İdrar Kültürlerinden İzole Edilen EscherichiacoliSuşlarında Sınıf 1 ve Sınıf 2 İntegron Gen Kasetlerinin Karakterizasyonu: Çok Merkezli Bir Çalışma

Abstract

Escherichia coli hem hastane hem de toplum kaynaklı üriner sistem enfeksiyonlarında en sık izole edilen etkendir. Ülkemizde E.coli suşlarının antibiyotik duyarlılıkları ile ilgili farklı merkezlerde yapılmış çok sayıda çalışma olmakla birlikte, özellikle idrar kültürlerinde üreyen klinik E.coli izolatlarında sınıf 1 ve sınıf 2 integron taşıyıcılığıyla ilgili çalışmalar oldukça azdır. Bu çalışmada, idrar örneklerinden izole edilen E.coli suşlarının antibiyotik duyarlılıklarının ve integron gen kasetleri varlığının araştırılması amaçlanmıştır. Çalışmaya, Haziran 2011-Haziran 2012 tarihleri arasında, ülkemizin farklı bölgelerindeki 10 ilin (Denizli, Ankara, Kayseri, Niğde, Şanlıurfa, Kahramanmaraş, Tokat, Malatya, Konya ve Trabzon) 10 hastanesinde, mikrobiyoloji laboratuvarına gönderilen idrar örneklerinden izole edilen 626 E.coli suşu dahil edilmiştir. İzolatların tanımlanması ve antibiyogramları konvansiyonel yöntemler, Vitek® 2 Compact (bioMérieux, Fransa) ve BD Phoenix(TM) 100 (Becton Dickinson, ABD) sistemleriyle yapılmıştır. Standardizasyonun sağlanması amacıyla, tüm izolatların antibiyotik duyarlılığı, çalışmanın yapıldığı merkezde CLSI önerileri doğrultusunda KirbyBauer disk difüzyon yöntemiyle tekrarlanmıştır. Suşlarda integron varlığı, sınıf 1 (intI1) ve sınıf 2 (intI2) integraz gen bölgeleri için özgül primer çiftleri kullanılarak polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) yöntemiyle araştırılmıştır. İntegron amplifi kasyonunun gerçekleştirildiği örnekler klonlanarak DNA dizi analizine tabi tutulmuştur. İzolatların antibiyotik direnç oranları incelendiğinde, en yüksek direncin, ampirik tedavide sık kullanılan ampisilin (ortalama direnç oranı: %58.6; aralık: %43.8-%73.2) ve trimetoprim-sülfametoksazol (SXT) (ortalama direnç oranı: %41.2; aralık: %35.4-%45.8) için saptandığı görülmüştür. İzolatlara karşı en etkin antibiyotiklerin ise imipenem (ortalama direnç oranı: %0.2; aralık: %0-%1.1) ve amikasin (ortalama direnç oranı: %0.6; aralık: %0-%3.2) olduğu belirlenmiştir. İzolatların intI1 geni pozitifl ik oranı %25.8 (162/626), sınıf 1 integron gen kaseti oranı ise %16.6 (104/626) olarak bulunmuş; bu oranlar intI2 geni ve sınıf 2 gen kaseti için sırasıyla %5.1 (32/626) ve %3 (19/626) olarak saptanmıştır. İntI1 geni pozitifl iği en düşük (%16.6) Kayseri, en yüksek (%35.4) Kahramanmaraş izolatlarında tespit edilmiştir. Denizli ve Kayseri izolatlarında intI2 geni görülmezken, en yüksek oran %12.1 ile Şanlıurfa izolatlarında belirlenmiştir. İntegron gen kasetleri içerisindeki genler incelendiğinde, en sık bulunan dfrA1 geni 31 adet sınıf 1 integron gen kasetinde tek başına, 18 adet sınıf 1 integron gen kasetinde aadA1 ile birlikte tespit edilmiş, sadece bir suşta aadA1a ile birlikte bulunmuştur. dfrA17 alelinin, bir suşta tek başına, 28 suşta aadA1 ile birlikte ve 15 suşta da aadA5 ile birlikte olduğu izlenmiştir. aadA1 ise tek başına dört suşta saptanmıştır. Sınıf 2 integron gen kasetlerinden dfrA17-sat-aadA5 birlikteliği altı merkeze ait izolatlarda, dfrA1-sat-aadA1 birlikteliği bir Ankara izolatında ve tek başına dfrA1 sadece bir Niğde izolatında tespit edilmiştir. Çalışmamızın verileri, idrar kültürlerinden izole edilen E.coli suşlarındaki sınıf 1 ve sınıf 2 gen kasetlerinde en sık rastlanan genlerin dfrA1 ve aadA1 olduğunu göstermiştir. Sonuç olarak, streptomisin (%31.2) ve SXT'e (%41.2) karşı rastlanan yüksek direnç oranlarının, suşlardaki integron aracılı dfr, sul1 ve aad genlerinin yaygınlığını gösterdiği kanısına varılmıştır

