TEMEL TIPTAN KL N E. ß-Laktamazlar. Dr. Deniz Gür. 102 Hacettepe T p Dergisi 2002; 33(2):

TEMEL TIPTAN KL N E ß-Laktamazlar Dr. Deniz Gür Hacettepe Üniversitesi T p Fakültesi, hsan Do ramac Çocuk Hastanesi, Klinik Mikrobiyoloji Laboratuvar Baflkan Bakterilerin antimikrobik ilaçlara karfl gösterdi i dirençte en s k kulland klar mekanizmalardan birisi, sentezlenen enzimler ile ilac n inaktive edilmesidir. ß-laktam grubu antibiyotikleri hidroliz eden ß- laktamaz enzimleri bu tip dirence en iyi örnektir (1,2). Penisilinin gelifltirilmesinden sonraki yirmi y l içinde penisilinaz sentezleyen stafilokoklar tüm dünyada yay lm fl, 1960 lardan sonra yar sentetik penisilinler ve birinci kuflak sefalosporinlerin ç kmas ile gram negatif basillerde bulunan ß-laktamazlar önemli bir direnç mekanizmas haline gelmifltir. Yirmibefl y l boyunca gram negatif basillerde bulunan ß-laktamazlar birkaç çeflit ile s n rl kalm fl, ancak 1978 den sonra bir çok yeni ß-laktam antibiyoti in kullan ma girmesi ile efl zamanl olarak ß- laktamazlar n say ve çeflidinde ani bir art fl gözlenmifltir (3). Buna ba l olarak bu enzimlerin grupland r lmas gerekli görülmüfl ve farkl zamanlarda bir çok s n fland rma flemas önerilmifltir. Bu s n fland rmalar içinde en çok ikisi kullan lmaktad r. Bunlardan birincisi Bush ve arkadafllar taraf ndan (4) gelifltirilmifl, substrat profilleri ve ß-laktamaz inhibitörlerine duyarl l k temel al narak enzimler 4 grupta toplanm flt r (Tablo 1). Ambler taraf ndan yap lm fl olan ikinci s n fland rma ise enzimleri kodlayan nükleotid dizilerine dayanan moleküler s n fland rmad r (5). Dizileri bugüne de in belirlenebilen ß-laktamazlar bu s n fland rmada A,B,C ve D olmak üzere dört grupta toplanmaktad r. A,C ve D gruplar aktif bölgelerinde serin içermekte, B grubunda ise aktif bölgede çinko bulunmaktad r (1,4,5,6,7). Ambler grup A enzimleri ço unlukla plazmid kontrolunda olan penisilinazlard r. C grubu enzimler sefalosporinazd r ve ço unlukla kromozom kontrolundad r. D grubu enzimler oksasilinazlard r. B grubundaki enzimler ise ço unlukla karbapenem grubu antibiyotiklere karfl etki göstermektedir (5). Bush s n fland rmas nda oldu u gibi enzimleri substrat profillerine göre s n fland rmada, proteindeki bir nokta mutasyonu ile enzimin substrat ve inhibitör özgüllü ünün de iflebilmesi olas l varken, moleküler s n fland rma sabittir ve mutasyonlardan etkilenmemektedir (1,5). ß-laktamazlar n isimlendirilmesi ß-laktamazlar n isimlendirilmesindeki farkl yaklafl mlar, bu enzimleri göründüklerinden daha karmafl k bir hale getirmifltir. Baz enzimler tercih ettikleri substratlara göre (CARB, FUR, IMP, OXA), baz lar biyokimyasal özelliklerine göre (SHV, NBC), baz lar genlerine (Amp, CepA), baz lar izole edildikleri bakterilere (AER, PSE), sufllara (P99), hasta isimlerine (TEM,ROB), hastaneye (MIR, RHH), eyaletlere (OHIO), baz lar da bulan kiflilere göre (HMS) isim alm fllard r (8). Buna karfl n, bunlardan baz lar geçerliliklerini yitirmifltir. Örne in, SHV, sülfidril variab l dan k salt lm flt r, buna karfl n art k SHV-1 enziminin aktif bölgesinin sülfidril de il, serin hidroksil oldu u anlafl lm flt r. Benzer flekilde, ilk kez Pseudomonas dan izole edilmifl olan PSE enziminin art k enterobakterilerde de bulunabildi i bilinmektedir (1). Son y llarda büyük bir h zla artmakta olan TEM enziminden türeyen enzimlere ise CAZ (seftazidimaz), CTX (sefotaksimaz) veya IRT (inhibitör rezistan) gibi tan mlay c isimler verilmifl ve bu da bir karmaflaya yol açm flt r. Bu konuda önerilen ise, TEM den köken alan tüm enzimlerin TEM26, TEM43 gibi numara ile belirtilmesidir (8). Gram pozitif bakterilerin ß-laktamazlar Stafilokoklar, ß-laktamaz enzimlerinin en s k bulundu u gram pozitif bakterilerdir. Ülkemizde ve dünyada penisilinaz sentezleyen stafilokoklar n oran % 80-90 civar ndad r (1). Stafilokoklar n ß- laktamazlar plazmid kontrolundad r ve A,B,C,D olmak üzere dört grupta toplanm flt r (1.2). Tip A ve C enzimleri Avrupa ve A.B.D.de yayg nken tip D 102 Hacettepe T p Dergisi 2002; 33(2): 102-109

