ANKEM Derg 2007;21(1):5-9. TOPLUM KAYNAKLI ÜR NER S STEM NFEKS YONLARINDAN ZOLE ED LEN ESCHERICHIA COLI SUfiLARINDA GEN filem fi SPEKTRUMLU BETA-LAKTAMAZ VE BAZI ANT B YOT KLERE D RENÇ SIKLI ININ ARAfiTIRILMASI* Esra KOÇO LU*, O uz KARABAY**, Nevin KOÇ NCE**, Fatma ÖZKARDEfi*, Rasime YILDIRIM* *Abant zzet Baysal Üniversitesi T p Fakültesi, Mikrobiyoloji ve Klinik Mikrobiyoloji Anabilim Dal, BOLU **Abant zzet Baysal Üniversitesi T p Fakültesi, nfeksiyon Hastal klar ve Klinik Mikrobiyoloji Anabilim Dal, BOLU ÖZET Toplum kaynakl üriner sistem infeksiyonlar ndan izole edilen Escherichia coli sufllar nda, genifllemifl spektrumlu beta-laktamaz (GSBL) s kl ile bu infeksiyonlarda s kl kla kullan lan baz antibiyotiklere karfl direnç s kl n n belirlenmesi amaçlanm flt r. Üriner sistem yak nmalar ile ayaktan baflvuran hastalar n idrar örneklerinden izole edilen E.coli sufllar n n CLSI önerileri do rultusunda çeflitli antibiyotiklere duyarl l k testi yap lm flt r. Bu sufllar n GSBL üretimi çift disk sinerji testiyle taranm fl ve kombine disk kullan larak fenotipik do rulama testi yap lm flt r. Taranan 267 E.coli suflunun dokuzunun (% 3.4) GSBL pozitif oldu u tespit edilmifltir. Üriner sistem infeksiyonlar nda s kça kullan lan gentamisine % 10.1, amikasine % 1.8, siprofloksasine % 16.8 ve trimetoprim/sulfametoksazole % 30.3 oran nda direnç saptanm flt r. Sonuçlar m za göre, hastane kaynakl infeksiyonlar n tedavisinde problem oluflturan GSBL üreten kökenlerin, art k toplum kaynakl infeksiyonlar için de etken olabilece i düflünülmüfltür. Bu nedenle, toplum kaynakl üriner infeksiyonlarda, uygun antibiyotik tedavisine ra men klinik düzelme saptanamayan olgularda, GSBL varl etyolojide düflünülmelidir. Anahtar sözcükler: antibiyotik direnci, Escherichia coli, genifllemifl spektrumlu beta-laktamaz, toplum kaynakl üriner sistem infeksiyonlar SUMMARY The Frequency of Extended Spectrum Beta-lactamase Production and Antibiotic Susceptibility of Escherichia coli Strains Isolated from Community-acquired Urinary Tract Infections In this study, it was aimed to investigate the frequency of extended spectrum beta-lactamase (ESBL) production and resistance to frequently used antibiotics in Escherichia coli strains isolated from community-acquired urinary tract infections. Antibiotic susceptibility tests were performed according to the recommendations of the Clinical and Laboratory Standards Institute. ESBL production of these strains was investigated by double disk synergy test, and phenotypically confirmed by combined disk test. Extended spectrum beta-lactamase was detected in nine (3.4 %) of 267 E.coli strains. Resistance to tested antibiotics were found as follows: 10.1 % to gentamicin, 1.8 % to amikacin, 16.8 % to ciprofloxacin and 30.3 % to trimethoprim/sulfametoxazole. Our results show that extended spectrum beta-lactamase production that causes problems in the treatment of hospital-acquired infections can also cause troubles in the treatment of community-acquired infections. For this reason, ESBL production should be considered in the etiology of community-acquired urinary tract infections, if clinical improvement can not be achieved in spite of suitable antibiotic therapy. Keywords: antibiotic resistance, community-acquired urinary tract infections, Escherichia coli, extended spectrum beta-lactamase Yaz flma adresi: Esra Koço lu. Abant zzet Baysal Üniversitesi T p Fakültesi, Mikrobiyoloji ve Klinik Mikrobiyoloji Anabilim Dal, BOLU Tel.: (0374) 253 46 56/3211, (0542) 342 91 49 e-posta: kocogluesra@yahoo.com Al nd tarih: 05.12.2006, revizyon kabulü: 28.12.2006 *XII. Türk Klinik Mikrobiyoloji ve nfeksiyon Hastal klar (KL M K) Kongresi nde sunulmufltur (16 20 Kas m 2005, Antalya) 5
