Linezolid ve Dalbavansinin Vankomisine Dirençli Enterokok Suşlarına Karşı İn Vitro Aktivitesi*
In Vitro Activity of Linezolid and Dalbavancin Against Vancomycin-Resistant Enterococci
Gülseren AKTAŞ1, Bülent BOZDOĞAN2, Şengül DERBENTLİ1
1 İstanbul Üniversitesi İstanbul Tıp Fakültesi, Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı, İstanbul.
1 Istanbul University Faculty of Istanbul Medicine, Department of Medical Microbiology, Istanbul, Turkey.
2 Adnan Menderes Üniversitesi Tıp Fakültesi, Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı, Aydın.
2 Adnan Menderes University Faculty of Medicine, Department of Medical Microbiology, Aydin, Turkey.
* Bu çalışma, "110th Meeting of the American Society of Microbiology (23-27 May, 2010, San Diego, USA)"de poster olarak sunulmuştur.
ÖZET
Günümüzde, tüm dünyada çoğul ilaç direncine sahip gram-pozitif bakterilerin etken olduğu enfeksiyonların oranı giderek artmaktadır. Ayrıca, enterokok suşları arasında glikopeptid antibiyotiklere direncin ortaya çıkması ve giderek yayılması, bu bakterilerin etken olduğu enfeksiyonların tedavisinde kullanılabilecek yeni antimikrobiyallerin geliştirilmesini zorunlu hale getirmiştir. Oksazolidinon grubu antibiyotik olan linezolid ve bir ikinci kuşak yarı sentetik lipoglikopeptid antibiyotik olan dalbavansin, sıklıkla rastlanan antimikrobiyal maddelere dirençli gram-pozitif patojenlerle gelişen enfeksiyonların tedavisi için başlıca seçenekleri oluşturmaktadır. Bu çalışmanın amacı, linezolid ve dalbavansinin vankomisine dirençli enterokok (VRE) suşlarına karşı in vitro antimikrobiyal aktivitesini belirlemektir. 2006-2007 yılları arasında İstanbul Üniversitesi İstanbul Tıp Fakültesi kliniklerinde yatan hastaların rektal sürüntü örneklerinden izole edilmiş toplam 100 VRE suşu, çalışma kapsamına alınmıştır. Tüm suşlar, geleneksel yöntemlerle cins düzeyinde tanımlanmıştır. Mikrodilüsyon yöntemiyle yapılan duyarlılık deneylerinde vankomisinin minimum inhibitör konsantrasyonu (MİK) ≥ 32 µg/ml olarak saptanmıştır. Linezolid ve dalbavansin duyarlılığının belirlenmesinde de mikrodilüsyon yöntemi uygulanmıştır. Kalite kontrolü için her bir deney serisinde, Staphylococcus aureus ATCC 29213 ve Enterococcus faecalis ATCC 29212 referans suşları kullanılmıştır. Linezolide dirençli suşlarda tür düzeyinde tanımlama, 16S rRNA'nın dizilenmesiyle yapılmış; direnç mekanizmaları ise 23S rRNA'nın dizilenmesiyle araştırılmıştır. İncelenen suşlar için, linezolid ve dalbavansin MİK50, MİK90 ve MİK aralıkları sırasıyla 4, 4, 1-6 µg/ml ve 32, 64, 0.25-128 µg/ml olarak bulunmuştur. Linezolide duyarlılık, orta duyarlılık ve direnç oranları ise, aynı sırayla %32, %66 ve %2 olarak saptanmıştır. Linezolide dirençli iki suş Enterococcus faecium olarak tanımlanmış ve sonuçlar Pasteur Enstitüsünde doğrulanmıştır. Bu, Türkiye'de ilk linezolide ve vankomisine dirençli E.faecium suşu bildirimidir. Her iki suşun 23S rRNA geninde G2576T mutasyonu saptanmıştır. Dalbavansin için henüz "Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI)" tarafından bir duyarlılık sınır değeri belirtilmediği için, duyarlılık ve direnç oranları saptanamamıştır. Belirlenen MİK değerlerine göre, linezolid VRE suşlarına karşı en etkili antibiyotik olarak belirlenmiş, dalbavansin ise vankomisinden daha etkili bulunmuştur. Ayrıca, çalışmamızın sonuçları yatan hasta örneklerinden izole edilen VRE suşlarında, linezolid direncinin rutin olarak izlenmesinin gerekliliğini de göstermiştir.
Anahtar sözcükler: Vankomisine dirençli enterokok; dalbavansin; linezolid; antimikrobiyal direnç; MİK.
