Yazdır

Özgün Çalışma/Original Article
Mikrobiyol Bul 2013; 47(4): 619-627

Karbapeneme Dirençli Pseudomonas aeruginosa'ya Bağlı Bir Hastane Enfeksiyonu Salgınının İncelenmesi

Evaluation of a Hospital Outbreak Related to Carbapenem-Resistant Pseudomonas aeruginosa

Yeşim ÇEKİN1, Alper KARAGÖZ2, Filiz KIZILATEŞ3, Ayhan Hilmi ÇEKİN4, Nefise ÖZTOPRAK ÇUVALCI3,
Nurullah BÜLBÜLLER5, Rıza DURMAZ2

1 Antalya Eğitim ve Araştırma Hastanesi, Tıbbi Mikrobiyoloji Laboratuvarı, Antalya.

1 Antalya Training and Research Hospital, Medical Microbiology Laboratory, Antalya, Turkey.

2 Türkiye Halk Sağlığı Kurumu Mikrobiyoloji Referans Laboratuvarları Daire Başkanlığı, Moleküler Mikrobiyoloji Araştırma ve

Uygulama Laboratuvarı, Ankara.

2 Public Health Agency of Turkey, Department of Microbiology Reference Laboratories, Molecular Microbiology Research and

Application Laboratory, Ankara, Turkey.

3 Antalya Eğitim ve Araştırma Hastanesi, Enfeksiyon Hastalıkları ve Klinik Mikrobiyoloji Bölümü, Antalya.

3 Antalya Training and Research Hospital, Infectious Disease and Clinical Microbiology Department, Antalya, Turkey.

4 Antalya Eğitim ve Araştırma Hastanesi, İç Hastalıkları Bölümü, Antalya.

4 Antalya Training and Research Hospital, Internal Medicine Department, Antalya, Turkey.

5 Antalya Eğitim ve Araştırma Hastanesi, Genel Cerrahi Bölümü, Antalya.

5 Antalya Training and Research Hospital, General Surgery Department, Antalya, Turkey.

ÖZET

Pseudomonas aeruginosa fırsatçı enfeksiyonlara ve hastane salgınlarına sebep olabilen önemli bir nozokomiyal patojendir. Ekim 2012 tarihinde başlayarak hastanemiz yoğun bakım ve plastik cerrahi servisinden benzer antibiyotik direnç paternine sahip karbapeneme dirençli P.aeruginosa suşlarının üst üste saptanması üzerine bir hastane salgını olabileceği düşünülmüştür. Mikrobiyoloji laboratuvarı veri tabanının retrospektif olarak incelenmesiyle, Ağustos 2012 tarihinde saptanan ilk dirençli P.aeruginosa suşu dahil olmak üzere karbapeneme dirençli P.aeruginosa suşlarının yoğun olarak saptandığı dört aylık dönem salgın olarak değerlendirilmiştir. Sunulan bu çalışma, izolatların klonal ilişkisinin araştırılarak salgının tanımlanması ve olası çevresel kaynakların saptanmasının yanı sıra salgın süreci, risk faktörleri ve uygulanan enfeksiyon kontrol programının etkinliğinin değerlendirilmesini hedeflemektedir. Çalışmaya, Ağustos-Kasım 2012 tarihleri arasında, klinik örneklerinden karbapeneme dirençli P.aeruginosa (CRPA) üretilen 20 hasta ile aynı dönemde bu servislerde yatan ve klinik örneklerinden karbapeneme duyarlı P.aeruginosa (CSPA) üretilen 22 hasta kontrol grubu olarak dahil edilmiştir. Yirmi hastadan üretilen 26 CRPA izolatı arasındaki klonal ilişki, değişimli alan jel elektroforezi (Pulsed-field gel electrophoresis, PFGE) ile araştırılmıştır. PFGE sonuçları, CRPA izolatlarının tek klondan oluşmadığını, hastanemizde suş sayısı dört ile sekiz arasında değişen dört majör klonun bulunduğunu göstermiştir. Lojistik regresyon analizi ile, karbapenem kullanımının 15.7 kat (%95 CI: 1.19-207.76), cerrahi işlem uygulamasının 76.8 kat (%95 CI: 2.03-2901.30) ve uzun yatış süresinin 0.787 kat (%95CI: 0.63-0.97) risk oluşturduğu belirlenmiştir. Salgın döneminde sağlık personelinden ve çevreden yapılan tarama kültürlerinde, benzer antibiyotik direnç paternine sahip bir suş izole edilmemiştir. CRPA'nın yayılımı, yoğun önlemlerin uygulanmasıyla kontrol altına alınmış ve izolat sayısı 0-1 suş/ay düzeyine gerilemiştir. CRPA enfeksiyonları, yüksek mortalitesi ve tedavi alternatiflerinin kısıtlı olması nedeniyle enfeksiyon kontrol ünitesinin öncelikleri arasında olmalıdır. Bu çalışma, uygulanan enfeksiyon kontrol programının etkinliğinin değerlendirilmesine, olası diğer salgınlar için plan yapılmasına, personele eğitimler verilmesine olanak sağlamıştır.