E. Koço lu ve ark. G R fi drar yolu infeksiyonlar n n etkenleri aras nda en s k saptanan bakteriler Enterobacteriaceae ailesinin üyeleridir. Bu aile içinde de toplum kaynakl üriner sistem infeksiyonlar nda s kl kla izole edilen bakteri Escherichia coli dir (17,18,20). Enterobacteriaceae ailesinin genifllemifl spektrumlu beta-laktamaz (GSBL) üreten üyeleri penisilinlere, dar ve genifl spektrumlu sefalosporinlere ve aztreonama dirençlidirler (4,20). Bu mikroorganizmalar ayn zamanda aminoglikozidlere, trimetoprim-sulfametoksazole (TMP-SMZ) ve kinolonlara da s kl kla dirençlidir. Enterobakterilerde görülen direnç dikkat gerektiren önemli bir problemdir (5,18). Yeni kuflak beta-laktam antibiyotiklere karfl Gram negatif bakterilerde görülen direnç tüm dünyada ve ülkemizde h zla artmaktad r. Bakteriler bu grup antibiyotiklere en s k betalaktamaz enzimlerini üreterek direnç gelifltirirler (13,19). GSBL direncini bakteriler aras nda tafl yan plazmidler ço unlukla di er antibiyotiklere karfl direnci de tafl maktad r (12,19). Böyle bir sorunun varl tedavi olanaklar n k s tlamaktad r. Hastane kaynakl infeksiyonlarda etkenin GSBL üretmesi ciddi bir sorun olarak varl n sürdürürken toplum kaynakl infeksiyonlarda da GSBL pozitifli i günden güne artmakta ve tedavi baflar s n ciddi ölçüde olumsuz olarak etkilemektedir (5,18). Toplumdan kazan lm fl olan infeksiyonlar n tedavisi ço unlukla ampirik olarak yap lmakta ve antibiyotik duyarl l klar nda ortaya ç - kan direnç farkl l klar tedavide baflar s zl klara yol açarak maddi kay plara neden olmaktad r. Bu yüzden hastane kaynakl izolatlar n direnç oran n n belirlenmesi kadar toplum kaynakl izolatlar n direnç oran n n belirlenmesi de önemlidir. Bu çal flmada toplum kaynakl üriner sistem infeksiyonlar ndan izole edilen E.coli sufllar nda GSBL oluflturma ve bu infeksiyonlarda s kl kla kullan lan antibiyotiklere karfl direnç s kl n n belirlenmesi amaçlanm flt r. GEREÇ VE YÖNTEM Çal flmada kullan lan sufllar, Abant zzet Baysal Üniversitesi zzet Baysal T p Fakültesi Mikrobiyoloji laboratuvar nda Eylül 2003-Temmuz 2005 tarihleri aras nda üriner sistem yak nmalar ile ayaktan baflvuran hastalar n idrar örneklerinden izole edilmifltir. Laboratuvar m zda idrar örneklerinin ekimleri standart ölçülü özeyle kanl agara ve eosin metilen blue agara yap lmaktad r. Koloni morfolojisi, Gram yöntemiyle boyanma özelli i, biyokimyasal testler ve gerekti i durumlarda API 32E (biomerieux, Marcy L Etoile, Fransa) ticari kitleri kullan larak bakteri tan mlamas na gidilmifltir. Orta ak m idrar olarak toplanan idrar örneklerinin kültürü yap larak idrar n 10 5 /ml veya daha fazla say - da koloni oluflturan E.coli izolatlar çal flma yap l ncaya kadar skim milk içinde -20 C de saklanm fl, çal flma yap laca zaman yeniden canland r larak antibiyotik duyarl l k testlerinde kullan lm flt r. Duyarl l k testleri Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) önerileri do rultusunda Kirby-Bauer disk difüzyon yöntemi ile yap lm flt r (7). GSBL pozitifli i çift disk sinerji testi ile araflt r lm flt r. Bunun için standart prosedürlere göre inokülasyon yap lan Mueller Hinton agarda amoksisilin/klavulanik asit (AMC) diski ortada olacak flekilde etraf na sefotaksim, seftazidim ve aztreonam diskleri merkezden merkeze 25 mm uzakl kta olacak flekilde yerlefltirilmifltir (13). Haz rlanan plaklar 35 C de 18-24 saat bekletilmifl ve disklerden herhangi birinin AMC