ABSTRACT
The incidence of infections caused by multidrug resistant gram-positive bacteria is increasing worlwide. In addition, emergence and dissemination of glycopeptide resistance in enterococci has accelerated the need for the development of new antimicrobial agents for treatment. Linezolid which is an oxazolidinone and dalbavancin which is a second-generation, semi-synthetic lipoglycopeptid are important therapeutic options for infections caused by antimicrobial-resistant gram-positive pathogens. The aim of this study was to investigate the in-vitro antimicrobial activity of linezolid and dalbavancin against vancomycin-resistant enterococci (VRE). A total of 100 VRE strains, isolated from rectal swabs of patients hospitalized in Istanbul University Faculty of Istanbul Medicine between 2006-2007 were included in the study. All strains were identified as Enterococcus spp. by conventional methods and had minimum inhibitory concentrations (MICs) of ≥ 32 µg/ml for vancomycin. Vancomycin, linezolid and dalbavancin susceptibility testing was performed by broth microdilution method. For the quality control of the tests, S.aureus ATCC 29213 and E.faecalis ATCC 29212 were included in each run. Molecular identification of linezolid-resistant strains (n= 2) were done by 16S rRNA sequencing and resistance mechanisms were tested by 23S rRNA sequencing. Against VRE strains, MIC50, MIC90 and MIC ranges of linezolid and dalbavancin were found as 4, 4, 1-16 µg/ml and 32, 64, 0.25-128 µg/ml, respectively. Linezolid susceptibility, intermediate susceptibility and resistance rates were found as 32%, 66% and 2% in the same order. Linezolid-resistant two strains were identified as E.faecium, and this data was confirmed by Pasteur Institute. Both of those isolates had G2576T mutations in 23S rRNA genes. Because susceptibility breakpoint for dalbavancin has not been established by Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) yet, susceptibility and resistance rates for dalbavancin were not indicated. According to the MIC results, linezolid was found to be the most effective antibiotic against VRE strains, and dalbavancin was found more effective than vancomycin. Additionally, our results showed that routine susceptibility testing of VRE strains isolated from hospitalized patients to linezolid was required.
Key words: Vancomycin-resistant enterococci; dalbavancin; linezolid; antimicrobial resistance; MIC.
Geliş Tarihi (Received): 17.11.2011 • Kabul Ediliş Tarihi (Accepted): 10.01.2012
GİRİŞ
Gram-pozitif patojen mikroorganizmalarda görülen antimikrobiyal direnç artışı, yeni ajanların araştırılmasını zorunlu hale getirmektedir. Ayrıca, çoklu antibiyotik direnci gösteren gram-pozitif bakterilerin oluşturduğu enfeksiyonların sıklığı artmış ve bu enfeksiyonların tedavisi oldukça güç hale gelmiştir. Glikopeptid antibiyotikler olan vankomisin ve teikoplanin, metisiline dirençli Staphylococcus aureus (MRSA), metisiline dirençli koagülaz-negatif stafilokoklar (MRKNS) ve enterokoklar gibi çoğul dirençli gram-pozitif bakteri enfeksiyonlarının tedavisinde kullanılan başlıca antibiyotiklerdir. Ancak bu antibiyotiklerin etkinliği, glikopeptidlere dirençli suşların ortaya çıkması ve yayılmasıyla azalmaktadır. Bu nedenle, çoğul antimikrobiyal dirençli bakterilerle gelişen enfeksiyonların tedavisinde kullanılabilecek yeni antibiyotiklere gereksinim vardır1,2.
Oksazolidinonlar, yeni bir antibiyotik sınıfıdır ve bu sınıfın ilk üyesi olan linezolid, sık rastlanan dirençli gram-pozitif patojenlerin neden olduğu enfeksiyonlar için önemli bir tedavi seçeneği haline gelmiştir. Oksazolidinon antibiyotikler, bakterinin 50S ribozomal alt ünitesine bağlanır ve protein sentezini engelleyerek etkili olur. Bu etki mekanizmasından dolayı, kullanılmakta olan diğer antibiyotiklerle çapraz direnç görülmez3.
Dalbavansin, ikinci kuşak yarı sentetik lipoglikopeptid antibiyotiktir. Teikoplanin benzeri bir glikopeptidden sentez edilmiştir. Lipofilik yan zinciri, D-Ala-D-Ala hedef molekülünün tanınmasını kolaylaştırır ve bu özellik, MRSA dahil stafilokoklar, enterokoklar ve streptokoklar için minimum inhibitör konsantrasyonu (MİK) değerini anlamlı şekilde düşürür. Deri ve yumuşak doku enfeksiyonu etkenlerine güçlü etkinliği vardır. Ancak VanA direncine sahip bakterilere zayıf etkilidir. Etki süresi uzun olduğu için haftada bir kez uygulanır4,5.