Gür: ß - Laktamazlar 103 nadir olarak bulunmakta, tip B ise A.B.D. ve skandinav ülkelerinde bulunmakta ancak ngiltere de nadir görülmektedir (1). Stafilokoklardaki tüm enzim tipleri benzilpenisilin, aminopenisilinler (ampisilin, amoksisilin) ve karboksipenisilinlere (karbenisilin, tikarsilin) karfl aktiftir. Buna karfl n isoksazolil penisilinler (oksasilin,kloksasilin, dikloksasilin, floksasilin), nafsilin ve metisilin bu enzime dayan kl d r. Ancak, ß-laktamaz afl r sentezleniyorsa bunlara karfl da düflük düzeyde direnç gözlenebilir. Stafilokoklar d fl ndaki gram pozitif bakteriler içinde ß-laktamaz sentezleyen en önemli bakterilerden biri Enterococcus faecium dur. A.B.D ve Arjantin de bulunmufltur, buna karfl n ülkemizde henüz saptanmam flt r. Di er streptokok türlerinde ise ß- laktamaz sentezi gösterilmemifltir (1). Gram pozitif bakterilerden Bacillus türlerinde kromozomal ß- laktamazlar bulunmaktad r. Gram pozitif anaerobik bakterilerde bulunan ß-laktamazlar ile ilgili yay n say s azd r; ß-laktamaz sentezledi i bilinen Clostridium türleri C.butyricum, C.clostridioforme ve C.ramosum dur. Bu türlerin sentezledi i enzimler ço unlukla kromozomal penisilinazlard r (9). Aside dirençli bakteriler ve Nocardia larda da ß-laktamazlar saptanm flt r(1). Gram negatif bakterilerin ß-laktamazlar I. Anaerobik gram negatif bakterilerin ß- laktamazlar Gram negatif anaerobik bakteriler içinde ß- laktamaz sentezleyen en önemli bakteriler, Bacteroides fragilis grubudur. Son çal flmalarda bu gruptaki türlerin %90 n n ß-laktamaz sentezledi i gösterilmifltir. Bu enzimlerin ço u Bush s n flamas nda grup 2e de bulunan kromozomal sefalosporinazlard r. Ayr ca, grup 2d ve 4d penisilinazlar ve son y llarda grup 3 metalloenzimler bulunmufltur (9). Bunlardan en önemlileri metalloenzimlerdir çünkü bu enzimleri sentezleyen bakteriler tedavide kullan labilecek tüm ß-laktam antibiyotiklere, ß-laktam/ß-laktamaz inhibitörü kombinasyonlar na ve karbapenemlere dirençlidir (9). Bacteroides fragilis grubu d fl ndaki Bacteroides lerde, Prevotella, Porphyromonas, Mitsuokella ve Megamonas türlerinde de ß-laktamazlar bulunmaktad r; bunlar Tablo1: ß - laktamaz gruplar ve genel özellikleri ß - Molekül Tercih edilen CA a Örnek Enzimler Laktamaz S n f substrat 1 C Sefalosporinler - Gram negatif bakterilerin AmpC enzimleri; MIR-1 2a A Penisilinler + Gram pozitif bakterilerin penisilinazlar 2b A Penisilinler, + TEM-1, TEM-2, SHV-1 Sefalosporinler 2be A Penisilinler, dar ve + TME-3 ila TEM-26, SHC-2 ila SHV-6, genifl spektrum Klebsiella oxytoca K1. sefalosprinler, monobaktamlar 2br A Penisilinler ± TEM-30 ila TEM-36, TRC-1 2c A Penisilinler, karbenisilin + PSE-1, PSE-3, PSE-4 2d D Penisilinler, kloksasilin ± OXA-1 ila OXA-11, PSE-2 (OXA-10) 2e A Sefalosporinler + Proteus vulgaris in indüklenebilir sefalosporinazlar 2f A Penisilinler, + Enterobacter cloacae nin NMC-A s, Sefalosporinler, Serratia marcescens in Sme-1 i Karbapenemler 3 B Bir çok ß-laktam, - Stenotrophomonas maltophilia n n L1 i, karbapenemler dahil Bacteroides fragilis in CcrA s 4 ND b Penisilinler - Pseudomonas cepacia n n penisilinaz * Kaynak (6)dan uyarlanm flt r. a CA klavulanik asit b ND belirlenmemifl

104 Hacettepe T p Dergisi ço unlukla penisilinazlard r ( 1,9). Anaerobik koklarda ß-laktamaz ilk kez penisilin ve sefotaksime dirençli bir Acidanicoccus fermentans suflunda bulunmufltur (10). II. Aerobik gram negatif basillerin ß- laktamazlar Gram negatif basillerde bulunan ß-laktamazlardan baz lar kromozom, baz lar ise plazmidde kodlanan enzimlerdir. Bu yaz da sadece klinikte s k gözlenen enzimlerden söz edilecektir. a. Kromozomal ß-laktamazlar Kromozomal ß-laktamazlar gram negatif basillerin bir ço unda yayg n olarak bulunmaktad r, ancak bunlar n miktar, sentez yolu ve dirençteki rolleri farkl d r (1,5). Enterobakterilerin büyük ço unlu unda bulunan kromozomal enzimler Ambler grup C dedir. AmpC olarak da tan mlanan bu enzimler Bush s n fland rmas na göre Grup I de yer almaktad r. Enzim ifadesi indüklenebilir, yüksek düzeyde yap sal veya düflük düzeyde yap sal olabilir (1). Örne in E.coli ve Shigella daki enzim sentezi yap sald r ve miktar, dar spektrumlu sefalosporinlere direnç oluflturmayacak kadar düflük düzeydedir. Buna karfl n, E.coli izolatlar n n %2 sinde AmpC enzimlerinin afl r sentezi sonucu yüksek düzeyde direnç oluflabilmektedir (1). Pseudomonas aeruginosa, Enterobacter spp., Citrobacter freundii, Serratia spp., Morganella morganii, Providencia stuartii ve P.rettgeri de bulunan Grup 1 ß-laktamazlar da E.coli dekine benzemektedir, ancak bu enzimlerin ifadesi bu bakterilerde indüklenebilen türdedir (1,7,11). Antibiyotik yokken çok düflük düzeyde olan