Özgün Araştırma

Yoğun Bakım Ünitelerinde İzole Edilen Acinetobacter Baumannii İzolatlarının Kolistin MİK Değerlerinin ve Direnç Genlerinin İrdelenmesi

10.4274/tybd.galenos.2020.47965

  • Yücel Duman
  • Mehmet Sait Tekerekoğlu

Gönderim Tarihi: 07.02.2020 Kabul Tarihi: 22.05.2020 J Turk Soc Intens Care 2021;19(2):71-75

Amaç:

Acinetobacter baumannii yoğun bakım ünitelerinde yatan hastalarda sağlık bakımı ilişkili enfeksiyonlara neden olan fırsatçı bir patojendir. A. baumannii farklı mekanizmalarla hızlı bir şekilde antimikrobiyallere karşı direnç geliştirebilmektedir. Çoklu ilaç dirençli (ÇİD) izolatlarının oluşturduğu enfeksiyonlar; morbidite ve mortalitesi yüksek, uzun süreli hospitalizasyon gerektiren enfeksiyonlardır. Kolistin, ÇİD A. baumannii izolatlarına karşı kullanılabilen son antimikrobiyallerden biridir. Bu izolatlarının artmasına bağlı olarak kolistin kullanımı tüm dünyada artmıştır. Çalışmamızda yoğun bakım ünitelerinde yatan hastaların kan kültürlerinden izole edilen ÇİD A. baumannii izolatlarında kolistin direnç oranlarının, minimum inhibitör konsantrasyon (MİK) değerlerinin ve kolistin direncine neden olan plazmid aracılı yayılım gösteren direnç genlerinin araştırılması amaçlanmıştır.

Gereç ve Yöntem:

Çalışmamıza Ocak 2017-Aralık 2018 tarihleri arasında laboratuvarımızda kan kültür örneklerinden izole edilen 97 A. baumannii izolatı alındı. İzolatların MİK değerleri Avrupa Antimikrobiyal Duyarlılık Testi Komitesi önerileri doğrultusunda broth mikrodilüsyon yöntemiyle araştırıldı. Polimeraz zincir reaksiyonu ile kolistin direnç gen bölgeleri mcr 1-5 çalışıldı.

Bulgular:

Çalışılan A. baumannii izolatlarının 8’i (%8,2) dirençli, 89’u (%91,8) duyarlı saptandı. Kolistin MİK50 değeri 0,5 μg/mL, MİK90 değeri 2 μg/mL olarak bulundu. Kolistin direncinin horizontal yayılım tehlikesi açısından araştırılan plazmid aracılı mcr gen bölgeleri (1-5 mcr genleri) belirlenemedi.

Sonuç:

Kolistin hastanemiz yoğun bakım ünitelerinde yatan hastaların, A. baumannii izolatlarına bağlı enfeksiyonlarının tedavisinde hala etkin olarak kullanılabilecek önemli bir antimikrobiyaldir. Ancak kolistine karşı direnç gelişimini önlemek için, irrasyonel antibiyotik kullanımı engellenerek antimikrobiyal duyarlılık testi sonuçlarına göre tedavi uygulanması gerekmektedir. Ayrıca dirençli izolatların hastanelerde kolonizasyonunun önlemesi için gerekli enfeksiyon kontrol önlemlerinin alınmasının önemli olduğu kanısındayız.

