve oflaksasine karfl M.tuberculosis kökenlerinde kinolonlarda direnç geliflimine neden oldu u bildirilmifltir. Siprofloksasin M K de eri 1 µg/m olan kökenlerinin %7594 nde gyra mutasyonlar saptanm flt r. Klaritromisin direnci: Direnç 23S rrna (rrl) n n peptidil transferaz bölgesindeki tek nokta mutasyonuyla iliflkilidir. Antiviral ajanlara direnç Direnç geliflimi antiviral ajana hedef olan bölgede mutasyonlar sonucu oluflan de iflikli e ba l d r. Uzun süreli düflük dozda antiviral uygulanan ba fl kl k yetmezlikli hastalarda ve ayr ca virüs yükünün fazla oldu u hastalarda mutasyonlar daha s k görülmektedir. Direnç geliflimi kombine tedavilerle önlenebilir. Asiklovir direnci: Herpes viruslerde en s k direnç geliflim flekli timidin kinaz (TK) yapmayan mutantlara ba l d r. Ayr ca TK sentezi azalmas, ayr ca herpes DNA polimerazlar nda asiklovire afinite azalmas dirence neden olur. HIV ters transkriptaz nda mutasyon sonucu oluflan de ifliklikler RT inhibitörlerine karfl direnç sa lamaktad r. Antifungal ilaçlara direnç Amfoterisin B: Mantarlar n hücre zar ndaki ergosterol sentezini azaltarak amfoterisin B ye direnç kazand klar ileri sürülmüfltür. Flusitozin: Direnç geliflim mekanizmas tam olarak bilinmemekle birlikte ilac aktiflefltiren enzimlerde eksiklik, geçirgenlik azalmas veya ilaçla yar flmaya giren bilefliklerin sentezine ba l olabilir. GÜNÜMÜZDE D RENÇ DURUMU Günümüzde hemen her bakteri kendilerine karfl kullan lan antimikrobik ajanlara karfl belli olanlarda direnç kazanm fl durumdad r. Direnç aç s ndan en önemli ayr m hastane ve toplum kökenleri aras nda olan farkt r. Hastanelerde yo un antibiyotik kullan m nedeniyle seleksiyonla dirençli kökenlerin oran önemli oranda artm fl durumdad r. Özellikle çoklu ilaç direnci hastanede yatan hastalar için ciddi bir tehdit durumundad r. Bununla birlikte toplumda kazan lan infeksiyon etkenllerinde de ciddi oranlarda direnç geliflti i gözlenmektedir. Gereksiz ve ak lc olamayan antibiyotik kullan m n n esas sorumlu tutuldu u bu durum art k halk sa l n tehdit eder bir durum arzetti inden tüm dünyada bu konu üzerinde ciddi çal flmalar yap lmaktad r. Burada s k rastlanan patojenlerde direnç durumu k sa bir flekilde özetlenecektir. 46

ANT B YOT KLER N ETK MEKAN ZMALARI, ANT M KROB K LAÇLARA KARfiI D RENÇ GEL fimes VE GÜNÜMÜZDE D RENÇ DURUMU Stafilokoklar 1944 de stafilokoklar genellikle penisiline duyarl yd. Yo un penisilin kullan m n n ard ndan 1948 de hastaneden izole edilen stafilokok kökenlerinin %6585 inde βlaktamaz yap m saptand ve bu kökenler penisiline direnç kazanm fllard. Metisilin gibi βlaktamazdirençli penisilinlerin buluflu geçici bir rahatl k sa lad. Ard ndan metisilin dirençli stafilokoklarla salg nlar olufltu. Günümüzde art k toplum kökenlerinin bile %8090 i penisilinlere dirençlidir. Hastanelerde 1970 li y llarda %2 düzeylerinde görülen metisilin direnci 1990 larda %30 lar aflm fl durumdad r. Bir çal flmam zda hastanemizde personelin burunlar nda S.aureus tafl yac l k oran %33.3 olup bu kökenlerin %9 u oksasilin dirençli bulundu. Baflka bir çal flmam zda fakültemizin de iflik kliniklerinde yatan hastalardan üretilen stafilokoklarda, metisilin direni koagülaz pozitif stafilokoklarda (KPS) %33; koagülaz negatif stafilokoklarda (KNS) %43 olarak bulunmufltur. Bu çal flmada metisilin dirençli S.aureus ta sulfametoksazoltrimetoprim e direnç %20 oran nda, metisilin dirençli KNS sufllar nda rifampisine karfl direnç %37 oran nda saptanm flt r. Ülkemizde metisilin direnci %11.5 ile %59 aras nda bildirilmektedir. Stafiloklarda kinolon direncinde h zl bir art fl söz konusudur. Vankomisine dirençli S.haemolyticus ve S.epidermidis kökenleri bildirilmifltir. A grubu betahemolitik streptokoklar (S.pyogenes) Penisiline dirençli köken bildirilmemifltir, ama penisiline tolerans gelifliminden bahsedilmektedir. Dünyan n de iflik yörelerinde daha yüksek oranlar (%50 ye varan) bildirilmekle birlikte ülkemizde S.pyogenes te makrolidlere karfl %26 oran nda direnç geliflti i bildirilmektedir. Pnömokoklar 1963 y l na kadar penisiline dirençsiz olan pnömokoklarda o y l Yeni Gene den dirençli kökenler bildirilmeye baflland. Daha sonra Güney Afrika ve di er ülkelerden penisilin direnci bildirildi. Ülkemizde son y llarda %1030 civar nda penisiline düflük seviyeli direnç (M K: 0.11 µg/ml) bildirilmektedir. Nadiren yüksek seviyede (M K: 2 µg/ml) dirençli kökenlerle de rastlanmaktad r. Bunun yan nda ço ul dirençli pnömokok kökenlerine de rastlanmaktad r. Nitekim penisiline dirençli pnömokok kökenlerinin bir k sm 3. kuflak sefalosporinlere dirençlidir. Tetrasiklin ve makrolit direncinde de art fllar bildirilmektedir. 47