diskine bakan taraf nda inhibisyon zonunda geniflleme olmas ve/veya iki inhibisyon zonu aras ndaki bakteri üreyen alanda üremenin olmad bir bölgenin görülmesi GSBL pozitifli i olarak de erlendirilmifltir. Ayr ca fenotipik do rulama yapmak için tüm izolatlar n antibiyogram plaklar na, seftazidim-klavulanik asit diski (30 µg/10 µg, Oxoid) de eklenmifltir. Seftazidim-klavulanik asit diskinin oluflturdu u duyarl l k zon çap n n seftazidim diskinin tek bafl - na oluflturdu u zon çap ndan 5 mm ve daha fazla olmas GSBL pozitifli i olarak de erlendirilmifltir. Üriner sistem infeksiyonlar nda s kl kla 6
Toplum kaynakl üriner sistem infeksiyonlar ndan izole edilen Escherichia coli sufllar nda genifllemifl spektrumlu beta-laktamaz ve baz antibiyotiklere direnç s kl n n araflt r lmas tercih edilen antibiyotiklerden gentamisin (10 µg, Oxoid), amikasin (30 µg, Oxoid), TMP-SMZ (1.25/23.75 µg, Oxoid) ve siprofloksasine (5 µg, Oxoid) karfl duyarl l k oranlar kaydedilmifltir. BULGULAR Çal flmadaki 267 suflun 197 si eriflkin ve 70 i çocuk yafl grubundan izole edilmifltir. Toplam 267 E.coli suflunun dokuzunda (% 3.4) GSBL saptanm flt r. Üriner sistem infeksiyonlar nda s kl kla tercih edilen antibiyotiklerden TMP- SMZ e % 30.3, siprofloksasine %16.8, gentamisine % 10.1 ve amikasine % 1.8 oran nda direnç saptanm flt r. Genifllemifl spektrumlu beta-laktamaz üreten 9 suflun 5 inin (% 56) TMP-SMZ e, 3 ünün (% 33) siprofloksasin ve gentamisine dirençli oldu u bulunurken amikasine direnç saptanmam flt r. TARTIfiMA Antibiyotiklere direnç, infeksiyonlar n tedavi edilmesinde karfl lafl lan en önemli sorunlardan biridir. Toplum kaynakl infeksiyonlarda antibiyotik direnç oranlar n n bilinmesi ampirik tedavinin etkinli i ve baflar s aç s ndan önemlidir. Yap lan çal flmalarda toplum kaynakl üriner sistem infeksiyonlar nda s kl kla E.coli (% 56.3 77.3) izole edildi i vurgulanm flt r (17,18). Hastanemize baflvuran toplum kaynakl üriner sistem infeksiyonlu hastalar n % 67.9 undan E.coli izole edilmifltir. Toplum kaynakl üriner infeksiyonlardan sorumlu olan bu sufllar n çeflitli antibiyotiklere direnci ve GSBL üretimi ülkeden ülkeye, bölgeden bölgeye farkl l k göstermektedir. Bu farkl l klar epidemiyolojik faktörlere, infeksiyon kontrol önlemlerine ve antibiyotik kullan m politikalar na ba lanmaktad r. Son y llarda yap lan çal flmalarda toplum kaynakl üriner sistem infeksiyonlar ndan izole edilen E.coli sufllar nda farkl oranlarda GSBL üretimi bildirilmektedir (1,3,6,8). Astal ve ark. (3) toplum kaynakl üriner sistem infeksiyonlar ndan izole edilen E.coli sufllar nda % 3.3 oran nda GSBL pozitifli i bildirmifllerdir. De Champs ve ark. (8) Fransa da E.coli sufllar nda GSBL pozitifli i oran n % 0.2 olarak bildirmifllerdir. Ayn ülkede 2003 y l nda yap lan bir di er çal flmada E.coli sufllar içinde GSBL pozitifli i % 0.3 olarak bulunmufltur (1). spanyada yap lan bir çal flmada ise 4 y ll k bir süreçte GSBL üreten toplum kaynakl E.coli oran n n % 0.4 ten % 1.7 ye yükseldi i bildirilmifltir (6). Yap lan bu çal flmalarla, çal flmam zda saptad m z oran benzerdir. Ülkemizde yap lan çeflitli çal flmalarda toplum kaynakl üriner sistem infeksiyonlar ndan izole edilen E.coli sufllar nda farkl oranlarda GSBL pozitifli i bildirilmifltir. Ertu rul ve Çolak (11) E.coli lerde GSBL s kl n % 7, Pullukçu ve ark. (19) % 17.7 olarak bildirmifllerdir. Özden ve ark. (16) ise toplum kaynakl üriner sistem infeksiyonlar ndan izole ettikleri E.coli sufllar nda % 8.3 oran nda GSBL pozitifli i saptad klar - n bildirmifllerdir. Çal flmam zda E.coli sufllar - n n GSBL üretme