Escherichia coli is the most common pathogen isolated from both nosocomial and community acquired urinary tract infections. Although there are many studies from different centers concerning the antibiotic susceptibility of E.coli isolates in Turkey, the studies are quite few about class 1 and class 2 integron cassettes in clinical E.coli isolates from urinary samples. The aim of the study was to investigate the antibiotic susceptibility and the carriage of integron gene cassettes in E.coli strainsisolated from urinary samples. A total of 626 E.coli strains isolated from urine cultures in microbiology laboratories located at 10 provinces from different regions of Turkey (Denizli, Ankara, Kayseri, Niğde, Şanlıurfa, Kahramanmaras, Tokat, Malatya, Konya and Trabzon) between June 2011-June 2012 were included in the study. The identifi cation and antibiotic susceptibility testing of the isolates were studied by conventional methods as well as Vitek® 2 Compact (bioMérieux, France) and BD Phoenix(TM) 100 (Becton Dickinson, USA) systems. The antibiotic susceptibilities of all the isolates were retested by Kirby-Bauer disk diffusion method according to CLSI recommendations in the main center of the study in order to achive the standardization. The presence of integrons was detected with polymerase chain reaction (PCR) method by using specifi c primers targeting class 1 (intI1) and class 2 (intI2) integrase gene regions. After integron amplifi cation the samples were cloned and subjected to DNA sequencing. When the antibiotic susceptibility of the isolates were evaluated, the highest resistance was observed against most commonly used empirical antibiotics namely ampicillin and trimethoprim-sulfamethoxazole (SXT) with the mean rate of 58.6% (range: 43.8%-73.2%) and 41.2% (range: 35.4%-45.8%), respectively. The most effective antibiotics detected against the isolates were imipenem and amikacin with the lowest resistance rates of 0.2% (range: 0%-1.1%) and 0.6% (range: 0%-3.2%), respectively. The frequency of positive IntI1 gene and class 1 integron gene cassettes were found as 25.8% (162/626) and 16.6% (104/626), respectively, whereas the frequency of positive intI2 gene II and class 2 integron gene cassettes were 5.1% (32/626) and 3% (19/626), respectively. The lowest intI1 gene frequency was detected in the isolates from Kayseri (16.6%) and the highest in the isolates from Kahramanmaraş (35.4%) provinces. While there was no intI2 gene in the isolates from Denizli and Kayseri, the highest frequency was 12.1% in the isolates from Şanlıurfa province. dfrA1 gene, the most frequent gene among integron gene cassettes was positive in 31 class 1 integron gene cassette alone, and positive with aadA1 gene in 18 class 1 integron gene cassettes. dfrA1 gene was positive with aadA1a just in one isolate. dfrA17 allele was positive in one isolate alone, in 28 isolates with aadA1, and in 15 isolates with aadA5. aadA1 gene was detected in four isolates. dfrA17-sat-aadA5 co-existence was detected among class 2 integron gene cassette in isolates from six provinces. dfrA1-sat-aadA1 was detected in one isolate from Ankara province and dfrA1 was detected in one isolate in Niğde province only. As a result, dfrA1 and aadA1 genes are the most common types of genes among class 1 and class 2 integron gene cassettes in E.coli isolated from urine cultures. It was concluded that high resistance against streptomycin (31.2%) and SXT (41.2%) supported the dissemination of integron-mediated genes dfr, sul1 and aad in the isolates