enzim sentezi ß-laktam antibiyoti i varl nda yükselmektedir. Bu bakterilerde mutasyon sonucu devaml yüksek düzeyde enzim sentezi (derepresyon) ortaya ç kabilmekte ve son y llarda klinik izolatlarda s k olarak gözlenmektedir. Bu mutantlar, üçüncü kuflak sefalosporinler, sefuroksim, piperasilin ve aztreonam gibi zay f indüksiyon yap p bu ß- laktamazlara duyarl olan ß-laktam antibiyotikler ile tedavi s ras nda ortaya ç kabilir çünkü söz konusu antibiyotikler indüksiyon yapmad ndan düflük düzeyde enzim sentezleyen bakterileri öldürmekte, buna karfl n dereprese mutantlar n seleksiyonuna yol açmaktad r. Dereprese mutantlar n indüklenebilir ß-laktamaz sentezleyen bakteri toplumlar nda 10-5 - 10-7 s kl kta ortaya ç kabildi i bildirilmektedir. Bu olay, enfeksiyonun yeri, ilac n ulaflabildi i düzey ve kullan lan ß-laktam antibiyoti i ile iliflkilidir. Pnömoni ve bakteriyemi gibi enfeksiyonlarda seleksiyon olas l n n yüksek olmas na karfl n, üriner sistem enfeksiyonlar nda ulafl lan ilaç düzeyinin dereprese mikroorganizmalar için M K de erlerinin üzerinde olmas nedeniyle düflük oldu u belirtilmektedir (1,7,11). AmpC enzimleri, substrat olarak sefalosporinleri tercih etmektedir.ß-laktamaz inhibitörlerine dirençlidirler, buna karfl n aztreonam ve kloksasilin bunlar için inhibitördür. Bu gruptaki enzimler karbapenem grubu antibiyotiklere karfl direnç oluflturmamaktad r. Sefepim ve sefpiromun ise hücreye penetrasyonlar h zl d r ve dereprese ß- laktamazlara karfl di er genifl spektrumlu ß- laktamlardan daha dayan kl d rlar (1,7). Pseudomonas aeruginosa da Enterobacter dekine benzer indüklenebilen AmpC enzimi sentezlemektedir (1,11,12). Genifl spektrumlu ß-laktamlar n kullan m bunlar içinde de stabil olarak dereprese mutantlar n ç kmas na yol açmaktad r ancak P.aeruginosa daki direnç baz noktalarda Enterobacter dekinden farkl d r. Karbenisilin P.aeruginosa daki derepresyondan daha az etkilenmektedir. P.aeruginosa n n enzimi ister indüklenmifl, ister dereprese olsun, imipeneme karfl hafif bir aktivite göstermekte, M K de erleri 1-2 g/ml civar nda olmaktad r ve P.aeruginosa daki derepresyon ço unlukla k smidir; indüklenmemifl enzim normaldekine göre her zaman biraz daha yüksek düzeydedir, buna karfl n Enterobacter spp.de indüksiyon tamd r, normalde enzim yap sal olarak sentezlenmektedir. P.aeruginosa da k smi dereprese mutant oluflma s kl 10-7, tam dereprese mutant oluflma s kl ise 10-9 dur. Buna karfl n Enterobacter spp. de 10-5 ila 10-7 s kl nda tamamen dereprese mutantlar ç kmaktad r. Derepresyon k smi oldu unda üreidopenisilinlere direnç oluflurken tam oldu unda sefpirom ve karbenisiline de direnç geliflmektedir (7). Dereprese sufllar in vitro testlerde dirençli bulundu undan klinik mikrobiyoloji laboratuvarlar n n bildirimi aç s ndan bir sorun yaratmamaktad r. Esas sorun indüklenebilen AmpC sentezleyen mikroorganizmalardad r. Bu tip sufllar bir hastadan izole edildi inde üçüncü kuflak sefalosporinlere duyarl bulunabilir buna karfl n bu ilaçlar klinikte kullan ld nda dereprese mutantlar seleksiyona u rar ve tedavi baflar s z olur. Bu riskin Enterobacter bakteriyemilerinde %20 lere ç kt belirlenmifltir. Bu nedenle, yüksek sefalosporin düzeylerinin ulafl labildi i üriner sistem enfeksiyonlar n n d fl ndaki enfeksiyonlarda tüm Enterobacter spp., C.freundii, Serratia spp., Providencia spp ve M.morganii lerin üçüncü kuflak sefalosporinlere in vitro testlerde duyarl görünseler bile dirençli olarak bildirilmeleri önerilmektedir (13). Klinik mikrobiyoloji laboratuvarlar nda bakterilerin tür düzeyinde tan mlanmas bu nedenle büyük önem tafl maktad r. Dereprese bakteriler bir kez seleksiyona u rad klar nda hastane mikrofloras nda kalmakta ve yay lmaktad r. Bu bakterilerin bulunma s kl, hastane bölümlerine göre de ifliklik göstermektedir. Direnç geliflimi özellikle yo un bak m ünitelerinde,

