Klinik örneklerden izole edilen acinetobacter baumannii ve pseudomonas aeruginosa suşlarının sınıf 1 ve 2 integron taşıyıcılığı ve yeni bir gen kaseti birlikteliği: blaOXA-11-cmlA7

Abstract

Antibiyotik direnç genlerinin bakteriler arasındaki yayılımı, enfeksiyon hastalıklarının tedavisinde ciddi sorunlar oluşturmaktadır. Son zamanlarda bu genlerin integronlarda da taşındığı gösterilmiştir. Ülkemizde, Acinetobacter baumannii ve Pseudomonas aeruginosa klinik izolatlarında sınıf 1 ve sınıf 2 integron taşıyıcılığıyla ilgili çalışmalar sınırlı sayıdadır. Bu çalışmada, Abant İzzet Baysal Üniversitesi Hastanesinde, klinik örneklerden izole edilen A.baumannii ve P.aeruginosa suşlarında, sınıf 1 ve 2 integron taşıyıcılığının araştırılması ve antibiyotik direnç gen kasetlerinin dizi analiziyle karakterize edilmesi amaçlanmıştır. Çalışmaya, Mart 2010-Aralık 2012 tarihleri arasında çeşitli klinik örneklerden (%56 balgam, %19 yara, %11 idrar, %11 kan, %3 kateter) izole edilen 77 A.baumannii ve 60 P.aeruginosa olmak üzere toplam 137 suş dahil edilmiştir. İzolatların tanımlanması ve antibiyogramları Vitek 2 Compact (bioMérieux, Fransa) ve BD Phoenix 100 (Becton Dickinson, ABD) sistemleriyle yapılmıştır. Suşlarda integron varlığı, sınıf 1 (intI1) ve sınıf 2 (intI2) integraz bölgeleri için özgül primer çiftleri kullanılarak PCR yöntemiyle araştırılmış; integron amplifikasyonunun gerçekleştirildiği tüm örnekler, hem klonlanarak hem de PCR ürünü olarak DNA dizi analizine tabi tutulmuştur. Çalışmada, A.baumannii suşlarında en yüksek duyarlılık kolistin (%96) ve tigesiklin (%78), P.aeruginosa suşlarında ise piperasilin-tazobaktam (%97) ve piperasiline (%93) karşı saptanmış; buna karşın A.baumannii suşlarında en yüksek direnç oranı (%95) piperasilin/tazobaktama karşı gözlenmiştir. A.baumannii suşlarının %33 (26/77)’ünde, P.aeruginosa suşlarının ise %10 (6/60)’unda intI1 geni tespit edilmiş; intI1 pozitif suşlarda değişken bölgeler PCR ile çoğaltıldığında sekiz (8/77, %10) A.baumannii ve üç (3/60, %5) P.aeruginosa suşunun antibiyotik direnç gen kaseti taşıdığı belirlenmiştir. Suşların hiçbirisinde intI2 geni saptanmamıştır. İntegron pozitif olan tüm A.baumannii suşlarında piperasilin/tazobaktam, seftazidim, sefepim, seftriakson ve ampisilin/sulbaktama karşı, integron pozitif tüm P.aeruginosa suşlarında ise seftazidim, gentamisin ve siprofloksasine karşı ortak direnç paterni tespit edilmiştir. İntegronların DNA dizi analizleri, A.baumannii [aacC1-aadA1 ve aac(3)-1] ve P.aeruginosa (blaOXA-30-aadA1 ve blaOXA-11-cmlA7) suşlarının ikişer farklı gen kaset dizisi taşıdığını göstermiştir. Ulaşabildiği kadarıyla, P. aeruginosa integron gen kaseti içerisinde tanımlanan blaOXA-11-cmlA7 gen dizilimi ilk kez bu çalışma ile tanımlanmış ve yeni bir gen dizilimi olarak literatüre sunulmuştur.

The dissemination of antibiotic resistance genes between bacteria leads to serious problems in the treatment of infectious diseases. It has been shown that resistance genes can also be carried by the inte- grons. There are limited studies regarding the carriage of class 1 and 2 integrons in Acinetobacter bau- mannii and Pseudomonas aeruginosa clinical strains in Turkey. The aims of this study were to investigate the carriage rates of class 1 and class 2 integrons in A.baumannii and P.aeruginosa strains isolated from clinical samples in Abant Izzet Baysal University Hospital, and to characterize the antibiotic resistance gene cassettes in these integrons by sequence analyses. A total of 137 strains (77 A.baumannii and 60 P.aeruginosa) isolated from various clinical specimens (56% were sputum, 19% wound, 11% urine, 11% blood, 3% catheter), between March 2010-December 2012, were included in the study. The identifica- tion and antibiotic susceptibility tests of the isolates were performed by Vitek 2 Compact (bioMérieux, France) and BD Phoenix 100 (Becton Dickinson, USA) systems. The presence of integrons were screened by PCR method using specific primer pairs targeting class 1 (intI1) and 2 (intI2) integrase regions. All the samples that revealed integron amplification were subjected to DNA sequence analysis, both in the forms of cloned products and PCR amplicons. In the study, the highest susceptibility rates were found against colistin (96%) and tigecycline (78%) in A.baumannii, and against piperacillin/tazobactam (97%) and piperacillin (93%) in P.aeruginosa isolates. The highest resistance rate was determined for piperacil- lin/tazobactam (95%) in A.baumannii strains. The presence of intI1 gene was detected in 33% (26/77) of A.baumannii and 10% (6/60) of P.aeruginosa isolates. When variable regions in intI1 positive strains were amplified by PCR, eight (8/77, 10%) A.baumannii and three (3/60, 5%) P.aeruginosa strains were found to harbor antibiotic resistance gene cassettes. IntI2 gene was not detected in any of the isolates. Resistance to piperacillin/tazobactam, ceftazidime, cefepime, ceftriaxone and ampicillin/sulbactam was detected as the common resistance pattern in all integron-positive A.baumannii strains, whereas resist- ance to ceftazidime, gentamicin and ciprofloxacin was the common pattern in all integron-positive P.aeruginosa strains. DNA sequence analysis of variable regions of integrons indicated that two separate gene cassette arrays (aacC1-aadA1 and aac(3)-1) were carried by A.baumannii strains, and two types of gene cassette arrays (blaOXA-30-aadA1 and blaOXA-11- cmlA7) were carried by P.aeruginosa strains. To our best knowledge, this is the first report of the gene sequence of blaOXA-11-cmlA7 defined in an integron gene cassette of P.aeruginosa.