Gül SOYLU GÜNER, ALPER KARAGÖZ, Rıza DURMAZ, Rıza ULUKANLIGİL

KLİNİK ÖRNEKLERDEN ÜRETİLEN SHIGELLA SUŞLARININ ANTİBİYOTİK DUYARLILIKLARININ VE DEĞİŞKEN ALANLI JEL ELEKTROFOREZİ GENOTİPİK PROFİLLERİNİN ARAŞTIRILMASI

İnf eksiyöz ishalin başta gelen etiyolojik ajanlarından birisi olan Shigella spp. inf eksiyonları major bir küresel halk sağlığı problemi olarak görülmektedir. Bu çalışmada 2005-2006 yıllarında Ankara ilinde dışkı örneklerinden izole edilmiş olan Shigella suşlarının f enotipik (antimikrobiyal direnç prof illerinin belirlenmesi) ve genotipik (PFGE-Değişken alanlı jel elektrof orezi) yöntemlerle tiplendirilmesi amaçlan- mıştır. Bu sonuçlardan hareketle Ankara iline ait Shigella spp. suşları için ampirik tedaviye yön verebilecek bir antibiyotik duyarlılık bilgisine ulaşılması ve antimikrobiyal duyarlılık yanında PFGE analizi ile suşlar arasında muhtemel klonal ilişkiyi ortaya koyarak bulaş derecelerinin belirlenmesi ve ileriye dönük inf eksiyon kontrol önlemlerinin geliştirilmesi hedef lenmiştir. Çalışmaya 2005 ve 2006 yıllarında izole edilmiş ikisi Shigella dysenteriae 27si Shigella sonnei olmak üzere toplam 29 Shigella suşu dahil edilmiştir. Suşlar 17 f arklı antibiyotiğe duyarlılık- ları açısından değerlendirilmiştir. Suşların antibiyotik duyarlılık sonuçlarına göre beş f arklı prof il elde edilmiştir. Çalışılan suşların tümü siprof loksasin, amikasin, imipenem, tobramisin, gentamisin, kloramf enikol ve aztreonama duyarlı bulunmuştur. Ampisiline beş (% 17.2), ampisilin-sulbaktama bir (% 3.4), piperasiline beş (% 17.2), tetrasikline 18 (% 62), trimetoprim-sülf ametoksazole 21 (% 72.4) suş dirençli olarak saptanmıştır. Suşlar arasında dört tane genişletilmiş spektrumlu beta laktamaz (ESBL) pozitif S.sonnei suşu tespit edilmiştir. XbaI enzimiyle elde edilen genomik DNAların PFGE analizleri sonucunda S.sonnei suşları için beş majör, S.dysenteriae suşları için ise bir PFGE prof ili elde edilmiştir. PFGE ile elde edilen bulgulara göre; 2005 ve 2006 yılları Shigella suşları arasında yapılan kıyaslamalarda genotipik homojenitenin büyük ölçüde korunduğu gözlenmiştir. Suşlar arasında ayırt edilemez ya da yakın ilişkili pek çok suşun olması bu dönemde gerçekleşen vaka kümelenmelerinin aynı bakteriyel kökenden olabileceğini ve devam eden bir klonun varlığını düşündürmektedir. Antimikrobiyal direnç pro- f illeri f arklı iken PFGE prof illeri identik ya da yakın ilişkili çıkan pek çok suşun varlığı, PFGEnin epidemiyolojik tiplendirmede antimikrobi- yal direnç prof illerine göre daha duyarlı sonuçlar verdiğini düşündürmektedir. Ancak Shigella spp. suşlarının antimikrobiyal duyarlılık çalışmalarının yapılmasının ampirik tedavi için her zaman yol gösterici olduğu akıldan çıkarılmamalıdır. Ülkemizde sporadik ya da salgın şeklinde vakalara neden olan Shigella spp. suşlarının bölgelere göre dağılımlarını değerlendirmek ve doğrulamak için daha çok sayıda ve uzun dönemleri kapsayan çalışmaların yapılması gerektiğine inanmaktayız. Bu çalışmalara ek olarak, bildirilen suşların klonal ilişkilerinin genotipik tiplendirme yöntemleriyle ortaya konulması; salgınların doğrulanmasında güvenilir bilgiler sunacak, bulaş yolları ve kaynaklarının bu şekilde tespiti, inf eksiyon kontrol ve tedavilerinde etkin yön- temler geliştirilmesine önemli katkı sağlayacaktır.