Gür: ß - Laktamazlar 105 nötropenik ve immünkompromize hastalarda ciddi sonuçlar do urmaktad r (11). Febril nötropenik kanser hastalar nda ve genifllemifl spektrumlu sefalosporin alan di er hastalarda tedavi s ras nda ço ul dirençli Enterobacter spp. ile geliflen bakteriyemiler bildirilmifltir (11,14,15). b. Plazmid kontrolundaki ß-laktamazlar Plazmidlerde kodlanan ß-laktamazlar içinde en önemli olanlar gram negatif bakterilerdeki TEM ve SHV enzimlerdir ki bunlar n tümü Ambler grup A dad r. TEM ve SHV ß-laktamazlar TEM-1, TEM-2 ve SHV-1, gram negatif bakterilerdeki en önemli enzimlerdir ve Bush s n fland r m nda 2b de yer almaktad r (4,7,16). Bunlardan ilk kez TEM-1 ampisiline dirençli bir E.coli den izole edilmifl ve k sa sürede enterik bakteriler aras nda h zla yay lm flt r (7). TEM-1 enzimi günümüzde E.coli lerin %50-60 nda, enterik bakterilerin %20 ila 50 sinde, P.aeruginosa larda ise nadir bulunmaktad rlar (4,7). SHV-1 ve TEM-2 ß- laktamazlar n kodlayan plazmidler ise TEM-1 e oranla çok daha az bulunmaktad rlar. Bu üç enzim de benzer ß-laktamlara karfl etki göstermektedir. Ampisilin ve amoksisiline, karboksipenisilinlere direnç ç kmaktad r. Üreidopenisilinlere karfl direnç düzeyi daha düflüktür. Dar spektrumlu sefalosporinlere düflük düzeyde direnç gözlenmekte, ancak, daha yüksek bakteri yo unlu u ile çal fl ld nda direnç de artmaktad r ve bu bileflikler üriner sistem enfeksiyonlar d fl nda bu enzimleri içeren bakterilere karfl etkili olamamaktad r. Sefoperazona direnç sadece yüksek düzeyde enzim sentezi varsa söz konusudur (7). Aminotiazolil sefalosporinler (sefotaksim, seftriakson, seftizoksim, seftazidim, sefpirom, sefepim), sefamisinler (sefoksitin, sefotetan, sefmetazol, moksalaktam), monobaktamlar (aztreonam) ve karbapenemler (imipenem, meropenem) bunlardan etkilenmemektedir. Klavulanat ve tazobaktam bu enzimlere karfl etkili ß-laktamaz inhibitörleridir buna karfl n etkinlik ß-laktama ve sentezlenen enzim miktar na göre farkl l k göstermektedir. Piperasilin/tazobaktam ve sefoperazon/sulbaktam en etkili olan inhibitör kombinasyonlar d r(1). Genifllemifl spektrumlu ß-laktamazlar (ESBL) 1980 li y llarda ß-laktamazlara dayan kl, genifllemifl spektrumlu sefalosporinlerin gelifltirilmesinden k sa bir süre sonra nozokomial enfeksiyonlardan izole edilen Klebsiella pneumoniae sufllar nda plazmid kontrolunda olan çeflitli ß- laktamazlar tan mlanm fl ve bunlara genifllemifl spektrumlu (extended spectrum) ß-laktamaz ad verilmifltir (2). Bu enzimlerin 1-2 amino asit de ifliklikleri ile TEM veya SHV ß-laktamazlar ndan köken ald klar belirlenmifltir (2,7). ESBL ler penisilinler ve sefuroksim, sefotaksim, seftriakson, seftizoksim, seftazidim, sefpirom ve sefepim gibi oksiimino-aminotiazolil sefalosporinleri hidroliz etmektedir. Karbapenemler ve sefamisinler bunlara dayan kl d r (2,7). Bu enzimler Klebsiella spp. ve E.coli lerde daha s k bulunmakla birlikte Salmonella spp. ve Shigella flexneri de dahil, bir çok enterik bakterde bildirilmifltir (17). ESBL lerin klinikte yol açt sorun ilk kez Fransa da bildirilmifltir. Paris deki 20 hastanede Klebsiella lardaki ESBL oran 1985 y l nda %1 iken 1989 da %11 e yükselmifltir. Daha sonra da bu enzimleri sentezleyen sufllar yay lm fl yada ba ms z olarak ortaya ç km fl ve tüm dünyada epidemilere yol açm flt r (7,18). Bu enzimler ülkemizde ilk kez 1992 y l nda Hacettepe Üniversitesi nden bildirilmifllerdir (19). Günümüzde Avrupa da yo un bak m ünitelerinden izole edilen Klebsiella lar n %20-25 inde saptanmaktad rlar (20). Türkiye de 1998 y l nda 554 hastane izolat gram negatif bakteri ile yap lan çok merkezli bir çal flmada belirlenen en yüksek ESBL oranlar Klebsiella spp. de %86, E.coli de %27 olmufltur ( 21). Son çal flmalara göre Türkiye Avrupa ülkeleri içinde en yüksek ESBL s kl na sahip ilk üç ülke aras ndad r (22). En s k bulunan tipler co rafi farkl l k göstermektedir. Örne in A.B.D. de TEM-10,TEM-12 ve TEM-26, Fransa da SHV-3, SHV- 4 ve TEM-3, Almanya da ise SHV-2 ve SHV-5 daha s kt r. SHV-2 ise Türkiye dahil tüm dünyada yayg nd r (2,19,23). E.coli ve K.pneumoniae ile geliflen bakteriyemilerde ESBL sentezinin fataliteyi önemli derecede artt rd saptanm flt r (23). ESBL lerin Klebsiella larda daha yayg n olmalar n n nedenlerinden biri bu mikroorganizmalar n deri ve yüzeylerde di er enterik bakterilere göre daha uzun süre canl kalabilmeleridir ancak plazmidlerin geçifli de direncin yay lmas nda etkilidir (2,7,24). Tek bir bakteride birden çok ESBL bulunabilmektedir. Farkl ESBL lerin yol açt klar in vitro direnç farkl d r. Baz lar tüm yeni kuflak sefalosporinlere direnç oluflturuken (TEM-3,4,SHV-4,5 gibi) di erleri (örne in TEM-10 ve 26) seftazidimaz fenotipi göstermektedir. Baz ESBL ler rutin testlerde gözden kaçabilece inden, ESBL sentezleyen sufllar n rutin laboratuarlarda araflt r lmas ve klinisyene bildirilmesi gerekmektedir (2,7,25). n vitro testlerde çeflitli yöntemler kullan larak bu tip ß-laktamaz içeren sufllar n tan mlanmas önerilmektedir. Bunlar, antibiyotik duyarl l k testlerinde normalden daha yüksek bakteri yo unlu u kullan lmas, daha düflük direnç s n rlar