Anahtar sözcükler: Pseudomonas aeruginosa; nozokomiyal; salgın; PFGE.

ABSTRACT

Pseudomonas aeruginosa is an important nosocomial pathogen that causes opportunistic infections and hospital outbreaks. During October 2012, carbapenem-resistant P.aeruginosa strains with similar antibiotic resistance patterns, were isolated from specimens sent from the intensive care and plastic surgery units in our hospital. Thus a hospital outbreak was suspected. The microbiology laboratory database was retrospectively searched and all strains of P.aeruginosa isolated during the four month period, starting with the initial carbapenem-resistant strain in August 2012, was evaluated as a hospital outbreak. The aim of this study was to define the outbreak by investigating the clonal relationship between the strains, to detect the potential environmental sources and to evaluate the period of the outbreak, risk factors and the efficiency of infection control measures. The study was conducted between August-November 2012. Twenty patients with carbapenem-resistant P.aeruginosa (CRPA) positive cultures were included in the study. The control group consisted of 22 patients with carbapenem-susceptible P.aeruginosa (CSPA) positive cultures. The clonal relationship between 26 CRPA strains was studied by pulsed-field gel electrophoresis (PFGE). The PFGE results indicated that CRPA strains in our hospital were not related to a single clone, however, there were four major clones composed of four to eight strains. Logistic regression analysis indicated that the risk increased 15.7 fold (95% CI: 1.19-207.76) by the use of carbapenem, 76.8 fold (95% CI: 2.03-2901.30) by surgical procedures and 0.787 fold (95% CI: 0.63-0.97) by the duration of hospital stay. Surveillance cultures from health-care personel and the environment performed in course of the outbreak, yielded no growth of a strain with the similar antibiotic resistance pattern. The spread of CRPA has been controlled by the use of effective precautionary measures, regressing the isolate number to 0-1 strain/month. Since CRPA infections have high mortality and lack therapeutic alternatives, they should be regarded among the priorities of the infection control programmes. This study has enabled to test the effectiveness of the infection control program, to make plans for the possible future outbreaks and to train the staff.

Key words: Pseudomonas aeruginosa; nosocomial; outbreak; PFGE.

Geliş Tarihi (Received): 13.08.2013 • Kabul Ediliş Tarihi (Accepted): 29.09.2013

GİRİŞ

Pseudomonas aeruginosa, nozokomiyal enfeksiyonların önemli bir sebebidir. Yoğun bakım ünitesi (YBÜ)'nde gelişen pnömonilerin en sık nedeni olup, hastane enfeksiyon etkeni gram-negatif bakteriler arasında ikinci sırada yer almaktadır1. Nemli ortamlarda uzun süre canlı kalabilmesi nedeniyle, kolaylıkla hastane ortamından ve kontamine tıbbi cihazlardan kaynaklanan hastane salgınlarına neden olabilmektedir2,3,4,5. Karbapenemler, P.aeruginosa enfeksiyonları için potansiyel tedavi seçeneği olmasına rağmen, yaygın kullanımları çoklu ilaç direncine sahip P.aeruginosa suşlarının artışına yol açmaktadır4,5,6,7.