Investigation of Antibiotic Susceptibilities and Pulsed Field Gel Electrophoresis Genotypic Profiles of Shigella Strains Produced from Clinical Specimens

Shigella spp. are among the major etiological agents of inf ectious diarrhea, and their inf ections are regarded as a major global public health problem. The aim of this study was to characterize Shigella strains isolated f rom stool samples between 2005-2006 in Ankara, using phenotypic (determining the antimicrobial resistance prof iles) and genotypic (pulsed-f ield gel electrophoresis; PFGE) methods. By employing these results, we aim to acquire a knowledge about the antibiotic sensitivity of the Shigella spp. strains in Ankara that could guide empirical treatment; in addition, we aim to reveal the possible clonal relationship between the isolates by PFGE analysis, to determine the degree of inf ections, and to develop preventive measures against inf ections. A total of 29 Shigella strains (two Shigella dysenteriae and 27 were Shigella sonnei) isolated in 2005 and 2006 were included in the study. The isolates were evaluated f or their sensitivities against 17 diff erent antibiotics. Five diff erent prof iles were determined according to the isolates sensitivity. All isolated were sensitive to ciprof loxacin, amikacin, imipenem, tobramycin, gentamicin, chloramphenicol and aztreonama. Five isolates (17.2 %) were resistant to ampicillin, one isolate (3.4 %) was resistant to ampicillin sulbactam, f ive isolates (17.2 %) were resistant to piperacillin, 18 isolates (62 %) were resistant to tetracycline, and 21 isolates (72.4 %) were resistant to trimetoprim-sulf ametoxazole. Four extended spectrum beta-lactamase (ESBL) positive S.sonnei strains were detec- ted among the isolates. PFGE analysis of XbaI-digested genomic DNAs revealed f ive major isolates of S.sonnei and one PFGE prof ile f or S.dysenteriae isolates. According to PFGE f indings; the genotypic homogenity was substantially conserved between the Shigella strains isolated in 2005 and 2006. Considering that various strains were either indistinguishable or closely related, we suspect that the case clusters could share a common bacterial origin, and at least one clone continues to persist. Many isolates were distinct f rom each other in terms of their antimicrobial resis- tance prof iles; yet, their PFGE prof iles were identical or closely-related. This f inding suggests that PFGE provides more accurate results in epidemiological typing compared to antimicrobial resistance prof iles. However, it should be noted that the antimicrobial sensitivity studies using Shigella spp. isolates is always instructive f or the empirical treatment. We believe that there is a need f or additional studies that cover longer terms to evaluate and conf irm the geographical distribution of Shigella spp. strains which cause sporadic cases or epidemics in our country. In addition to the f orementioned studies, determining the clonal relationships between the isolates by genotyping will provide accurate inf or- mation to conf irm epidemics, and detecting the route and the source(s) of inf ection will aid to develop more eff ective methods to control and treat these inf ections.