Bu çalışma, linezolid ve dalbavansinin, hastanede yatan hastaların rektal sürüntü örneklerinden izole edilen vankomisine dirençli enterokok (VRE) suşlarına karşı aktivitesini araştırmak amacıyla planlanmıştır.
GEREÇ ve YÖNTEM
Çalışmaya, 2006-2007 yılları arasında İstanbul Üniversitesi İstanbul Tıp Fakültesi Hastanesinin çeşitli kliniklerinde yatan hastaların rektal sürüntü örneklerinden izole edilen 100 VRE suşu dahil edildi.
VRE Suşları İçin Tarama ve Tanımlama
Örnekler, enterokoklar için seçici bir besiyeri olan azid-dekstroz buyyonunda (Merck, Germany) 35°C'de bir gece inkübe edildi. Daha sonra 6 µg/ml vankomisin içeren triptik-soy agar (TSA; Oxoid Ltd, İngiltere) besiyerine ekilerek aynı koşullarda 24-48 saat inkübe edildi6. Vankomisin içeren TSA besiyerinde üreyen suşlar, konvansiyonel yöntemlerle cins düzeyinde tanımlandı. Bu amaçla, gram-pozitif ve katalaz reaksiyonu negatif olan kokların, %6.5 NaCl içeren besiyerinde üreme ve %40 safra varlığında eskülini hidrolize etme özellikleri incelendi. Pozitif sonuç veren suşlara PYR (pyrrolidonyl arylamidase) (BBL, Becton Dickinson, ABD) testi uygulandı7. Bu testle pozitif sonuç veren tüm suşlar Enterococcus spp. olarak tanımlandı ve disk difüzyon yöntemiyle vankomisin (30 µg) (Oxoid Ltd, İngiltere) direnci araştırıldı.
MİK'lerin Belirlenmesi
Vankomisin (Sigma Chemical, ABD), linezolid (Pfizer Inc, ABD) ve dalbavansinin (Pfizer Inc, ABD) VRE suşları için MİK değerleri "Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI)" önerileri doğrultusunda mikrodilüsyon yöntemiyle belirlendi8. Dalbavansin için %0.002 polisorbat-80 (Tween 80; Merck, Almanya) içeren Mueller-Hinton II broth (BBL™, Becton Dickinson, ABD) kullanıldı8. Deneylerde, S.aureus ATCC 29213 ve E.faecalis ATCC 29212 standart suşları kullanılarak kalite kontrolü yapıldı9.
Moleküler Tanımlama
Linezolide dirençli iki VRE suşunun total DNA'ları, Instagen Matrix (BioRad) kiti ile üretici firmanın önerileri doğrultusunda ekstrakte edildi. 1370 baz çiftlik 16S rRNA geni fragmenti, 16S20 5'-AGA GTT TGA TCC TGG CTC AG- 3' ve 16S1390 5'-GAC GGG CGG TGT GTA CAA-3' üniversal primerleri kullanılarak çoğaltıldı10,11. Amplifikasyon ürünü daha sonra sekanslama için Macrogen (Güney Kore) firmasına gönderildi ve sonuçlar NCBI (National Center for Biotechnological Information) nükleotid blast programında gen bankasıyla karşılaştırıldı.
Linezolide Direnç Mekanizmalarının Belirlenmesi
Linezolide dirençli iki suşta 23S rRNA üzerinde mutasyon varlığı, 23SF 5' GACGGAAAGACCCCATGG 3' ve 23SR 5' ACACTTAGATGCTTT 3' özgül primerleri kullanılarak araştırıldı12. Çoğaltılan parça sekans reaksiyonu için Macrogen (Güney Kore) firmasına gönderildi ve sonuçlar nükleotid blast programında analiz edildi.
BULGULAR
Çalışmamızda, denenen antimikrobiyallerin tüm suşlar için belirlenen MİK değerleri Tablo I ve Tablo II'de gösterilmiştir. Buna göre çalışmada yer alan VRE suşları için vankomisinin MİK50, MİK90 ve MİK aralık değerleri sırasıyla 512, > 512 ve 32- > 512 µg/ml'dir.
Aynı suşlar için, linezolid MİK50, MİK90 ve MİK aralıkları 4, 4 ve 1-16 µg/ml olarak saptanmış ve duyarlılık, orta duyarlılık ve direnç oranları %32, %66 ve %2 olarak belirlenmiştir. İki VRE suşu linezolide dirençli (%2) bulunmuş; bu bulgular Pasteur Enstitüsü (Institute Pasteur, Unite des Agents Antibacteriens, Paris, Fransa) tarafından da doğrulanmış ve linezolid MİK değerleri E-test ile 8 ve 12 µg/ml olarak saptanmıştır. Bu iki suş E.faecium olarak tanımlanmış ve her iki suşta G2576T mutasyonu saptanmıştır (Şekil 1).