Antalya Eğitim ve Araştırma Hastanesinin YBÜ [aynı salonda, cerrahi yoğun bakım (CYB), dahili yoğun bakım (DYB) ve reanimasyon üniteleri bulunmaktadır] ve plastik cerrahi servisi (PCS)'nden dört aylık dönemde karbapeneme dirençli P.aeruginosa suşları izole edilmiştir. Bu durum salgın olarak değerlendirilmiş ve sunulan bu çalışmada, değişimli alan jel elektroforezi (Pulsed Field Gel Electrophoresis; PFGE) yöntemi kullanılarak izolatların klonal yakınlığının araştırılması, çapraz bulaş için olası çevresel faktörlerin saptanması, salgın süreci ve uygulanan enfeksiyon kontrol programının etkinliğinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır.

GEREÇ ve YÖNTEM

İlk karbapeneme dirençli P.aeruginosa (CRPA) suşunun saptandığı 07 Ağustos 2012 tarihinden itibaren, CRPA olgularının yoğun olarak saptandığı dört aylık süre salgın dönemi olarak değerlendirildi. Çalışmaya, kültürlerinde CRPA üreyen 20 hasta ve kontrol grubu olarak aynı dönemde bu servislerde yatan ve klinik örneklerinde karbapeneme duyarlı P.aeruginosa (CSPA) saptanan 22 hasta dahil edildi. Salgın kaynağını saptamak için ayrıca çevreden ve sağlık personelinden örnekleme yapıldı. Hastaların epidemiyolojik verilerine, hastanemiz mikrobiyoloji laboratuvarı veri tabanı ve hasta dosyaları incelenerek ulaşıldı.

Servislerden gönderilen balgam, kan, yara ve çevre örnekleri laboratuvarımızda %5 kanlı agar, çukulata agar ve EMB agara ekilerek 37°C'de inkübe edildi, 24 saat sonunda üremeler değerlendirildi. P.aeruginosa morfolojisindeki koloniler, oksidaz ve katalaz aktivitesi, pigment oluşumu, özgül aromatik koku ve kanlı agarda hemoliz oluşturma özellikleri açısından değerlendirildi; tür tayinleri ve antibiyotik duyarlılıkları Phoenix otomatize sistemi (BD Diagnostics, MD) ile yapıldı. İzolatlar daha sonra PFGE ile çalışılmak üzere -70°C'de saklandı.

 PFGE yöntemiyle her hastaya ait en az bir örnek çalışıldı. Çok sayıda üremesi olan hastaların farklı servislerde yattıkları sırada olan üremeleri ve farklı örneklerden üremeleri de dahil edilerek, toplam 26 örneğe PFGE uygulandı.

İzolatlar arasındaki klonal ilişkinin saptanmasında, Durmaz ve arkadaşlarının8 A.baumannii için optimize etmiş oldukları protokol kullanıldı. Farklı olarak restriksiyon endonükleaz enzimi olarak SpeI (MBI Fermantas, MD) kullanıldı. DNA paternleri; %1'lik agaroz jelde (Bio-Rad Laboratories, Belgium), CHEF DR II (Bio-Rad Laboratories, Belgium) cihazında 6V/cm akım, 14°C sıcaklık ve 0.5X TBE içerisinde, blok 1: başlangıç ve bitiş zamanları 5 s ve 45 s olacak şekilde 20 saat ve blok 2: başlangıç ve bitiş zamanları 30 s ve 45 s olacak şekilde 6 saat yürütülerek gösterildi. Elektroforez sonrasında oluşan DNA paternleri BioNumerics software (Version 6.01; Applied Maths, Belgium) ile değerlendirildi. Dendrogram oluşturulurken tolerans %1, optimizasyon %1.5 olarak alındı. İzolatlar arası kümelenme ilişkisi UPGMA (Unweighted Pair Group Method of Arithmatic Averages) yöntemi kullanılarak gösterildi. Klonal ilişkinin değerlendirilmesinde Tenover ve arkadaşları9 tarafından belirlenen ilkeler benimsendi.

İstatistiksel analizler SPSS 18 programında gerçekleştirildi. Analizlerde yaş, serviste yatış süresi ve yoğun bakımda yatış süresi gibi sürekli değişkenlerin ortanca değerleri hesaplanarak kesim noktası belirlendi ve sürekli değişkenler ikili değişkenlere çevrildi. OR (Odds ratio) ve %95 CI (Confidence Interval) hesaplandı; tüm risk faktörleri için Fisher ki-kare testi kullanıldı. p< 0.05 değeri anlamlı kabul edildi. CRPA için bağımsız risk hesaplamak üzere lojistik regresyon analizi yapıldı.