PDF

___

1. Acikgoz ZC, Gulay Z, Bicmen M, Gocer S, Gamberzade S. CTX-M-3 extended-spectrum ß-lactamase in a Shigella sonnei clinical isolate: first report from Turkey, Scand J Inf ect Dis 2003;35(8):503-5. 2. Acikgoz ZC, Koseoğlu Eser O, Kocagoz S. CTX-M type beta-lactamase producing Shigella sonnei from pediatric bacillary dysentery cases, Jpn J Inf ect Dis 2008;61(2):135-7. PMid:18362404 3. Ahamed J, Kundu M. Molecular characterization of the SHV-11 beta-lactamase of Shigella dysenteriae, Antimicrob Agents Chemother 1999;43(8):2081-3. PMid:10428943 PMCid:PMC89421 4. Alıcı O, Açıkgöz Z, Gamberzade S, Göçer S, Karahocagil MK. Antibiotic resistance rates of Shigella species isolated from stool cultures in the years 1999-2003, Mikrobiyol Bul 2006;40(1-2):9-14. PMid:16775951 5. Akçalı A, Levent B, Akbaş E, Esen B. Türkiyenin bazı illerinde izole edilen Shigella sonnei suşları- nın antimikrobiyal direnç ve Pulsed Field jel elektroforezi yöntemleri ile tiplendirilmesi, Mikrobiyol Bul 2008;42:563-72. PMid:19149077 6. Aysev AD, Giriz H. Drug resistance of Shigella strains isolated in Ankara, Turkey, 1993-1996, Scand J Inf ect Dis 1998;30(4):351-3. http://dx.doi.org/10.1080/00365549850160620 PMid:9817513 7. Ceyhan M, Akan O, Kanra G, Ecevit Z, Secmeer G, Berkman E. Changing patterns of the prevalance of different Shigella species and their antibiotic susceptibilities in Ankara, Turkey, J Diarrhoeal Dis Res 1996;14(3):187-9. PMid:9019012 8. Clinical and Laboratory Standarts Institute. Performance standarts for amtimicrobial suscepti- bility testing; 18th Informational supplement, M1000-S18, CLSI, Wayne, PA (2008). 9. Doğanci L, Baylan O, Albay A, Gün H. Bacterial pathogens in childhood diarrhea in Turkey, Ped Inf ect Dis J 1997;16(11):1096-7. http://dx.doi.org/10.1097/00006454-199711000-00023 PMid:9384352 10. Durmaz R, Otlu B, Çalişkan A, Gürsoy N. Acinetobacter baumannii, Escherichia coli ve Klebsiella türlerinin moleküler tiplendirmesinde kullanilabilecek kısa süreli Pulsed-Field Gel Elektroforez (PFGE) protokolü, ANKEM Derg 2007;21(2):113-7. 11. Gaynor K, Park SY, Kanenaka R et al. International foodborne outbreak of Shigella sonnei infection in airline passengers, Epidemiol Inf ect 2009;137(3):335- 41. http://dx.doi.org/10.1017/S0950268807000064 PMid:18177516 12. Goering RV. Molecular epidemiology of nosoco- mial infection: analysis of chromosomal restricti- on fragment patterns by pulsed-field gel electrop- horesis, Inf ect Control Hosp Epidemiol 1993;14(10): 595-600. http://dx.doi.org/10.1086/646645 PMid:7901269 13. Hoe CH, Yasin RM, Koh YT, Thong KL. Antimicrobial susceptibility and pulsed-field gel electrophoresis of Shigella sonnei strains in Malaysia (1997-2000), J Appl Microbiol 2005; 99(1):133-40. http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-2672.2005.02581.x PMid:15960673 14. Houang ET, Chu Y, Ng T, Cheng AF. Study of the relatedness of isolates of Shigella flexneri and Shigella sonnei obtained in 1986 and 1987 and in 1994 and 1995 from Hong Kong, J Clin Microbiol 1998;36(9):2404-7. PMid:9705363 PMCid:PMC105133 15. Jarlier V, Nicolas M H, Fornier G, Philippon A. Extended broad-spectrum beta-lactamases confer- ring transferable resistance to newer beta-lactam agents in Enterobacteriaceae: hospital prevalence and susceptibility patterns, Rev Inf ect Disease 1988;10(4);867-78. http://dx.doi.org/10.1093/clinids/10.4.867 PMid:3263690 16. Kanra G, Akalın HE. Akut gastrointestinal infeksi- yonlar, Kanra G (ed). İnfeksiyon Hastalıkları, 2. Baskı, s.127-51, Güneş Kitabevi, Ankara (1993). 