Anahtar Kelimeler: Acinetobacter baumannii, kolistin, yoğun bakım ünitesi

Giriş

Yoğun bakım ünitelerinde (YBÜ) yatan hastalarda gelişen enfeksiyonlar gerek hastaların çoklu organ yetmezliği ve gerekse de etken mikroorganizmanın antimikrobiyal direnci nedeniyle yüksek mortalite ve morbiditeye neden olmaktadır (1-3). Bu enfeksiyonlar tüm sağlık bakım ilişkili enfeksiyonların yaklaşık yarısını oluşturmaktadır. Acinetobacter baumannii immün yetmezlikli, ventilatör bağımlı hastalarda sepsis, pnömoni, menenjit ve yara enfeksiyonlarına neden olan fırsatçı bir patojendir (1,2). A. baumannii’nin sağlık bakım ilişkili enfeksiyonların %3-20’den sorumlu olduğu ve YBÜ A. baumannii’ye bağlı enfeksiyonlarının mortalite oranının %50-60 arasında olduğu bildirilmektedir (2,3). Dolayısıyla YBÜ gelişen enfeksiyonlarda etkenlerin takibi, kontrol önlemlerinin planlanması, uygulanması, sonuçların gözlenmesi ve uygun tedavi stratejilerinin geliştirilmesi için önem taşımaktadır.

A. baumannii çoklu ilaç direnci (ÇİD) ve enfeksiyonlarının artması nedeniyle tedavi yönetiminde önemli sorunlara yol açmaktadır. A. baumannii günümüzde antimikrobiyal direnç krizindeki temel faktörlerden biri olarak kabul edilmektedir. Ayrıca YBÜ en sık rastlanılan fırsatçı patojendir (4,5). Orta Asya ve Doğu Avrupa Antimikrobiyal Direnç Sürveyans Ağı (CAESAR) 2017 yılı raporunda dünyada invaziv örneklerden YBÜ izole edilen Acinetobacter oranının %23, 2018’de %21 olduğunu, tüm dünyada ÇİD’ye (kinolonlar, aminoglikozidler ve karbapenemler) sahip Acinetobacter oranının ise 2017’de %57, 2018 raporunda %62 olduğu bildirilmektedir. Türkiye’de ise ÇİD’ye sahip Acinetobacter oranının 2017 %76, 2018 %78 olarak belirtmiştir (6,7). ÇİD’ye sahip A. baumannii izolatlarının tedavisi için mevcut terapötik seçenekler kolistin ve tigesiklin ile sınırlıdır. Ancak, tigesiklinin farmakokinetik profili ve düşük serum konsantrasyonları nedeniyle bakteriyemi tedavisi için uygun bir seçenek değildir (8).

Ciddi nefrotoksik etkileri nedeniyle kullanılmayan polimiksinler, ÇİD Gram-negatif bakteriler (özellikle A. baumannii) ile oluşan enfeksiyonların sıklığında artış ve tedavilerinde yaşanan yetersizlikler nedeniyle son yıllarda, tekrar gündeme gelmişlerdir. Klinik olarak kullanılan en popüler polimiksin ailesi üyesi antimikrobiyal kolistindir. Kolistinin klinikte ÇİD bulunan A. baumannii’nin neden olduğu enfeksiyonlarda ve özellikle de kolistin dışındaki diğer antibiyotiklere direnç varlığında kullanılması önerilmektedir. Ancak, son raporlar kolistin direncinin tüm dünyada, sık kullanımına bağlı olarak arttığını göstermektedir (9-11).

Çalışmamızda YBÜ yatan hastaların kan kültürlerinden izole edilen ÇİD sahip A. baumannii izolatlarında kolistin direnç oranlarının, minimum inhibitör konsantrasyon (MİK) değerlerinin ve kolistin direncine neden olan plazmid aracılı yayılım gösteren direnç genlerinin araştırılması amaçlanmıştır.


Gereç ve Yöntem

Örnekler ve İdentifikasyon

Çalışmamıza Ocak 2017-Aralık 2018 tarihleri arasında tıbbi mikrobiyoloji laboratuvarında kan kültür örneklerinden izole edilen 97 A. baumannii izolatı alındı. Aynı hastaya ait tekrarlayan örnekler çalışma dışı tutuldu.

Kan kültür şişelerinde laboratuvarımıza gönderilen örnekler, BACT/ALERT 3D (BioMérieux, France) tam otomatize kan kültür sisteminde 5 gün inkübasyonda bırakıldı. Pozitif sinyal veren kan kültür örnekleri; %5 koyun kanlı agar, eozin metilen blue agar besiyerlerine ekimi yapıldı. On sekiz-24 saat inkübe edildi. İnkübasyon sonrası saf olarak üreyen izolatların identifikasyonu Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization Time of Flight Mass Spectrometry (BioMérieux, France) ve konvansiyonel yöntemler ile yapıldı.