106 Hacettepe T p Dergisi uygulanmas, ve ß-laktamlar ile ß-laktamaz inhibitörlerinin sinerjik etkisinin araflt r lmas d r (26). ESBL sentezleyen bakteriler ile geliflen enfeksiyonlarda genifllemifl spektrumlu sefalosporinlerin yarar olmad ndan klinik mikrobiyoloji laboratuvar nda bu enzimleri içerdi i kan tlanan bakteriler sefamisinler d fl nda tüm sefalosporinlere dirençli olarak bildirilmelidir. (7, 13). ESBL kodlayan plazmidler ço u kez amikasin ve netilmisin gibi aminoglikozitlere direnç genlerini de tafl maktad r (2,20). Karbapenemler ESBL lere karfl in vitro ve in vivo olarak etkilidir ve tedavide bir seçenek oluflturmaktad rlar. Yo un bak m biriminde bulunmak, yak n tarihte ameliyat geçirmifl olmak, instrümentasyon, hastanede kal fl süresinin uzamas, antibiyotik, özellikle genifllemifl spektrumlu ß-laktam tedavisi alm fl olmak, ESBL sentezleyen mikroorganizmalar ile kolonizasyon veya enfeksiyon için risk faktörleri olarak say lmaktad r (24,27). Bu nedenle, bu enfeksiyonlar n önlenmesi için genifllemifl spektrumlu sefalosporinlerin dikkatli kullan lmas, kolonize veya enfekte hastalar n hastanelerde izolasyonu, hastanelerde risk alt nda olan bölümlerde surveyans çal flmalar yap lmas önerilmektedir (27). lk kez Türkiye den bildirilen genifl spektrumlu ß-laktamazlar Genifllemifl spektrumlu enzimlerden olup TEM yada SHV enzimlerden köken almam fl olan enzimlerden biri PER-1 enzimidir. Bu enzim ilk kez bir Türk hastadan izole edilen bir bakteride saptanm fl, Hacettepe Üniversitesinde 14 P.aeruginosa suflunda daha sonra ise stanbul da Salmonella spp. lerde gösterilmifltir (28,29,30). PER-1 enzimi içeren Pseudomonas lar n en belirgin özellikleri, izolatlar n seftazidim e çok dirençli olmalar na karfl n (M K 256g/ml) piperasilin için daha düflük bir direnç göstermeleridir (M K 8-16 g/ml). Bu enzimler klavulanik asit ve tazobaktama duyarl d r (31). Di er bir grup enzim ise genifl spektrumlu olup Ambler grup D de yer alan enzimlerdir. Tercih ettikleri substrat kloksasilindir(1). OXA-1 den OXA-10 a kadar olan OXA enzimleri dar spektrumlu enzimlerdir. Son y llarda bu enzimlerin de genifllemifl spektrumlu mutantlar n n ç kt saptanm flt r. Bunlardan ilki OXA-11 enzimidir ve Hacettepe üniversitesi hastanesinede yatan bir hastadan izole edilen bir Pseudomonas suflunda bulunmufltur (32) Daha sonra dünyada ilk kez OXA-14, OXA-15, OXA-16 ve OXA- 17 ß-laktamazlar Hacettepe de izole edilen farkl P.aeruginosa sufllar nda tan mlanm flt r. OXA-15 enziminin OXA-2 den, di erlerinin ise OXA-10 dan türedi i saptanm flt r (33,34,35,36). OXA-11, 14,15 ve 16 seftazidim direncine yol açarken OXA-17 sefotaksime direnç oluflturmaktad r. Bu enzimlerin önemi, klavulanik asit ve sulbaktama dirençli olmalar ve hastane enfeksiyonlar ndan izole edilen sufllarda saptanmalar d r. Bu enzimlerin tümü plazmid kontrolundad r ancak niçin Türkiye de yayg n olduklar bilinmemektedir (31). Bir tek hastanede bile ayn tür bakteride bu kadar çeflitli ß-laktamaz n bulunmas, ülkemiz genelinde direncin hangi boyutta oldu unun bir göstergesidir. ß-laktamaz inhibitörlerine dirençli ß- laktamazlar ß-laktamaz sentezleyen bakterilere karfl gelifltirilen stratejilerden en yayg n olan, son on y ld r ß-laktamaz inhibitörlerinin kullan m olmufltur (37). Klinik kullan mda olan klavulanik asit, sulbaktam ve tazobaktam Ambler grup A ß-laktamazlar n inhibe etmektedir. Buna karfl n, 1987 y l ndan itibaren klavulanikasit/ß-laktam kombinasyonlar na dirençli E.coli ler bildirilmeye bafllanm fl ve s kl klar özellikle üriner sistem enfeksiyonlar na yol açan izolatlarda art fl göstermifltir (37). ß-laktamaz inhibitörlü kombinasyonlara direnç, TEM enzimlerinin afl r sentezi, permeabilitede azalma veya OXA tipi enzim sentezleme gibi mekanizmalar ile oluflabilmektedir (1,37). Son y llarda bunlara ek olarak TEM ve SHV enzimlerinin inhibitörlere dirençli mutantlar tan mlanm flt r (7,8,16). Bush s n flamas nda 2br grubunda yer alan bu enzimler ESBL lerden bir iki amino asit de iflikli i ile ortaya ç kmakta, ß-laktamaz inhibitörlerine direnç oluflturmakta, ancak ESBL aktivitesi içermemektedirler(4). Klasik