17. Karacan C, Tavıl B, Topal Y, Zorlu P, Tayman C. Evalution of shigellosis in a Turkish childrens hospital, Pediatr Int 2007;49(5):589-92. http://dx.doi.org/10.1111/j.1442-200X.2007.02425.x PMid:17875081 18. Kılıç D, Tülek N, Tuncer G, Doganci L, Willke A. Antimicrobial susceptibilities and ESBL producti- on rates of Salmonella and Shigella strains in Turkey, Clin Microbiol Inf ect 2001;7(6):341-2. http://dx.doi.org/10.1046/j.1198-743x.2001.00261.x PMid:11442570 19. Kotloff KL, Winickoff JP, Ivanoff B et al. Global burden of Shigella infections: implications for vaccine development and implementation of cont- rol strategies, Bull World Health Organ 1999;77(8): 651-66. PMid:10516787 PMCid:PMC2557719 20. Kuzucu Ç, Baktır E, Acar N. 1998-1999 yılları ara- sında izole edilen Salmonella ve Shigella suşları- nın antibiyotik duyarlılıkları, Türk Hij Den Biyol Derg 2001;58(1):11-4. 21. Levine MM. Shigellosis, Hunter W, Strickland G, Kersey R (eds). Hunters Tropical Medicine and Emerging Infectious Diseases, 8.baskı kitabında s: 319-323, W.B Saunders Company, Philadelphia (2000). 22. Lin CS, Wang TK, Tsai JL, Ho SI, Lee CL, Lu CH. Molecular subtyping of Shigella flexneri 3a isola- tes by plasmid profile analysis and pulsed-field gel electrophoresis, J Microbiol Immunol Inf ect 2001;34(2):103-8. PMid:11456354 23. Liu PY, Lau YJ, Hu BS et al. Analysis of clonal relationship among isolates of Shigella sonnei by different molecular typing methods, J Clin Microbiol 1995;33(7):1779-83. PMid:7545179 PMCid:PMC228268 24. Olive DM, Bean P. Principles and applications of methods for DNA-Based typing of microbial orga- nisms, J Clin Microbiol 1999;37(6):1661-9. PMid:10325304 PMCid:PMC84917 25. Özmert EN, Göktürk B, Yurdakök K, Yalçin SS, Gür D. Shigella antibiotic resistance in central Turkey: comparison of the years 1987-1994 and 1995-2002, J Pediatr Gastroenterol Nutr 2005;40(3): 359-62. http://dx.doi.org/10.1097/01.MPG.0000153006.38363.7E PMid:15735493 26. Pazhani GP, Niyogi SK, Singh AK et al. Molecular characterization of multidrug-resistant Shigella species isolated from epidemic and endemic cases of shigellosis in India, J Med Microbiol 2008;57(Pt 7):856-63. http://dx.doi.org/10.1099/jmm.0.2008/000521-0 PMid:18566144 27. Pfaller M. Molecular approaches to diagnosing and managing infectious diseases: practicality and costs, Emerg Inf ect Dis 2001;7(2):312-8. http://dx.doi.org/10.3201/eid0702.010234 PMid:11294731 PMCid:PMC2631730 28. Pullukçu H, Aydemir Ş, Sipahi OR, Yamazhan T, Tünger A. 1999-2006 yılları arasında dışkı kültür- lerinden izole edilen 439 Shigella kökeninin tür dağılımı ve antibakteriyel direnç durumları, ANKEM Derg 2007;21(3):137-41. 29. Saran B, Erdem B, Tekeli FA, Sahin F, Aysev AD. Ankarada izole edilen Shigella kökenlerinin anti- biyotik direnç modelleri, plazmid profil analizi ve değişken alanlı jel elektroforezi ile incelenmesi, Mikrobiyol Bul 2013;47(1):35-48. http://dx.doi.org/10.5578/mb.4438 PMid:23390901 30. Schwartz D, Cantor C. Seperation of yeast chromosome-sized DNAs by pulsed field gradi- ent gel electrophoresis, Cell 1984;37(1):67-75. http://dx.doi.org/10.1016/0092-8674(84)90301-5 31. Soldati L, Piffaretti JC. Molecular typing of Shigella strains using pulsed field gel electrophoresis and genome hybridization with insertion sequences, Res Microbiol 1991;142(5):489-98. http://dx.doi.org/10.1016/0923-2508(91)90182-A 32. Tenover FC, Arbeit RD, Goering RV, Molecular Typing Working Group of the Society for Healthcare Epidemiology of America. How to select and interpret molecular strain typing met- hods for epidemiological studies of bacterial infec- tions: a review for healthcare epidemiologists, Inf ect Control Hosp Epidemiol 1997;18(6):426-39. http://dx.doi.org/10.1086/647644 33. Üstün C, Arslantürk A, Karademir A. The antimic- robial susceptibility test among clinical isolates of Shigella sonnei in Ankara, summer 2001, Clin Microbiol Inf ect 2002;8(S1):125. 34. Wilke A, Arman D, Cokca F et al. Resistance of Salmonella and Shigella in Turkey, Clin Microbiol Inf ect Dis 1999;5(9):588-90. 35. Yurdakök K, Şahin N, Özmert E, Berkman E. Shigella gastroenteritis: clinical and epidemiologi- cal aspects, and antibiotic susceptibility, Acta Paediatr Jpn 1997;39(6):681-4. http://dx.doi.org/10.1111/j.1442-200X.1997.tb03667.x PMid:9447757