Broth Mikrodilüsyon

Broth mikrodilüsyon (BMD); Avrupa Antimikrobiyal Duyarlılık Testi Komitesi (EUCAST) kurallarına göre 96 kuyucuklu BMD panelleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. BMD MİK test aralığı 32 µg/mL-0,06 µg/mL olarak belirlenerek çalışıldı. EUCAST önerileri doğrultusunda BMD yöntemi ile MİK değeri 2 µg/mL ve altında bulunan izolatlar duyarlı, üstünde bulunan izolatlar dirençli olarak yorumlandı (12).

Kolistin dışında diğer antimikrobiyallerin duyarlılıkları otomatize sistem (MicroScan, Simens, USA) ve EUCAST önerileri doğrultusunda Kirby-Bauer disk diffüzyon yöntemi kullanılarak belirlendi.

Kolistin Direnç Genlerinin Moleküler Analizi

Kolistin için direnç gen bölgeleri mcr 1-5 Rebelo ve ark. (13) tarif ettiği şekilde multipleks polimeraz zincir reaksiyonu (PZR) ile çalışıldı. Çalışılan primer setlerine ait gen bölgeleri Tablo 1’de gösterilmektedir.

İstatistiksel Analiz

Çalışma verilerinin değerlendirilmesinde tanımlayıcı istatiksel analiz kullanıldı.


Bulgular

Altın standart olan BMD yöntemi ile 8 (%8,2) izolat dirençli, 89 (%91,8) izolat duyarlı saptandı. BMD ile A. baumannii kolistin MİK50 0,5 µg/mL, MİK90 2 µg/mL olarak belirlendi (Tablo 2). Kolistin direncinin horizontal yayılım tehlikesi açısından, plazmid aracılı mcr gen bölgelerinin varlığı araştırıldı. Ancak, plazmid aracılı kolistin direnci ile ilişkili mcr gen bölgeleri (1-5 mcr genleri) bulunamamıştır. Kolistin ve diğer antimikrobiyallerin direnç oranları Şekil 1’de gösterilmiştir.


Tartışma

İlk olarak 1939 yılında tanımlanan A. baumannii çevresel olarak toprak ve suda bulunan Gram-negatif kokobasildir. İnsanda ise derinin bakteriyel florasında özellikle aksilla, kasık, tırnak gibi nemli bölgelerde bulunabilmektedir (14). Ancak hastane ortamına kolonize olabilmekte, başta YBÜ olmak üzere cerrahi ve dahili ünitelerde yatan kritik hastalarda sağlık bakımı ilişkili enfeksiyonlara neden olduğundan, en önemli fırsatçı patojenler arasında yer almaktadır (1,5). Hastalık Kontrol ve Önleme Merkezleri verilerine göre, ÇİD’ye sahip A. baumannii izolatları YBÜ enfeksiyonlarının %20’sini, fiziksel olarak tıbbi ekipmana bağlı olan hastalarda enfeksiyonların %7’sini oluşturmaktadır (15).

A. baumannii özellikle altta yatan patolojileri olan bağışıklık sistemi baskılanmış hastalarda sağlık bakım ilişkili pnömoni ve kan dolaşımı enfeksiyonlarının önemli bir nedeni olarak karşımıza çıkmaktadır. ABD’de yılda yaklaşık 12.000 A. baumannii enfeksiyonu ve bu enfeksiyonlara bağlı 500 ölümle meydana geldiği tahmin edilmektedir (16). A. baumannii ile oluşan enfeksiyonlar için risk faktörleri arasında; ileri yaş, altta yatan ciddi hastalıkların varlığı, immün yetmezlik, majör travma veya yanık yaralanmaları, invaziv işlemler, kalıcı kateterlerin varlığı, mekanik ventilasyon, uzatılmış hastanede kalış ve daha önce antimikrobiyal tedavi özellikle üçüncü kuşak sefalosporinler, florokinolonlar ve karbapenemler uygulanması yer almaktadır (2,6).