BULGULAR

 Çalışmamızda, 07 Ağustos-30 Kasım 2012 tarihleri arasında hastanemizin YBÜ ve PCS'inde klinik örneklerde CRPA suşu (26 suş) üretilen 20 hasta ve aynı dönemlerde CSPA izole edilen (toplam 26 suş) 22 hasta incelenmiştir. CRPA saptanan hastaların demografik verileri ve klinik özellikleri Tablo I'de verilmiştir. Yirmi altı CSPA suşunun 10'u balgam, dokuzu yara, beşi kan, biri idrar ve biri doku örneğinden izole edilmiştir.


Tablo I

CRPA suşlarının PFGE sonuçları Şekil 1'de görülmektedir. Suşlar dört küme içerisinde dağılım göstermiştir. Küme A ve onun alt kümesi olan A1 arasında üç bant farkı saptanmış olması nedeniyle A ve A1'de yer alan bu dört izolatın klonal yönden yakın ilişkili olduğu kabul edilmiştir. Aynı durum B ile onun alt kümesi olan B1 ve D ile D1 için de geçerli olup, bu kümeler arasında yalnızca 2 bant farkı olması izolatların yakın ilişkili olduğunu göstermektedir. Sonuçta incelenen P.aeruginosa izolatlarının dört ayrı klondan kaynaklanmış olduğu söylenebilir.


Şekil 1

PFGE yöntemiyle çalışılan CRPA suşlarının sonuçları ve haftalara göre dağılımı Şekil 2'de görülmektedir. İlk izolatta gözlenen A pulsotipinin 16. haftanın sonuna kadar hastanede varlığını sürdürdüğü saptanmıştır. Ayrıca, B, C ve D pulsotiplerinin de, yalnızca sınırlı bir zamanda değil, salgın süresince hastanemizde bulunduğu gösterilmiştir.


Şekil 2

Risk faktörlerinin saptanmasına yönelik 20 CRPA ve kontrol grubu olarak 22 CSPA hastasının verileri ve tek değişkenli risk analiz sonuçları Tablo II'de görülmektedir. Lojistik regresyon analizi sonuçlarına göre modelde üç değişken; karbapenem kullanımı 15.7 kat (%95 CI: 1.19-207.76), cerrahi işlem 76.8 kat (%95 CI: 2.03-2901.30), yatış süresi 0.787 kat (%95 CI: 0.63-0.97) risk oluşturmaktadır.


Tablo II

TARTIŞMA

Nemli ortamlarda kolay üremesi ve çevre koşullarına dayanıklı olması nedeniyle P.aeruginosa, hastane enfeksiyonlarının önemli bir bölümünden sorumludur. Tedavide en sık antipsödomonal penisilinler, sefalosporinler ve karbapenemler kullanılmakta, aminoglikozidler veya kinolonlarla kombine edilmektedirler10. Beta-laktamaz yapımı, penisilin bağlayan proteinlerde değişiklik, geçirgenlikte azalma ve aktif pompa mekanizması gibi değişik direnç mekanizmalarına sahip olan bu bakteriler elde bulunan etkin ilaçları hızla tüketmektedirler. Son yıllarda giderek artan oranlarda bildirilen çok ilaca dirençli P.aeruginosa suşlarının, yakın zamanda hastanelerde, özellikle yoğun bakım ünitelerinde ciddi sorunlara sebep olacağı açıktır.