TEM enzimlere k yasla dar spektrumlu sefalosporinlere karfl aktiviteleri daha azd r. E.coli d fl nda bu enzimler K.pneumoniae, Proteus mirabilis ve en son E.cloacae de bildirilmifltir (37,38). Inhibitöre dirençli enzimlerde dikkat çekici bir baflka özellik de ESBL sentezleyen bakterilerin aksine bu enzimi içeren bakterilerin toplumdan kazan lm fl enfeksiyonlarda da gözlenmesidir. Bunun toplumda klavulanik asit/amoksisilinin yayg n kullan m ile iliflkili oldu u düflünülmektedir (37). Bugüne de in TEM den köken alan 28 adet inhibitöre dirençli mutant tan mlanm flt r. Bunlar, IRT- veya TEM- olarak isimlendirilmifltir (38). Gram negatif basillerde son y llarda önem kazanan ß-laktamazlar Karbapenemazlar mipenem ve meropenem gram negatif bakterilerdeki kromozomal ve genifllemifl spektrumlu ß-laktamazlara dayan kl olmalar nedeniyle tedavide önemli bir yer tutmaktad r. Bu grup antibiyotiklere karfl ß-laktamazlara ba l direnç Stenotrophomonas

Gür: ß - Laktamazlar 107 maltophilia, Aeromonas spp., Flavobacterium spp. B.fragilis gibi baz bakterilerde saptanm fl olmas na karfl n kromozom kontrolunda olmalar nedeni ile son y llara de in oluflturduklar direnç s n rl kalm flt r (39,40). Ancak, son y llarda plazmid kontrolunda olan karbapenemazlar n ortaya ç kmas art k bu durumu de ifltirmeye bafllam flt r. Özellikle P.aeruginosa ve Acinetobacter spp., daha nadir olarak Klebsiella spp. ve Serratia marcescens de bildirilmifl olan bu enzimler son y llarda çeflitli ülkelerden artan s kl kta bildirilmektedir. Bunlardan aktif bölgelerinde çinko içerdikleri için metallo ß-laktamaz olarak da isimlendirilen IMP ve VIM enzimlerinin say s her geçen gün artmaktad r (39,41). Ülkemizde çeflitli P.aeruginosa izolatlar nda bu tür enzimlerin bulundu u saptanm flt r ancak henüz bunlar n tipleri tan mlanmam flt r, bu konudaki araflt rmalar sürmektedir. Karbapenem antibiyotiklere karfl direnç oluflturan bu enzimlerin art fl ileride ß-laktamazlara karfl etkili olabilen karbapenem grubu antibiyotiklerin de etkisiz kalaca n düflündürmektedir. Plazmid kontrolundaki AmpC ß-laktamazlar Kromozom kontrolunda olan ve yukar daki bölümlerde söz edilen AmpC enzimlerinin 1989 y l ndan itibaren plazmid kontrolunda olan türleri bulunmaya bafllanm flt r. Bu enzimler indüklenebilen AmpC sentezledi i bilinen Enterobacter ve Citrobacter d fl nda E.coli, Klebsiella spp, Salmonella spp. ve Proteus mirabilis gibi bakterilerde de gözlenmektedir (42). Tüm ß-laktamazlarda oldu u gibi bunlarda da bir isim kargaflas yaflanm fl ve FOX, LAT, MIR, MOX, BIL, CMY olarak isimlendirilmifllerdir (42,43). Enzimler aras nda farkl l klar olabilmekle birlikte genel olarak bu enzimler de penisilinlere ve sefalosporinlere direnç oluflturmaktad r. ß-laktamaz inhibitörlerine dirençlidirler. Bu gruptaki enzimler karbapenem grubu antibiyotiklere karfl direnç oluflturmamakla birlikte permeabilitesi azalm fl olan bakterilerde bu grup antibiyotiklere karfl da direnç oluflmaktad r. Plazmid kontrolunda AmpC ß-laktamaz sentezleyen mikroorganizmalar n büyük ço unlu u yo un bak mda yatan, ß-laktam tedavisi alm fl, altta yatan hastal olan veya immünbask lanm fl kiflilerden izole edilmifl ve izolatlar n ço unda bu enzimin yan nda baflka bir ß-laktamaz n, hatta ESBL nin de bulundu u gösterilmifltir (42 ). Haemophilus influenzae ve Moraxella catarrhalis in ß-laktamazlar ß-laktamaz sentezi Haemophilus influenzae da ß- laktam antibiyotiklere karfl dirençte en önemli mekanizmad r (44). En s k bulunan enzim TEM-1 dir, daha nadir olarak ROB-1 bulunmaktad r (1). ß- laktamaz içeren sufllar penisilinlere dirençli ancak ß-laktamaz inhibitörlerine ve üçüncü kuflak sefalosporinlere duyarl d r (44,45). Türkiye de izole edilen H.ifluenzae larda izolatlar n %7 sinde ß- laktamaz sentezi saptanm flt r (46). Moraxella catarrhalis 1970 y l ndan sonra ß- laktamlara direnç göstermeye bafllam flt r. Bu mikroorganizmada bulunan BRO-1 veya BRO-2 ß- laktamazlar penisilin, ampisilin ve amoksisiline direnç oluflturmaktad r ve ß-laktamaz inhibitörlerine duyarl d r. Tüm dünyada M.catarrhalis in %75-90 nda ß-laktamaz bulunmaktad r (47). Sonuç Her antibiyotik grubunda oldu u gibi ß-laktam antibiyotiklere karfl da bakteriler direnç kazanmaya ve yeni direnç mekanizmalar gelifltirmeye devam edeceklerdir. Gelecek y llarda bugünkü ß- laktamazlara bir çok yenisi eklenecektir. Antibiyotiklerin k s tl kullan m, enfeksiyon kontrol önlemlerinin her hastanede uygulanmas, dirençle ilgili surveyans çal flmalar n n her merkezde devaml yap lmas ve antibiyotik kullan m ile direnç iliflkisinin kesin olarak belirlenmesini sa layacak çal flmalar n yürütülmesi, ß-laktamazlara ba l ß-laktam direncini azaltacak önlemlerden baz lar d r. KAYNAKLAR 1. Livermore DM. ß-lactamases in laboratory and clinical resistance. Clin Microb Rev 1995; 8:557-84. 