Son yıllarda destekleyici tedavilerin, invaziv girişimlerin artması ve hastanelerde irrasyonel ve uzun süreli antibiyotik tedavisi, özellikle A. baumannii izolatlarında antibiyotik direncinin yayılmasını ve ÇİD’ye sahip izolatların seleksiyonunu kolaylaştırmaktadır. A. baumannii birçok antimikrobiyale çeşitli mekanizmalar ile direnç geliştirmesi sonucu enfeksiyonlarının tedavisinde kullanılan ampisilin-sulbaktam, seftazidim, florokinolonlar, kotrimoksazol, amikasin ve tetrasiklin gibi antimikrobiyaller yetersiz kalmaktadır. Karbapenemler şu anda enfeksiyonlara karşı tercih edilen antibiyotiklerdir, ancak son yıllarda direnç oranları önemli ölçüde artmıştır (4,5). 2017 yılı CAESAR raporunda ülkemizde A. baumannii izolatlarında karbapenem direncinin %92, 2018 yılı raporunda %91 olarak bildirmektedir (6,7). Çalışmamızda karbapenem grubu antimikrobiyallerden imipenem ve meropeneme direnç oranını %98 olarak belirledik. Benzer şekilde aminoglikozidler, kinolonlar ve sefalosporinlere karşıda yüksek oranda direnç saptadık.

ÇİD’li A. baumannii, uygun enfeksiyon kontrol önlemleri alınmadığında hastane salgınlarına neden olabilir. Ayrıca bu izolatlar hastane ortamında kolonize olabilir ve kolonize olduktan sonra eredike edilmesi zordur. ÇİD’ye sahip A. baumannii oranları, Kuzey Avrupa ülkelerinde <%1, Güney ve Doğu Avrupa’daki birçok ülkede ise >%50 kadar değişmektedir. Bu yüksek ÇİD’ye sahip A. baumannii izolatlarının oranları, hastane ortamında dirençli klonların yayılımını yansıtmaktadır. Bu durum direnç oranları yüksek olan ülkelerde A. baumannii’nin neden olduğu enfeksiyonların tedavi seçeneklerinde ciddi kısıtlamalara neden olmaktadır (1,14). ÇİD’ye sahip A. baumannii izolatlarına bağlı enfeksiyonlarda son grup antimikrobiyal olarak kullanılan karbapenem ve kolistin gibi antibiyotiklere olan direncin her geçen gün artması, klinik olarak önemli endişe oluşturmaktadır (8). Lee ve ark. (17) 12 hastanın tedavisinde yalnız kolistin kullandıklarını ve kısa sürede kolistin MİK değerlerinde anlamlı bir artış tespit edildiğini ve 3 hastada kolistin direncinin geliştiğini bildirmiştir. Ülkemizde yapılan çeşitli çalışmalarda kolistin direncini; Yolbaş ve ark. (18) %6, Boral ve ark. (19) %1,2 belirlemiş, Çetinkol ve ark. (20) ise kolistine karşı direnç saptamadıklarını bildirmişlerdir. Talan ve ark. (5) ise 2015 yılında YBÜ izole edilen A. baumannii izolatlarında direnç oranını %27,2 olarak belirlemişler. Ayrıca kolistin dirençli izolat izole edilen hastaların YBÜ kalış sürelerinin iki kat uzun olduğu belirtmişlerdir. Yurt dışında yapılan çalışmalarda Maraki ve ark. (21) kolistin direncini %7,9, Gao ve ark. (22) ise %3, Bogiel ve ark. (23) %1,5 olarak bildirmişlerdir. Çalışmamızda, YBÜ yatan hastalarının kan kültürlerinden izole edilen A. baumannii izolatlarında MİK50 değerini 0,5 µgr/mL, MİK90 değerini 2 µgr/mL, direnç oranı ise %8,2 olarak saptadık. Ancak kolistin direncinin horizontal yayılım tehlikesi açısından araştırdığımız plazmid aracılı mcr gen bölgeleri (1-5 mcr genleri) bulamadık.