ÖZTÜRK, R Enterokoklar Amerika ve Avrupa ülkelerinde vankomisine dirençli enterokok kökenleri bildirilmektedir. Ayr ca βlaktamaz yapan kökenler de rapor edilmektedir. Yapt m z bir çal flmada d flk dan ve klinik örneklerden yüksek düzeyli gentamisine %9511.2, yüksek düzeyli streptomisine %20 inin üzerinde direnç saptad k. Penisiline karfl %6.1, siprofloksasine karfl %8.1 olarak dirençli köken saptad k. Ülkemizde vankomisin dirençli ve βlaktamaz yapan enterokok kökenlerine henüz rastlanmam fl tr. Gonokoklar 1930 larda tedavide ilk kullan ld nda sulfonamidlere duyarl olan gonokoklarda k sa sürede direnç geliflmifltir. Uzun y llar etkili olan penisilin 1970 lerde Filipinler de ve Bat Afrika da saptan p yay lan βlaktamaz yapan kökenler nedeniyle tedavide baflka seçenekler aranmas na neden oldu.ülkemizde Do u Karadeniz bölgesinde %70.5 oran nda penisilinaz yapan gonokok kökenleri bildirilmifltir. Penisiline direnç geliflimi sonras nda kullan lan spektinomisine de direnç geliflimi olmufltur. Günümüzde gonore tedavisinde 2.3. kuflak sefalosporinler ve kinolonlar ye lenmektedir. Meningokoklar 1962 y l na kadar sulfonamidlere duyarl olan meningokoklarda o y ldan sonra sulfonamidlere direnç geliflme e bafllad. Penisilin M K de erinin yüksek bulundu u meningokok kökenleri bildirilmektedir. Rifampisin proflaksisi alanlar n n %1 inde rifampisin dirençli meningokoklar persiste etmektedir. Haemophilus influenzae Otitis media, sinüzit, KOAH alevlenmeleri ve çocukluk ça menenjitlerinin önemli etkenlerinden biri olan bu bakteride son y llarda plazmid arac l kl TEMβlaktamaz (çok az oranda da farkl plazmid arac l kl ROB1 βlaktamaz) ile ampisiline direnç geliflmifltir. Dünyada ve ülkemizde %30 lara yaklaflan ampisilin direnci mevcuttur. Ayr ca PBP de iflimine ba l βlaktamaz direnci de geliflmifltir. De iflik ülkelerde kloramfenikol, kotrimoksazol ve tetrasikline direnç geliflimi bildirilmektedir. 48

ANT B YOT KLER N ETK MEKAN ZMALARI, ANT M KROB K LAÇLARA KARfiI D RENÇ GEL fimes VE GÜNÜMÜZDE D RENÇ DURUMU Gram negatif enterik bakteriler Salmonella Hayvan yemlerine baflta tetrasiklin olmak üzere kat lan antibiyotikler salmonella bakterilerine karfl tüm dünyada yayg n bir direnç geliflimine neden olmufltur. Özellikle S.typhimurium olmak üzere nontifoidsalmonella kökenlerinde ço ul ilaç direnci tüm dünyada oldu u gibi ülkemizde de önemli bir sorundur. Bir çal flmam zda d flk dan üretilen nontifoidsalmonella kökenleri ampisiline %61, seftriaksona %34, tetrasikline %53, kotrimaksazole %41, kloramfenikole %47 dirençliydi. Kinolon, imipenem direnci yoktu. Kat ld m z bir araflt rmada stanbul da üç hastanede salg na neden olan ve tek bir klondan kaynaklanan çok ilaç dirençli ve PER1 adl ESBL enzimi salg layan bir S.typhimurium salg n saptanm flt r. Aralar nda yerli ve turist olgular olan kloramfenikol dirençli S.typhi kökenleri bizim gibi di er araflt rc lar taraf ndan da bildirilmifltir. Kloramfenikol dirençli olgularda ampisilin, sulbaktam ampisilin, kotrimaksazol ve tetrasiklin direnci de vard. Shigella Dünyan n her taraf nda Shigella kökenlerinin yaklafl k yar s nda çoklu ilaç direnci bildirilmektedir. Bir çal flmam zda saptad m z direnç oranlar flöyledir (%). Ampisilin (48), sulbaktam ampisilin (28), kotrimoksazol, tetrasiklin ve kloramfenikol (48). Kinolon ve imipenem direnci yoktu; 1996 y l nda kinolona dirençli sadece bir Shigella kökeni izole ettik. Di er enterik bakteriler Toplumdan izole edilen E.coli kökenlerinde ampisilin %3060, kotrimaksazole %2050 oranlar nda direnç bildirilmekte, aminoglikozitler ve di er antimikrobiklere de de iflik direnç oranlar rapor edilmektedir. Özellikle hastane infeksiyonlar ndan soyutlanan Enterobacter, Serratia, Klebsiella, Proteus kökenlerinde de çok ilaç direnci tüm dünya için oldu u gibi ülkemizde de önemli ve yayg n bir sorundur. Klebsiella kökenlerinde ESBL enzimleri s k olarak rastlanmakta ve yenido an servisleri ile yo un bak m ünitelerinde salg nlara neden olmaktad r. P.aeruginosa ve S.maltophillia Bunlar özellikle ülkemiz hastanelerinde çok ciddi oranlarda direnç geliflimi olan iki önemli patojendir. Fakültemizde bu iki bakterinin direnç oranlar 49