Klinik E.coli İzolatlarında Virülans Faktör Genlerinin ve Genişlemiş Spektrumlu Beta Laktamazların Araştırılması

Bu çalışmanın amacı, 83 klinik E.coli izolatında pap, hly, cnf, sfa, aer ve afa virulans genlerinin ve genişlemişspektrumlu beta laktamaz direnç genlerinin varlığını araştırmaktır. Antibiyotik duyarlılık testi için 17 farklı antibiyotikkullanılmıştır. 83 E. coli izolatında sfa, pap, hly, cnf, aer ve afa virülans genleri ve TEM, SHV, CTX-M1 ve CTX-M9genişlemiş spektrumlu beta laktamaz genleri polimer zincir reaksiyon (PZR) metodu ile araştırılmıştır. 83 izolatın,sefiksim, trimethoprim/sulfametaksazol, piperasilin/tazobaktam, amoksisilin/klavulanik asit, ampisilin, seftriakson,sefuroksim, sefuroksim aksetil, siprofloksasin, fosfomisin, gentamisin ve seftazidime karşı direnç oranları sırasıyla;%65, %54, %19, %38, %74, %75, %72, %75, %68, %2, %30, %49 olarak belirlenmiştir. CTX-M1, araştırılangenişlemiş spektrumlu beta-laktamaz (GSBL) genleri arasında 83 suşun 51’inde belirlenmesiyle en sık görülen GSBLolmuştur. TEM tipi beta laktamaz 33 suşta, CTX-M9 ve SHV 1 izolatta tespit edilmiştir. İzolatlarda en yaygın virülansgeni, 40 suşta tespit edilmesiyle aer geni, bunu izolatların 15’inde tespit edilen cnf geni takip etmiştir. Sfa, pap, afa vehly virulans genleri sırasıyla izolatların %15.6’sında, %15.6’sında, %9.6’sında ve %12.04’ünde görülmüştür. Ayrıca 83E.coli izolatında on farklı virulans faktör gen paterni tespit edilmiştir. Virulans gen kombinasyonları, 27 suşta aer, 6suşta cnf-sfa-pap, 1 suşta aer-pap, 2 suşta aer-afa, 6 suşta afa, 3 suşta sfa, 9 suşta aer-cnf-hly, 4 suşta sfa-pap, 1 suştahly-pap ve 1 suşta pap olarak gözlemlenmiştir. Sonuç olarak, İYE ile ilişkili bakteriyel patojenitenin araştırılması dahaiyi bir tıbbi müdahaleye katkı sağlayacaktır.

Investigation of Virulence Factor Genes and Extended Spectrum Beta Lactamases in Clinical E.coli Isolates

The aim of this study was to investigate the presence of pap, hly, cnf, sfa, aer and afa virulence factor genes and extended-spectrum beta lactamase resistance genes in 83 clinical E.coli isolates. 17 different antibiotics were used for antibiotic susceptibility testing. In 83 E. coli isolates, sfa, pap, hly, cnf, aer and afa virulence genes and TEM-SHV, CTX-M1 and CTX-M9 extended spectrum beta-lactamase genes were investigated by polymerase chain reaction (PCR) method. Resistance rates of 83 isolates to cefixim, trimethoprim/sulfamethoxazole, piperacillin/tazobactam, amoxicillin/clavulanic acid, ampicillin, ceftriaxone, cefuroxime, cefuroxime axetil, ciprofloxacin, fosfomycin, gentamicin and ceftazidime antibiotics were 65%, 54%, 19%, 38%, 74%, 75%, 72%, 75%, 68%, 2%, 30%, 49%, respectively. CTX-M1 was the most common extended spectrum beta-lactamase (ESBL) among the ESBL genes investigated in 51 of 83 strains. TEM type beta-lactamase was detected in 33 strains, CTX-M9 and SHV in 1 isolates. The most common virulence gene was aer gene and detected in 40 strains, followed by the cnf gene detected in 15 of the isolates. The pap, hly, afa and sfa genes were determined in 15.6%, 12.04%, 9.6% and 15.6% of the isolates, respectively. In addition, 10 different virulence factor gene patterns were observed in 83 E.coli isolates. Virulence gene combinations were observed as aer (27/83), cnf-sfa-pap (6/83), aer-pap (1/83), aer-afa (2/83), afa (6/83), sfa (3/83), aer-cnf-hly (9/83), sfa-pap (4/83), hly-pap (1/83) and pap (1/83). In conclusion, investigating bacterial pathogenicity associated with UTI will contribute to better medical intervention.