Sonuç

ÇİD sahip A. baumannii izolatları yoğu bakım ünitelerinde önemli bir sorundur ve neden olduğu enfeksiyonların morbidite ve mortalitesi yüksektir. Kolistine karşı her geçen gün artan direnç bu izolatlara bağlı enfeksiyonların tedavi seçeneklerini azaltmaktadır. Her ne olursa olsun, kolistine karşı direnç artışı korkunçtur. A. baumannii’nin neden olduğu enfeksiyonları tedavi etmek için yeni antibiyotik rejimlerine ihtiyaç vardır. Ayrıca özellikle YBÜ bu izolatların direnç oranlarının takip edilmesinin ve dirençli izolatların hastanelerde kolonizasyonunun önlenmesi için gerekli enfeksiyon kontrol önlemlerinin alınmasının önemli olduğu kanısındayız.

Etik

Etik Kurul Onayı: Bu çalışma etik kurul onayı gerektirmemektedir.

Hasta Onamı: Bu çalışma hasta onamı gerektirmemektedir.

Hakem Değerlendirmesi: Editörler kurulu dışında olan kişiler tarafından değerlendirilmiştir.

Yazarlık Katkıları

Dizayn: Y.D., Veri Toplama veya İşleme: M.S.T., Analiz veya Yorumlama: Y.D., Literatür Arama: M.S.T., Yazan: Y.D.

Çıkar Çatışması: Yazarlar tarafından çıkar çatışması bildirilmemiştir.

Finansal Destek: Yazarlar tarafından finansal destek almadıkları bildirilmiştir.


