Klinik Pseudomonas aeruginosa izolatlarının virülans özellikleri ve epidemiyolojik ilişkisi

GİRİŞ ve AMAÇ: Pseudomonas aeruginosa konak savunmasının bozulduğu durumlarda, özellikle sağlık kuruluşlarında ciddi enfeksiyonlara neden olabilen fırsatçı patojendir. Direnç problemine ek olarak bu bakterilerin sahip oldukları farklı virülans özellikleri enfeksiyonun ve tedavinin seyrini değiştirebilmektedir. Bu çalışmada çeşitli kliniklerden izole edilen P. aeruginosa izolatlarının antibiyotik duyarlılıklarının, epidemiyolojik ilişkilerinin ve virülans faktörleri özelliklerinin saptanması amaçlanmıştır.
YÖNTEM ve GEREÇLER: Bu çalışma Ege Üniversitesi Tıp Fakültesi Hastanesi’nin farklı kliniklerinden izole edilen 83 P. aeruginosa izolatı ile gerçekleştirildi. Etken olan izolatların antibiyotik duyarlılıkları VITEK 2 Compact® otomatize sistemiyle ve klonal ilişkileri “Enterobacterial Repetitive Intergenic Consensus-Polimeraz Zincir Reaksiyonu (ERIC-PZR)” ile araştırıldı. Her bir klondan seçilen temsilcilerin virülans faktörlerinin belirlenebilmesi için fenotipik testler yapıldı. Elastaz aktivitesinin araştırılmasında “Elastin Congo Red” ölçüm yöntemi kullanılırken, Proteaz, DNaz, Lipaz, Siderofor ve Hareket (Twitching) aktivitelerinin fenotipik olarak belirlenmesi amacıyla uygun yöntemler uygulandı. İzolatların biyofilm üretimleri kristal viyole metoduyla ve biyofilmle ilişkili olduğu düşünülen çoğunluğu algılama (ÇA) genleri ise PZR yöntemiyle araştırıldı.
BULGULAR: Antibiyotik duyarlılık testi sonuçlarına göre en yüksek direnç imipeneme karşı (%43,4), en düşük direnç ise amikasine karşı (%14,5) gözlendi. İzolatların ERIC-PZR sonuçlarına göre 19 ilişkisiz klon içerisinde yer aldıkları saptandı. Her bir klonu temsilen seçilen izolatların tamamında siderofor ve elastaz üretimi gözlendi, proteaz, lipaz ve twitching motilitesi sırasıyla 5, 14 ve 15 izolatta belirlenirken, hiçbir kökende DNAz üretimi saptanmadı. 19 temsilci izolatın dokuzunun güçlü biyofilm ürettiği ve lasI, lasR, rhlR genlerini sırasıyla 17, 18, 13 izolatta, rhlI geninin ise tüm izolatlarda pozitif olduğu belirlendi.
TARTIŞMA ve SONUÇ: Bulgular değerlendirildiğinde, Ege Üniversitesi Tıp Fakültesi Hastanesi’nde farklı antibiyotik direnç profilleri olan P. aeruginosa izolatları saptandı. Bu dirençli izolatların epidemiyolojik olarak ilişkisiz klonlarda yer almaları, genotipik olarak farklı özelliklere sahip izolatların kliniklerde dolaşımda olduklarını göstermektedir. Patogeneze katkıda bulunabilecek pek çok virülans faktörünü de içeren bu izolatlarda özellikle biyofilm üretiminin yaygın olduğu dikkat çekmektedir. Bu durum hem tedavinin daha zor hale gelmesini, hem de sağlık kuruluşlarında pek çok farklı yüzeyde kolonize olabilmelerine katkıda bulunduklarını düşündürmektedir. Ülkemizde ve bölgemizde yapılacak daha kapsamlı çalışmalarla P. aeruginosa bakterilerinin direnç durumları ve virülans faktörlerinin, enfeksiyonun şiddetine olan etkileri ortaya koyulabilecektir.

The virulence characteristics and epidemiological relationship of clinical Pseudomonas aeruginosa isolates

INTRODUCTION: Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic pathogen that can cause serious infections, especially in health care settings where host defense is impaired. In addition to resistance problem, the different virulence characteristics of these bacteria can change the course of infection and cure. In this study, it was aimed to determine antibiotic susceptibilities, epidemiological relations and virulence factors of clinical P. aeruginosa isolates.
METHODS: This study was performed, a total of 83 P. aeruginosa isolated from different clinical samples of Ege University Faculty of Medicine Hospital. Antibiotic susceptibilities of isolates were investigated by the VITEK 2 Compact® automated system and epidemiological relations of isolates determined via "Enterobacterial Repetitive Intergenic Consensus-Polymerase Chain Reaction (ERIC-PCR)". Phenotypic tests were performed to determine the virulence factors of the selected representatives from each clone. While the "Elastin Congo Red" method was used for the investigation of elastase activity, appropriate methods applied for Protease, DNase, Lipase, Siderophore and Twitching activities to the detect virulence properties phenotypically. The biofilm production of isolates was investigated by crystal violet method, and the quorum sensing (QS) genes thought to be related to biofilm were determined by PCR method.
RESULTS: According to results of antibiotic susceptibility test, the highest resistance was observed against imipenem (43,4%) and the lowest resistance was observed against amikacin (14,5%). Isolates were found in 19 unrelated clones according to ERIC-PZR results. Siderophore and elastase production were observed in all of the representative isolates. Protease, lipase and twitching motility were determined at 5, 14 and 15 isolates respectively, no DNase production was detected. Nine of the 19 representative isolates produced strong biofilms, and the lasI, lasR, rhlR genes were identified in 17, 18, 13 isolates respectively and the rhlI gene was found in all strains.
DISCUSSION AND CONCLUSION: When the data were evaluated, different antibiotic resistant P. aeruginosa isolates which have different resistance profiles were detected at Ege University Faculty of Medicine Hospital. The inclusion of these resistant isolates in epidemiologically unrelated clones suggests that isolates with genotypically different properties are circulating in the clinics. Despite the many virulence factors that can contribute to pathogenesis, it is noteworthy that biofilm production is particularly prevalent in these isolates. This situation has meant that treatment becomes more difficult, as well as being able to colonize on many different surfaces in health care facilities. More extensive studies in both our country and our region could show the resistance profile of P. aeruginosa bacteria and the effects of virulence factors on the severity of infection.