oran ülkemizde yap lan çal flmalarla karfl laflt r ld nda daha düflüktür. Calbo ve ark. (6) GSBL pozitifli inin gün geçtikçe artt n ve daha önce antibiyotik kullan lmas n n risk faktörü olarak önemli pay oldu- unu vurgulanmaktad r. Klinisyenler artan bu direnç oranlar n göz önünde bulundurarak beta-laktam antibiyotikler yerine beta-laktam olmayan antibiyotikleri tercih etmektedirler. Komplike olmayan idrar yolu infeksiyonlar nda s kl kla kullan lan antibiyotikler siprofloksasin ve TMP-SMZ e karfl direncin yap lan son çal flmalarda giderek artt vurgulanmaktad r. Bu çal flmalarda toplum kaynakl sufllar n en fazla TMP-SMZ e dirençli oldu u tesbit edilmifltir (% 36-63) (2,10,14,15,21,22). Toplum kaynakl üriner sistem infeksiyonlar nda dikkat çeken di er bir nokta da giderek artan siprofloksasin direncidir. Literatüre bak ld nda Uzunovic-Kamberovic (22) dört y ll k bir araflt rmada antibiyotiklere karfl geliflen direnç oranlar n araflt rm fllar ve siprofloksasine karfl y llar içinde direncin giderek artt n vurgulam flt r. Lau ve ark. (14) idrar yolu infeksiyonu etkeni olarak izole ettikleri E.coli sufllar nda siprofloksasin direncini % 17 olarak bulmufllard r. Çal flmam zda da bu antibiyotiklere karfl benzer direnç oranlar bulunmufltur. Yap lan çal flmalarda GSBL üreten suflla- 7
E. Koço lu ve ark. r n beta-laktam s n f ndan olmayan antibiyotiklere de s kl kla dirençli oldu u vurgulanm flt r. Astal ve ark. (3) çal flmalar nda GSBL üreten sufllar n % 81 inin TMP-SMZ e ve % 54.5 inin siprofloksasine dirençli oldu unu vurgulam fllard r. Özden ve ark. (16) ise GSBL üreten sufllar n % 70.4 ünün TMP-SMZ e ve % 59.3 ünün siprofloksasine dirençli oldu unu bildirmifllerdir. Çal flmam zda da GSBL üreten sufllar n TMP- SMZ ve siprofloksasine direnç oranlar n n yüksek oldu u saptanm flt r. Toplum kökenli üriner sistem infeksiyonu etkeni E.coli sufllar nda GSBL s kl n n araflt r ld bu çal flmada % 3.4 oran nda GSBL tespit edilmifl olmas yak n gelecekte toplum kaynakl üriner sistem infeksiyonlar nda ciddi problemler yaflanabilece ini düflündürmektedir. Kullan mda yüzlerce antibiyotik olmas na ra men, direncin de h zla artmas antibiyotiklerin ak lc kullan m n zorunlu hale getirmektedir. Tedavi baflar s zl görülen toplum kaynakl infeksiyonlarda GSBL olas l düflünülmelidir (9). Yak n bir gelecekte GSBL nedeniyle tedavi baflar - s zl klar nda art fl görülebilir. Bunu önlemek amac yla, antibiyotik kullanma kalitesi iyilefltirilmeli, klinisyenler antibiyotik kullan m hakk nda bilgilendirilmeli, bölgesel direnç oranlar saptanmal ve buna göre antibiyotik kullanma politikalar oluflturulmal d r. KAYNAKLAR 1. Arpin C, Dubois V, Coulange L et al: Extended-spectrum beta-lactamase-producing Enterobacteriaceae in community and private health care centers, Antimicrob Agents Chemother 2003;47(11):3506-14. 2. Arslan H, Azap OK, Ergonul O, Timurkaynak F and Urinary Tract Infection Study Group: Risk factors for ciprofloxacin resistance among Escherichia coli strains isolated from community-acquired urinary tract infections in Turkey, J Antimicrob Chemother 2005;56(5):914-8. 3. Astal Z, Sharif FA, Abdallah SA, Fahd MI: Extended spectrum beta-lactamases in Escherichia coli isolated from community-acquired urinary tract infections in the Gaza Strip, Paletsine, Ann Saudi Med 2004;24(1):55-7. 4. Bhattacharya S: ESBL- from petri dish to the patient, Indian J Med Microbiol 2006;24(1):20-4. 5. Bradford PA: Extended-spectrum beta-lactamases in the 21st century: characterization, epidemiology, and detection of this important resistance threat, Clin Microbiol Rev 2001;14(4):933-51. 