2. Philippon A, Arlet G, Lagrange PH. Origin and impact of plasmid mediated extended-spectrum beta-lactamases. Eur J Clin Microbiol Infect Dis 1994; 13(Suppl 1): 17-29. 3. Medeiros AA. Cooperative evolution of mechanisms of ß-lactam resistance. Clin Microbiol Infect 2000 ; 6 (suppl 3) : 3-5. 4. Bush K, Jacoby GA, Medeiros AA. A functional classification scheme for ß-lactamases and its correlation with molecular structure. Antimicrob Agents Chemother 1995; 39: 1211-33. 5. Medeiros AA. ß-lactamases:quality and resistance. Clin Microbiol Infect 1997 ; 3 (suppl 4) : 2-9. 6. Bush K.Characterization of ß-lactamases. Antimicrob Agents Chemother 1989; 33: 259-63. 7. Livermore DM, Williams JD. ß-lactams: Mode of action and mechanisms of bacterial resistance 502-578 in Lorian V (ed) Antibiotics in Laboratory Medicine fourth edition, 1996, Williams & Wilkins, Baltimore.

108 Hacettepe T p Dergisi 8. Bush K, Jacoby G. Nomenclature of TEM ß- lactamases. J Antimicrob Chemother 1997; 39:1-3. 9. Hedberg M, Nord CE. Beta-lactam resistance in anaerobic bacteria: a review. J Chemother 1996; 8:3-16. 10. Galan JC, Reig M, Navas A, Baquero F, Blazquez J. ACI-1 from Acidaminococcus fermentans: characterization of the first beta-lactamase in anaerobic cocci. Antimicrob Agents Chemother 2000; 44: 3144-9. 11. Jones RN, Baquero F, Privitera G, Inoue M, Wiedemann B. Inducible ß-lactamase mediated resistance to third generation cephalosporins. Clin Microbiol Infect 1997; 3(suppl. 1): S7-S20. 12. Pecheré JC, Köhler T. Patterns and modes of ß- lactam resistance in Pseudomonas aeruginosa. Clin Microbiol Infect 1999; 5 (suppl.1): 15-18. 13. Livermore DM, Brown DFJ. Detection of ß- lactamase-mediated resistance. J Antimicrob Chemother 2001; 48(suppl.1): 9-64. 14. Jacobson KL, Cohen SH, Inciardi JF, King JH, Lippert WE, Iglesias T, VanCouwenberghe CJ. The relationship between antecedent antibiotic use and resistance to extended-spectrum cephalosporins in group I ß-lactamase-producing organisms. Clin Infect Dis 1995; 21: 1107-13. 15. Chow JW, Fine MJ, Shlaes DM, Quinn JP, Hooper DC, Johnson MP, Ramphal R, Wagener MM, Miyashiro DK, Yu VL. Enterobacter bacteremia:clinical features and emergence of antibiotic resistance during therapy. Annals of Internal Medicine 1991; 115: 585-90. 16. Heritage J, M Zali FH, Gascoyne-Binzi D, Hawkey PM. Evolution and spread of SHV extendedspectrum ß-lactamases in gram-negative bacteria. J Antimicrob Chemother 1999; 44:309-18. 17. Rahal JJ. Extended-spectrum ß-lactamases: how big is the problem? Clin Microbiol Infect 2000; 6 (suppl.2): 2-6. 18. Meyer KS, Urban C, Eagan JA, Berger BJ. Nosocomial outbreak of klebsiella infection resistant to late-generation cephalosporins. Annals of Internal Medicine 1993; 119: 353-8. 19. Gür D, Pitt TL, Hall LMC, Akal n HE, Livermore DM. Diversity of klebsiellae with extendedspectrum ß-lactamases at a Turkish university hospital. J Hosp Infect 1992; 22: 163-78. 20. Babini GS, Livermore DM. Antimicrobial resistance amongst Klebsiella spp. collected from intensive care units in southern and western Europe in 1997-1998. J Antimicrob Chemother 2000; 45: 183-9. 21. Gür D, Gültekin M, Ö ünç D, Gülay Z, Yulu N, Sümerkan B, Korten V, Mülaz mo lu L, Günayd n M, Leblebicio lu H. Comparative in vitro activity of piperacillin-tazobactam against gram negative nosocomial pathogens. 21st International Congress of Chemotherapy, Poster no 149. 4-7 July, 1999, Birmingham, U.K. 22. Garcia-Rodriguez JA, Jones RN, MYSTIC Programme Study Group. Antimicrobial resistance in gram-negative isolates from European intensive care units: data from the Meropenem Yearly Susceptibility Test Information Collection (MYSTIC) programme. J Chemother 2002; 14: 25-32. 23. Kim YK, Pai H, Lee HJ, Park SE, Choi EH, Kim J, Kim JH, Kim EC. Bloodstream infections by extended-spectrum ß-lactamase-producing Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae in children: epidemiology and clinical outcome. Antimicrob Agents Chemother 2002; 46:1481-91. 