Sunulan bu çalışmada, 2012 yılının dört aylık döneminde yoğun bakım üniteleri ve plastik cerrahi servisini içeren CRPA salgını araştırılmıştır. Salgın, bu ünitelerden gönderilen yara örneklerinden CRPA suşlarının izole edilmesi üzerine fark edilmiştir. Çevre kültürleri ve kaynak olabileceği düşünülen pansuman materyalinden örnekler alınmıştır. PFGE sonuçlarına göre, incelenen çalışma popülasyonundaki P.aeruginosa izolatlarının dört ayrı klondan kaynaklanmakta olduğu ve olguların kompleks epidemiyolojiye sahip olduğu ortaya konmuştur. D kümesinde yer alan 10 suş, altı hastadan üretilmiştir. Bu hastaların üçü plastik cerrahi servisi, ikisi yoğun bakım ünitesinde yatmaktadır. Suşların beşi yara örneklerinden üretilmiştir. Farklı servislerde yatmalarına rağmen yara kültüründe aynı klon saptanan hastaların ortak noktası, pansumanlarının aynı sağlık görevlisi tarafından yapılıyor olmasıdır. Yara örneklerinde üreyen CRPA suşlarının aynı klondan kaynaklanmış olması, bu suşların pansuman yapan sağlık görevlisi tarafından çapraz bulaş yoluyla aktarılmış olabileceğini düşündürmektedir. B kümesinde, sekiz hastaya ait suşlar bulunmaktadır. Suşların tümü yoğun bakım ünitesinde saptanmış ve yedisi ventilatöre bağlı hastaların balgam örneklerinden üretilmiştir. B kümesine bağlı salgının ventilatörlerle ilişkili olabileceği düşünülse de, bu durum çevre kültürleriyle doğrulanamamıştır.

        Karbapeneme dirençli P.aeruginosa (CRPA) enfeksiyonları için risk faktörleri arasında, uzun süreli antibiyotik kullanımı, mekanik ventilasyon, hastanede ya da yoğun bakımda uzun süreli yatış ve altta yatan hastalık varlığı sayılabilir11. Olgu-kontrol çalışmalarında, florokinolon ya da uzun süre siprofloksasin kullanımının CRPA enfeksiyonu riskini artırdığı bildirilmektedir12,13. Bizim çalışma grubumuzda, karbapenem kullanımı (OR: 15.7; %95 CI: 1.19-207.76), yoğun bakım ünitesinde uzun yatış süresi (OR:0.787; %95 CI: 0.63-0.97) ve cerrahi işlem uygulaması (OR: 76.8; %95 CI: 2.03-2901.30), CRPA enfeksiyonlarının gelişimi için riskli bulunmuştur. Salgınlarda olduğu gibi endemik olgularda da musluk suyu, lavabolar, musluklar ve tuvaletler, CRPA'nın enfeksiyon kaynağı olarak bildirilmiştir14,15. Ancak bizim çalışmamızda her iki salgın suşu için de kaynak saptanamamıştır.

Erken dönemde fark edilmesi nedeniyle çalışmamızda bildirdiğimiz yayılım, el yıkama ve bariyer önlemlerinin artırılması ve kontrolü ile önlenmiş, izolat sayısı endemik düzeye (0-1 izolat/ay) inmiştir. Endemik dönem izolatlarının antibiyotik duyarlılık paternleri, incelenen dönemdeki izolatlarla aynıdır. Salgın sonrası dönemde de antibiyotipleri benzer suşların (0-1 izolat/ay) saptanması çevresel bir kaynağın olabileceğini düşündürmektedir. Çalışmamızda, endemik dönemdeki izolatlarda PFGE çalışılamamış, bu nedenle de salgın klonları ile karşılaştırılması mümkün olmamıştır. Sonuç olarak, çevre şartlarının uygunluğu ve hastaların klinik özellikleri nedeniyle, yoğun bakım ünitelerinde çoklu dirençli mikroorganizmalarla salgınlar oluşabilmektedir. Burada sunulan olguda görüldüğü gibi, klinik mikrobiyoloji laboratuvarlarında antibiyotipleri benzer bakterilerin normalden yüksek sıklıkta izole edilmesi, böyle bir salgın açısından uyarıcı olabilmektedir. CRPA enfeksiyonları, yüksek mortalitesi ve tedavi alternatiflerinin kısıtlı olması nedeniyle enfeksiyon kontrol ünitesinin öncelikleri arasında olmalıdır. İzolatların aynı köken olup olmadığının saptanmasında PFGE ile DNA analizi gibi genotipik yöntemlerin kullanılması yanında, ayrıntılı epidemiyolojik araştırmalarının salgın çalışmalarının önemli bir bileşeni olduğu da akılda tutulmalıdır.