6. Calbo E, Romani V, Xercavins M et al: Risk factors for community-onset urinary tract infections due to Escherichia coli harbouring extended-spectrum beta-lactamases, J Antimicrob Chemother 2006;57(4):780-3. 7. Clinical and Laboratory Standards Institute: Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing; Fifteenth Informational Supplement M100-S15, CLSI, Wayne, PA (2005). 8. De Champs C, Sirot D, Chanal C, Bonnet R, Sirot J: A 1998 survey of extended-spectrum beta-lactamases in Enterobacteriaceae in France. The French Study Group, Antimicrob Agents Chemother 2000;44(11):3177-9. 9. Del Carmen Rodriguez M, Vera DE, Ramirez-Ronda CH, Saavedra S: Phenotypic confirmation of extendedspectrum beta-lactamases (ESBL) in clinical isolates of Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae at the San Juan Veterans Affairs Medical Center, P R Health Sci J 2004;23(3):207-15. 10. Dimitrov TS, Udo EE, Emara M, Awni F, Passadilla R: Etiology and antibiotic susceptibility patterns of community-acquired urinary tract infections in a Kuwait hospital, Med Princ Pract 2004;13(6):334-9. 11. Ertugrul MB, Çolak N: drardan izole edilen toplum kökenli Escherichia coli sufllar n n antibiyotik duyarl l klar, ANKEM Derg 2004;18(3):161-5. 12. Esen fi: ESBL lerin epidemiyolojik özellikleri, Köksal (ed): Yeni ve Yeniden Gündeme Gelen nfeksiyonlar; Genifllemifl Spektrumlu Beta-Laktamazlar (ESBL) kitab nda s.26-30, Bilimsel T p Yay nevi, Ankara (2004). 13. Gülay Z: ESBL lerin tan yöntemleri, Köksal (ed): Yeni ve Yeniden Gündeme Gelen nfeksiyonlar; Genifllemifl Spektrumlu Beta-Laktamazlar (ESBL) kitab nda s.13-25, Bilimsel T p Yay nevi, Ankara (2004). 14. Lau SM, Peng MY, Chang FY: Resistance rates to commonly used antimicrobials among pathogens of both bacteremic and non-bacteremic community-acquired urinary tract infection, J Microbiol Immunol Infect 2004;37(3):185-91. 15. Matute AJ, Hak E, Schurink CA et al: Resistance of uropathogens in symptomatic urinary tract infections in Leon, Nicaragua, Int J Antimicrob Agents 2004;23(5):506-9. 16. Ozden M, Kalkan A, Demirdag K, Kilic SS, Ozdarendeli A: Ciprofloxacin and co-trimoxazole resistance and extended spectrum beta-lactamase production in Escherichia coli strains isolated from urinary tract infections, Int J Antimicrob Agents 2003;21(5):492-3. 17. Özsüt H: drar yollar infeksiyonlar, Topçu AW, Söyletir G, Do anay M (eds): nfeksiyon Hastal klar, 2. bask kitab nda s.1059-64, Nobel T p Kitapevleri, stanbul (2002). 18. Paterson DL: Resistance in gram-negative bacteria: Enterobacteriaceae, Am J Infect Control 2006;34(5 Suppl 1):S20-8. 19. Pullukçu H, Taflbakan M, Aydemir fi ve ark: drar kültürlerinden soyutlanan bakteriler ve çeflitli antibiyotiklere in-vitro duyarl l klar n n de erlendirilmesi, AN- 8
Toplum kaynakl üriner sistem infeksiyonlar ndan izole edilen Escherichia coli sufllar nda genifllemifl spektrumlu beta-laktamaz ve baz antibiyotiklere direnç s kl n n araflt r lmas KEM Derg 2006;20(1):26-30. 20. Sobel JD, Kaye D: Urinary tract infections, Mandell GL, Bennett JE, Dolin R(eds): Principle and Practice of Infectious Disease, 6th ed. kitab nda s.875-905, Churchill Livingstone, Philadelphia (2005). 21. fiencan, Sevinç ME: Toplum kökenli üropatojen Escherichia coli izolatlar nda antimikrobiyal direncin izlemi, Klimik Derg 2002;15(3):85-8. 22. Uzunovic-Kamberovic S: Antibiotic resistance of coliform organisms from community-acquired urinary tract infections in Zenica-Doboj Canton, Bosnia and Herzegovina, J Antimicrob Chemother 2006;58(2):344-8. 9