CLSI tarafından henüz bir duyarlılık sınır değeri açıklanmadığı için dalbavansine duyarlılık oranı belirlenememiştir. Dalbavansin MİK50, MİK90 ve MİK aralıkları ise sırasıyla 32, 64 ve 0.25-128 µg/ml olarak saptanmıştır.
TARTIŞMA
VRE'ler, hastane enfeksiyonu etkenleri arasında üst sıralarda yer almaktadır. Tedavi seçeneklerinin sınırlı olması ve suşların çoğunluğunun var olan diğer antimikrobiyal ajanlara da dirençli olması nedeniyle, VRE enfeksiyonlarının tedavisi giderek zorlaşmaktadır13,14.
Ciddi VRE enfeksiyonları, linezolid ile başarıyla tedavi edilmektedir15,16. Linezolidin VRE suşlarına etkinliğinin araştırıldığı bazı çalışmalarda, MİK50: 1-2, MİK90: 2 ve MİK aralığı: 0.25-> 16 µg/ml; direnç oranları ise %2.8, %2.3 ve %0.6 olarak belirtilmiştir17,18,19,20,21. Ülkemizde yapılan bir çalışmada, MİK50, MİK90 ve MİK aralığı sırasıyla 1.5, 2.0 ve 0.75-4.0 µg/ml olarak bildirilmiştir22. Bu araştırıcılar, vankomisine dirençli suşa rastlanmadığını ve bunun nedeni olarak da bu dönemde linezolidin kullanımda olmadığını ifade etmişlerdir. Bununla beraber aynı çalışmada %5.2 (5/96) orta duyarlı suş saptanmıştır22. Bizim çalışmamızda, bazı suşlar için linezolid MİK değerleri yukarıda belirtilen çalışmalarda belirlenenlerden yüksek bulunmasına karşın, linezolide direnç oranı (%2) benzer bulunmuştur (Tablo I). Çalışmamızda, Türkiye'de ilk kez linezolide ve vankomisine dirençli E.faecium suşları tanımlanmıştır. Her iki linezolide dirençli suşta, G2576T mutasyonu saptanmıştır. Değişik çalışmalarda da aynı mutasyonun neden olduğu linezolid dirençleri bildirilmiştir12,20,21,23,24,25,26,27. Linezolid Türkiye'de 2005 yılından beri kullanımda olmasına rağmen, saptanan yüksek MİK değerleri ve linezolid direnci, bu dönemde yatan hastalardan sıklıkla VRE izole edilmesine ve uzun süreli linezolid tedavisine bağlanabilir. Bu nedenle VRE enfeksiyonu ve/veya kolonizasyonunun yaygınlaştığı dönemlerde klinik örneklerden izole edilen suşlar için linezolid MİK'leri izlenmelidir.
Yeni bir yarı sentetik lipoglikopeptid antimikrobiyal olan dalbavansin, teikoplaninin analoğudur. Stafilokoklar, streptokoklar, enterokoklar ve VanA fenotipi dışındaki VanB, VanC dahil bazı VRE'lere etkilidir5,17. Dalbavansinin VanA ve VanB fenotipindeki VRE suşlarına karşı aktivitesini araştıran çalışmalarda MİK değerleri; MİK50= 0.03-16, MİK90= 0.12-≥ 32 µg/ml ve MİK aralığı: ≤ 0.008- ≥ 32 µg/ml olarak bildirilmiş ve ayrıca bu çalışmalarda dalbavansinin VanA dışındaki VRE suşlarına iyi etkili olduğu rapor edilmiştir17-19,28,29. Çalışmamızda dalbavansin MİK değerleri MİK50= 32 µg/ml, MİK90= 64 µg/ml ve MİK aralığı: 0.25-128 µg/ml olarak bulunmuştur. Bu sonuçlara göre dalbavansin, vankomisinden daha etkili bulunmuş ve VRE enfeksiyonlarının tedavisinde vankomisine iyi bir alternatif olabileceği düşünülmüştür.
TEŞEKKÜR
Çalışmada kullanılan linezolid ve dalbavansini sağlayan Pfizer İlaçları Ltd. Şti.'ye ve iki VRE suşundaki linezolid direncini laboratuvarlarında doğrulayan Pasteur Enstitüsüne teşekkür ederiz.
KAYNAKLAR
İletişim (Correspondence):
Uzm. Dr. Gülseren Aktaş,
İstanbul Üniversitesi İstanbul Tıp Fakültesi Hastanesi,
Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı,
Çapa, İstanbul, Türkiye.
Tel (Phone): +90 212 414 2000,
E-posta (E-mail): gulserena2001@yahoo.co.uk