___

  • Abe, C.M., Salvador, F.A., Falsetti, I.N., Vieira, M.A, Blanco, J., Blanco, J.E., Blanco, M., Machado, A.M., Elias, W.P., Hernandes, R.T. ve Gomes, T.A., 2008. Uropathogenic Escherichia coli (UPEC) strains may carry virulence properties of diarrhoeagenic E. coli. FEMS Immunol Med Microbiol, 52, 397-406.
  • Alyamani, E.J., Khiyami, M.A., Booq, R.Y., Alnafjan, B.M., Altammami, M.A. ve Bahwerth, FS., 2015. Molecular characterization of extendedspectrum beta-lactamases (ESBLs) produced by clinical isolates of Acinetobacterbaumannii in Saudi Arabia. Ann ClinMicrobiolAntimicrob, 20, 38.
  • Arabi, S., Tohidi, F., Naderi, S., Nazemi, A., Jafarpour, M. ve Naghshbandi, R., 2012. The common fimbarie genotyping in Uropathogenic Escherichia coli. Ann Biol Res, 3, 4951–4954.
  • Bektaş, A., Güdücüoğlu, H., Gürsoy, N.C., Berktaş, M., Gültepe, B.S., Parlak, M., Otlu, B. ve Tekerekoğlu, M.S., 2018. Genişlemiş spektrumlu beta-laktamaz (GSBL) üreten Escherichia coli ve Klebsiella pneumoniae suşlarının gsbl genlerinin araştırılması. Flora İnfeksiyon Hastalıkları ve Klinik Mikrobiyoloji Dergisi, 23, 116-123.
  • Bien, J., Sokolova, O. ve Bozko, P., 2012. Role of uropathogenic Escherichia coli virulence factors in development of urinary tract infection and kidney damage. Int J Nephrol, 2012, 1-15.
  • Bush, K. ve Jacoby, G.A., 2010. Updated functional classification of β-lactamases. Antimicrob Agents Chemother, 54, 969-976.
  • Cicek Copur, A., Saral, A., Ozad Duzgun, A., Yasar, E., Cizmeci, Z., Ozlem Balci, P., Sari, F., Firat, M., Altintop,Y.A., Ak, S., Caliskan, A., Yildiz, N., Sancaktar, M., Esra Budak, E., Erturk, A., Birol Ozgumus, O. ve Sandalli, C., 2013. Nationwide study of Escherichia coli producing extended-spectrum β-lactamases TEM, SHV and CTX-M in Turkey. J Antibiot (Tokyo), 66, 647-650.
  • Denk, A. ve Sağmak Tartar, A., 2015. İdrar kültürlerinden izole edilen toplum kökenli Escherichia coli suşlarında antibiyotik direnci. Fırat Üniversitesi Sağlık Bilimleri Dergisi, 29, 51-55.
  • Doğru, A., Üçışık, A.C., Sargın, F., Aydın, Ö., Ergen, P. ve Tükenmez Tigen, E., 2014. İdrar örneklerinde üretilen Escherichia coli suşlarında genişlemiş spektrumlu beta-laktamaz varlığı ve antibiyotik duyarlılıkları. Göztepe Tıp Dergisi, 29, 219-224.
  • Duman, Y., Güçlüer, N., Serindağ, A. ve Tekerekoğlu, M.S., 2010. Escherichia coli suşlarında antimikrobiyal duyarlılık ve genişlemiş spektrumlu-βeta laktamaz (GSBL) varlığı. Fırat Tıp Dergisi, 15, 197-200.
  • Düzgün, Özad A., Okumuş, F., Saral, A., Çiçek, A.Ç. ve Cinemre, S., 2019. Determination of antibiotic resistance genes and virulence factors in Escherichia coli isolated from patients with urinary tract infection from Turkey. Revista da Sociedade Brasileira de Medicina Tropical, 52,e20180499.
  • Emody, L., Kerényi, M. ve Nagy, G., 2003. Virulence factors of uropathogenic Escherichia coli. International Journal of Antimicrobial Agents, 22, 29-33.
  • Eucast Version 9.0: The European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing. Breakpoint tables for interpretation of MICs and zone diameters. Version 9.0, 2019. http://www.eucast.org
  • Firoozeh, F., Saffari, M., Neamati, F. ve Zibaei, M., 2014. Detection of virulence genes in Escherichia coli isolated from patients with cystitis and pyelonephritis. International Journal of Infectious Diseases, 29, 219–222.
  • Fluit, A.C., Visser, M.R ve Schmitz, F.J., 2001. Molecular detection of antimicrobial resistance. ClinMicrob Rev., 14, 836–871.
  • Johnson, J.R., 1991. Virulence factors in Escherichia coli urinary tract infection. ClinMicrobiol Rev., 4, 80-128.
  • Johnson, J.R., Kuskowski, M.A., Obryan, T., Colodner, R. ve Raz, R., 2006. Virulence genotype and phylogenetic origin in relation to antibiotic resistance profile among Escherichia coli urine sample isolates from Israeli women with acute uncomplicated cystitis. Antimicrob Agents Chemother, 49, 26–31.