24. Quinn JP. Clinical significance of extendedspectrum ß-lactamases.Eur J Clin Microbiol Infect Dis 1994; 13(Suppl 1): 39-42. 25. Jacoby GA.. Genetics of extended-spectrum beta-lactamases Eur J Clin Microbiol Infect Dis 1994; 13 (suppl 1): 2-11. 26. Bush K. Is it important to identify extendedspectrum beta-lactamase-producing organisms? Eur J Clin Microbiol Infect Dis 1996; 15: 361-4. 27. Gold H.S., Moellering RC. Antimicrobial-Drug resistance. N Engl J Med 1996; 335: 1445-53. 28. Nordmann P, Ronco E, Naas T, Duport C, Michel- Briand Y, Labia R. characterization of a novel extended-spectrum ß-lactamase from Pseudomonas aeruginosa. Antimicrob Agents Chemother 1993; 37:962-9. 29. Danel F, Hall LMC, Gür D, Akal n HE, Livermore DM.Transferable production of PER-1 ß-lactamase in Pseudomonas aeruginosa. J Antimicrob Chemother 1995;35:281-94. 30. Vahabo lu H, Hall LM, Mülaz mo lu L, Dodanl S, Y ld r m, Livermore DM. Resistance to extended-spectrum cephalosporins, caused by PER-1 beta-lactamase in Salmonella typhimurium from stanbul, Turkey. J Med Microbiol 1995; 43:294-9. 31. Nordmann P, Guibert M. Extended-spectrum ß- lactamases in Pseudomonas aeruginosa. J Antimicrob Chemother 1998;42:128-31.

Gür: ß - Laktamazlar 109 32. Hall LMC, Livermore DM, Gür D, Akova M, Akal n HE. OXA-11, an extended-spectrum variant of OXA-10 (PSE-2) -lactamase from Pseudomonas aeruginosa. Antimicrob Agents Chemother 1993; 37:1637-44. 33. Danel F, Hall LMC, Gür D, Livermore DM. OXA- 14, Another extended-spectrum variant of OXA- 10(PSE-)ß-lactamase from Pseudomonas aeruginosa. Antimicrob Agents Chemother 1995; 39:1881-4. 34. Danel F, Hall L MC, Gür D, Livermore DM. OXA- 15, an extended-spectrum variant of OXA-2 ß- lactamase, isolated from a Pseudomonas aeruginosa strain. Antimicrob Agents Chemother 1997; 41:785-90. 35. Danel F, Hall LMC, Gür D, Livermore DM. OXA- 16, a further extended-spectrum variant of OXA- 10 ß-lactamase, from two Pseudomonas aeruginosa isolates. Antimicrob Agents Chemother 1998; 42: 3117-22. 36. Danel F, Hall LMC, Duke B, Gür D, Livermore DM. OXA-17, a further extended-spectrum variant of OXA-10 ß-lactamase, isolated from Pseudomonas aeruginosa. Antimicrob Agents Chemother 1999; 43: 1362-6. 37. Nicolas-Chanoine MH. Inhibitor-resistant ß- lactamases. J Antimicrob Chemother 1997; 40:1-3. 38. Arpin C, Labia R, Dubois V, Noury P, Souquet M, Quentin C. TEM-80, a novel inhibitor-resistant ß-lactamase in a clinical isolate of Enterobacter cloacae. Antimicrob Agents Chemother 2002; 46:1183-9. 39. Livermore DM. Acquired carbapenemases. J Antimicrob Chemother 1997;39:673-676. 40. Rasmussen BA, Bush K. Carbapenem-hydrolyzing ß-lactamases. Antimicrob Agents Chemother 1997; 41: 223-32. 41. Poirel L, Naas T, Nicolas D, Collet L, Bellais S, Cavallo JD, Nordmann P. Characterization of VIM-2, a carbapenem-hydrolizing metallo-ßlactamase and its plasmid-and integron-borne gene from a Pseudomonas aeruginosa clinical isolate in France. Antimicrob Agents Chemother 2000; 44: 891-7. 42. Philippon A, Arlet G, Jacoby GA. Plasmiddetermined AmpC-type ß-lactamases. Antimicrob Agents Chemother 2002; 46: 1-11. 43. Philippon A, Arlet G, Lagrange PH. Origin and impact of plasmid mediated extended-spectrum beta-lactamases. Eur J Clin Microbiol Infect Dis 1994; 13(Suppl 1): 17-29. 44. Baquero F, Barrett JF, Courvalin P, Morrissey I, Piddock L, Novick WJ. Epidemiology and mechanisms of resistance among respiratory tract pathogens. Clin Microbiol Infect 1998; 4(suppl.2): 19-26. 45. Goldstein FW, Acar JF. Epidemiology of antibiotic resistance in Haemophilus influenzae. Microbial Drug Resistance 1995; 1(2): 131-5. 46. Gür D, Özalp M, Sümerkan B, Kaygusuz A, Töreci K, Köksal, Över U, Söyletir G. Prevalence of antimicrobial resistance in Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae, Moraxella catarrhalis and Streptococcus pyogenes : results of a multicenter study in Turkey. Int J Antimicrob Agents 2002; 19:207-11. 47. Bandak SI, Turnak MR, Allen BS, Bolzon LD, Preston DA, Bouchillon SK, Hoban DJ. Antibiotic susceptibilities among recent clinical isolates of Haemophilus influenzae and Moraxella catarrhalis from fifteeen countries. Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2001; 20: 55-60.