Resimler

  1. Nasr P. Genetics, epidemiology, and clinical manifestations of multidrug-resistant Acinetobacter baumannii. J Hosp Infect 2020;104:4-11.
  2. Alp E, Coruh A, Gunay GK, Yontar Y, Doganay M. Risk factors for nosocomial infection and mortality in burn patients: 10 years of experience at a university hospital. J Burn Care Res 2012;33:379-85.
  3. Vincent JL. Nosocomial infections in adult intensive-care units. Lancet 2003;361:2068-77.
  4. Duman Y, Kuzucu C, Tekerekoglu MS. Comparison of minimal inhibitory concentrations (MICs) of tigecycline in 2011 and 2015 years against multidrug-resistance acinetobacter baumannii strains. Med Science 2017;6:26-9.
  5. Talan L, Guven G, Yılmaz G, Altıntaş ND. Yoğun Bakım Unitelerinde Kontrol Altına Alınmakta Gucluk Cekilen Mikroorganizmalar: Acinetobacter. Yoğun Bakım Derg 2015;6:44-7.
  6. Central Asian and Eastern European Surveillance of Antimicrobial Resistance, Annual report 2018. World Health Organization, Denmark: 2019. www.euro.who.int
  7. Central Asian and Eastern European Surveillance of Antimicrobial Resistance, Annual report 2017. World Health Organization, Denmark: 2018. www.euro.who.int
  8. Gkentzi D, Tsintoni A, Christopoulou I, Mamalis I, Paliogianni F, Assimakopoulos SF, et al. Extensively-drug resistant Acinetobacter baumannii bacteremia in neonates: effective treatment with the combination of colistin and ampicillin/sulbactam. J Chemother 2020;32:103-6.
  9. Pogue JM, Lee J, Marchaim D, Yee V, Zhao JJ, Chopra T, et al. Incidence of and risk factors for colistin-associated nephrotoxicity in a large academic health system. Clin Infect Dis 2011;53:879-84.
  10. Liu YY, Wang Y, Walsh TR, Yi LX, Zhang R, Spencer J, et al. Emergence of plasmid-mediated colistin resistance mechanism MCR-1 in animals and human beings in China: a microbiological and molecular biological study. Lancet Infect Dis 2016;16:161-8.
  11. Wang Y, Tian GB, Zhang R, Shen Y, Tyrrell JM, Huang X, et al. Prevalence, risk factors, outcomes, and molecular epidemiology of mcr-1-positive Enterobacteriaceae in patients and healthy adults from China: an epidemiological and clinical study. Lancet Infect Dis 2017;17:390-9.
  12. EUCAST,http://www.eucast.org/fileadmin/src/media/PDFs/EUCAST_files/Breakpoint_tables/v_8.1_Breakpoint_Tables.pdf.
  13. Rebelo AR, Bortolaia V, Kjeldgaard JS, Pedersen SK, Leekitcharoenphon P, Hansen IM, et al. Multiplex PCR for detection of plasmid-mediated colistin resistance determinants, mcr-1, mcr-2, mcr-3, mcr-4 and mcr-5 for surveillance purposes. Euro Surveill 2018;23:17-00672.
  14. Garnacho-Montero J, Amaya-Villar R. Multiresistant Acinetobacter baumannii infections: epidemiology and management. Curr Opin Infect Dis 2010;23:332-9.
  15. Centers for Disease Control and Prevention. Antibiotic resistance threats in the United States, 2013. Available from: https://www.cdc.gov/drugresistance/pdf/ar-threats-2013-508.pdf. Accessed December, 2019.
  16. Hoffman-Roberts H, Scoble P, Tabak YP, Mohr J, Johannes RS, Gupta V. National prevalence of multidrug-resistant Acinetobacter baumannii infections in the ambulatory and acute care settings, including carbapenem-resistant acinetobacter infections, in the United States in 2015. Open Forum Infect Dis 2017;3(Suppl 1):1488.
  17. Lee CR, Lee JH, Park KS, Kim YB, Jeong BC, Lee SH. Global Dissemination of Carbapenemase-Producing Klebsiella pneumoniae: Epidemiology, Genetic Context, Treatment Options, and Detection Methods. Front Microbiol 2016;7:895.
  18. Yolbaş İ, Tekin R, Güneş A, Kelekçi S, Şen V, Tan İ, ve ark. Bir üniversite hastanesindeki Acinetobacter baumannii suşlarının antibiyotik duyarlılıkları. J Clin Exp Invest 2013;4:318-21.
  19. Boral B, Unaldi Ö, Ergin A, Durmaz R, Eser ÖK; Acinetobacter Study Group. A prospective multicenter study on the evaluation of antimicrobial resistance and molecular epidemiology of multidrug-resistant Acinetobacter baumannii infections in intensive care units with clinical and environmental features. Ann Clin Microbiol Antimicrob 2019;18:19.
  20. Çetinkol Y, Telli M, Altunçekiç Yıldırım A, Çalgın MK. Karbapeneme dirençli Acinetobacter baumannii suşlarında kolistin/sulbaktam kombinasyonu etkinliğinin değerlendirilmesi [Evaluation of the efficacy of colistin/sulbactam combination on carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii strains]. Mikrobiyol Bul 2016;50:460-5.
  21. Maraki S, Mantadakis E, Mavromanolaki VE, Kofteridis DP, Samonis G. A 5-year Surveillance Study on Antimicrobial Resistance of Acinetobacter baumannii Clinical Isolates from a Tertiary Greek Hospital. Infect Chemother 2016;48:190-8.
  22. Gao L, Lyu Y, Li Y. Trends in Drug Resistance of Acinetobacter baumannii over a 10-year Period: Nationwide Data from the China Surveillance of Antimicrobial Resistance Program. Chin Med J (Engl) 2017;130:659-64.
  23. Bogiel T, Kwiecińska-Piróg J, Jachna-Sawicka K, Gospodarek E. Szczepy acinetobacter baumannii oporne na karbapenemy [Carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii strains]. Med Dosw Mikrobiol 2010;62:119-26.