  • Kaçmaz, B., Aksoy, A. ve Sultan, N., 2007. İdrar örneklerinden izole edilen Escherichia coli izolatlarında oral antibiyotiklere karşı direncin araştırılması. Türk Hijyen ve Deneysel Biyoloji Dergisi, 64, 11-15.
  • Karimian, A., Momtaz, H. ve Mahbobe, M.M., 2012. Detection of uropathogenic Escherichia coli virulence factors in patients with urinary tract infections in Iran. Afr J Microbiol Res, 6, 6811– 6816.
  • Kuzucu, Ç., Yetkin, F., Görgeç, S. ve Yasemin Ersoy, Y., 2011. Genişlemiş spektrumlu beta-laktamaz üreten Escherichia coli ve Klebsiella spp. suşlarının ertapenem ve diğer karbapenemlere karşı duyarlılıklarının araştırılması, Mikrobiyoloji Bülteni, 45, 28-35.
  • Momtaz, H., Karimian, A., Madani, M., Safarpoor Dehkordi, F., Ranjbar, R., Sarshar, M. ve Souod, N., 2013. Uropathogenic Escherichia coli in Iran: Serogroup distributions, virulence factors and antimicrobial resistance properties. Annals of Clinical Microbiology and Antimicrobials, 29, 12-8.
  • Oliveira, F.A., Paludo, K.S., Arend, L.N., Farah, S.M., Pedrosa, F.O., Souza, E.M., Surek, M., Picheth, G. ve Fadel-Picheth, C.M., 2011. Virulence characteristics and antimicrobial susceptibility of uropathogenic Escherichia coli strains. Genet Mol Res, 10, 4114–4125.
  • Paterson, D.L. ve Bonomo, R.A., 2005. Extendedspectrum β-lactamases: a clinical update. ClinMicrobiol Rev, 18, 657–686.
  • Polse, R.F., Yousif, S.Y. ve Assafi, M.S., 2016. Prevalence and molecular characterization of extended spectrum betaLactamases-producing uropathogenic Escherichia coli isolated in Zakho, Iraq, Journal of Microbiology and Infectious Diseases, 6, 163-167.
  • Rahdar, M., Rashki, A., Miri, H.R. ve Rashki Ghalehnoo, M.,2015. Detection of pap, sfa, afa, foc, and fimAdhesin-Encoding Operons in Uropathogenic Escherichia coli Isolates Collected From Patients With Urinary Tract Infection. Jundishapur J Microbiol, 8, e22647.
  • Rawat, D. ve Nair, D., 2010. Extended-spectrum βlactamases in Gram negative bacteria. J Glob Infect Dis, 2, 263.
  • Sana, T., Rami, K., Racha, B., Fouad, D., Marcel, A., Hassan, M., Sani, H. ve Monze, H., 2011. Detection of genes TEM, OXA, SHV and CTXM in 73 clinical isolates of Escherichia coli producers of extended spectrum beta-lactamases and determination of their susceptibility to antibiotics. The Internatıonal Arabıc Journal, 1(1), 5.
  • Shakya, P., Shrestha, D., Maharjan, E., Sharma, V.K. ve Paudyal, R., 2017. ESBL Production Among E. coli and Klebsiella spp. Causing Urinary Tract Infection: A Hospital Based Study. Open Microbiol J, 28, 23-30.
  • Stordeur, P., Bree, A. ve Mainil, J., Moulin-Schouleur, M., 2004. Pathogenicity of pap-negative avian Escherichia coli isolated from septicaemic lesions. Microbes Infect, 6, 637–645.
  • Subashchandrabose, S. ve Mobley, H.L.T., 2015. Virulence and Fitness Determinants of Uropathogenic Escherichia coli. Microbiol Spectr, doi: 10.1128/microbiolspec.UTI-0015- 2012.
  • Sujatha, R., Kumar, A. ve Kumar, A., 2017. Molecular characterization of TEM, SHV and CTX-M extended spectrum beta lactamase among Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae ın urinary ısolates. Journal of Dental and Medical Sciences, 16, 76-81.
  • Tarchouna, M., Ferjani, A., Ben-Selma, W. ve Boukadida, J., 2013. Distribution of uropathogenic virulence genes in Escherichia coli isolated from patients with urinary tract infection. Int J Infect Dis, 17, e450-453.
  • Terlizzi, M.E., Gribaudo, G., ve Maffei, M.E., 2017. UroPathogenic Escherichia coli (UPEC) infections: virulence factors, bladder responses, antibiotic, and non-antibiotic antimicrobial strategies. Frontiers in Microbiology, 8, 1-23.
  • Yun, K.W., Kim, H.Y., Park, H.K., Kim, W. ve Lim, I.S., 2014. Virulence factors of uropathogenic Escherichiacoli of urinary tract infections and asymptomatic bacteriuria in children. J MicrobiolImmunolInfect, 47, 455-461.
Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 2011
  • Yayıncı: GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