KAYNAKLAR

  1. Üstün C. Hastane kökenli karbapenem dirençli ve duyarlı Pseudomonas aeruginosa suşlarının çeşitli antibiyotiklere direnç oranları. ANKEM 2010; 24(1): 1-6.
  2. Kirschke DL, Jones TF, Craig AS, et al. Pseudomonas aeruginosa and Serratia marcescens contamination associated with a manufacturing defect in bronchoscopes. N Engl J Med 2003; 348(3): 214-20.
  3. Iversen BG, Jacobsen T, Eriksen HM, et al. An outbreak of Pseudomonas aeruginosa infection caused by contaminated mouth swabs. Clin Infect Dis 2007; 44(6): 794-801.
  4. Muscarella LF. Contribution of tap water and environmental surfaces to nosocomial transmission of antibiotic-resistant Pseudomonas aeruginosa. Infect Control Hosp Epidemiol 2004; 25(4): 342-5.
  5. Moolenaar RL, Crutcher JM, San Joaquin VH, et al. A prolonged outbreak of Pseudomonas aeruginosa in a neonatal intensive care unit: did staff fingernails play a role in disease transmission? Infect Control Hosp Epidemiol 2000; 21(2): 80-5.
  6. Kikuchi T, Nagashima G, Taguchi K, et al. Contaminated oral intubation equipment associated with an outbreak of carbapenem-resistant Pseudomonas in an intensive care unit. J Hosp Infect 2007; 65(1): 54-7.
  7. Pagani L, Colinon C, Migliavacca R, et al. Nosocomial outbreak caused by multidrug-resistant Pseudomonas aeruginosa producing IMP-13 metallo-beta-lactamase. J Clin Microbiol 2005; 43(8): 3824-8.
  8. Durmaz R, Otlu B, Koksal F, et al.  The optimization of rapid pulsed-field gel electrophoresis protocol for typing of Acinetobacter baumannii, Escherichia coli and Klebsiella spp. Jpn J Infect Dis 2009; 62(5): 372-7.
  9. Tenover FC, Arbeit RD, Goering RV, et al. Interpreting chromosomal DNA restriction patterns produced by pulsed-field gel electrophoresis: criteria for bacterial strain typing. J Clin Microbiol 1995; 33(9): 2233-9.
  10. Fujimura T, Anan N, Sugimori G, et al. Susceptibility of Pseudomonas aeruginosa clinical isolates in Japan to doripenem and other antipseudomonal agents. Int J Antimicrob Agents 2009; 34(6): 523-8.
  11. Falagas ME, Kopterides P. Risk factors for the isolation of multi-drug-resistant Acinetobacter baumannii and Pseudomonas aeruginosa: a systematic review of the literature. J Hosp Infect 2006; 64(1): 7-15.
  12. Lautenbach E, Weiner MG, Nachamkin I, Bilker WB, Sheridan A, Fishman NO. Imipenem resistance among Pseudomonas aeruginosa isolates: risk factors for infection and impact of resistance on clinical and economic outcomes. Infect Control Hosp Epidemiol 2006; 27(9): 893-900.
  13. Paramythiotou E, Lucet JC, Timsit JF, et al. Acquisition of multidrug-resistant Pseudomonas aeruginosa in patients in intensive care units: role of antibiotics with anti-pseudomonal activity. Clin Infect Dis 2004; 38(5): 670-7.
  14. Trautmann M, Lepper PM, Haller M. Ecology of Pseudomonas aeruginosa in the intensive care unit and the evolving role of water outlets as a reservoir of the organism. Am J Infect Control 2005; 33(5): 41-9.
  15. Bert F, Maubec E, Bruneau B, Berry P, Lambert-Zechovsky N. Multi-resistant Pseudomonas aeruginosa outbreak associated with contaminated tap water in a neurosurgery intensive care unit. J Hosp Infect 1998; 39(1): 53-62.

İletişim (Correspondence):

Uzm. Dr. Yeşim Çekin,

Antalya Eğitim ve Araştırma Hastanesi,

Tıbbi Mikrobiyoloji Laboratuvarı,

07100 Antalya, Türkiye.

Tel (Phone): +90 505 795 8298,

E-posta (E-mail): yesimcekin@hotmail.com

Yazdır