Türkiye’nin Orta Karadeniz bölgesinde metisiline dirençli staphylococcus aureus kökenlerinin enfeksiyözite-rezistotip-genotip kümelenmesi

Abstract

Hastanelerde ve toplum içinde, metisiline dirençli Staphylococcus aureus (MRSA) epidemik kökenlerinin prevalansındaki artış, enfeksiyon kontrol önlemleri açısından büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmanın amacı, Türkiye’nin Orta Karadeniz bölgesindeki klinik MRSA izolatlarının, kısa ve uzun dönemli epidemiyolojik özelliklerinin anlaşılabilmesi için, patojenik fenotip (enfeksiyözite, resiztotip) ve genotip (PFGE pulsotipi, SLST spa tipi, MLST dizi tipi, eBURST klonal kompleks tipi) özelliklerinin belirlenmesi ve olası bir kümelenme varlığının araştırılmasıdır. Çalışmaya, prospektif olarak, Aralık 2006-Şubat 2007 tarihleri arasında hastanede yatan hastalardan izole edilen, ardışık ve tekrarlardan arındırılmış, 48 MRSA izolatı (18’i kolonizasyon, 30’u hastane enfeksiyonu etkeni) ile tümü hastane enfeksiyonu etkeni olarak tanımlanan yedi metisiline duyarlı S.aureus (MSSA) izolatı alınmıştır. İzolatların tanımlaması Vitek-2 otomatize sistemi (BioMérieux, ABD) ile, in vitro antimikrobiyal duyarlılıkları testleri ise sıvı mikrodilüsyon yöntemi ve Vitek-2 otomatize sistemiyle yapılmıştır. Eritromisine duyarlı bulunan MRSA izolatlarında (n 10), PCR yöntemi ile ermA geni araştırılmıştır. Tüm izolatlar, spa tiplendirme ve PFGE pulsotiplendirme yöntemleriyle tiplendirilmiştir. Farklı spa tiplerini temsilen seçilen üç MRSA izolatı ile tüm (n 7) MSSA izolatlarına MLST yöntemiyle tiplendirme yapılmıştır. Farklı spa tiplerine ait izolatlar içinde, antibiyotik a duyarlılık paternleri birbirinden farklı olan MRSA izolatları arasından seçilen temsilcilerin (n 8) SCCmec tipleri, multipleks PCR yöntemiyle belirlenmiştir. İzolatların, antimikrobiyal direnç paternleri sayısallaştı- rılarak, standardize antimikrobiyal direnç fenotipleri belirlenmiştir. MRSA izolatlarının, ayırt edici özel- liklerinden olan enfeksiyözite, fenotipik ve genotipik özellikleri temelinde oluşan patern gruplarındaki kümelenmeleri, belirli içerme ve dışlama ölçütleri ile istatistiksel analize alınmış ve anlamlılık bakımından incelenmiştir. Çalışmamızda, MSSA izolatlarında üç, MRSA izolatlarında 13 farklı antimikrobiyal direnç fenotipi belirlenmiş ve MRSA izolatlarında 14, MSSA izolatlarında yedi farklı PFGE pulsotipi saptanmıştır. MRSA izolatlarının 10’u, PFGE-pulsotipi ile sporadik tekil kökenler olarak saptanmıştır. MRSA izolatlarının, ikisi (t459, t632) hariç, diğerlerinin t030 spa tipinde olduğu belirlenmiş; farklı spa tipi temsilcilerinin (n 3) analizi sonucunda, tek MLST klonal kompleks tipi (CC8) ve tek MLST dizi tipi (ST239) bulunmuştur. Yedi MSSA izolatının ise her birisinin spa tipi, MLST dizi tipi ve MLST klonal kompleks tipinin farklı olduğu izlenmiştir (t777-ST5-CC5; t660-ST25-CC5; t153-ST34-CC30; t015-ST45-CC45; t267-ST97-CC97; t377- ST360-CC8; t084-ST15-C15). Sporadik olmayan 38 MRSA izolatının istatistiksel analizinde, Grup-13’te yer alan izolatların (n 16; enfeksiyöz, rezistotip 14, pulsotip 4; antimikrobiyal direnç skoru 24), anlamlı düzeyde enfeksiyözite-fenotip-genotip kümelenmesi sergilediği saptanmıştır (p 0.001). MRSA izolat- larının 27‘sinde azalmış teikoplanin duyarlılığı (MİK 4 ?g/mL) saptanmıştır. Global olarak, MLST-CC8, MLST-ST239, t030 spa tipi MRSA izolatlarının, genellikle eritromisine dirençli olması beklenmesine karşın, duyarlı olan 10 izolatın altısında ermA geninin bulunduğu gösterilmiş; bu genlerin nokta mutasyonu veya delesyon nedeniyle işlevsiz olabileceği düşünülmüştür. Antimikrobiyal duyarlılık paternleri birbirinden farklı olan MRSA izolatları arasından seçilen sekiz temsilci suşun SCCmec tipleri, tip III olarak saptanmıştır. Sonuç olarak, Orta Karadeniz bölgesi hasta popülasyonunu temsil eden hastanemizde saptanan S.aureus izolatlarının, enfeksiyözite, antimikrobiyal direnç fenotipi ve klonal genotip bakımından, istatistiksel ola- rak anlamlı kümelenme sergilediği ortaya konmuştur (p 0.001). Baskın olan MRSA klonunun, beş büyük pandemik MRSA klonundan biri olan, epidemik ST239 klonu olduğu ve nozokomiyal MSSA izolatlarının uzun dönemli klonal çeşitlilik sergilediği belirlenmiştir. Bu çalışmanın sonuçları, hastane enfeksiyonlarına yol açan çeşitli S.aureus kökenlerinin, bölgesel, ulusal ve uluslararası uzun dönemli sürveyans çalışmaları için veri sağlamaktadır.

The increase in the prevalence of epidemic strains of methicillin resistant Staphylococcus aureus (MRSA) in hospitals and community requires special attention of infection control. The aim of this study was to determine the pathogenic phenotype (i.e. infectivity and resistotype) and genotypic character- istics (i.e. PFGE-pulsotyping, SLST-spa typing, MLST-sequence typing, eBURST-clonal complex detection algorithm) of clinical MRSA isolates in the Central Blacksea region of Turkey, in order to understand their short- and long-term epidemiological and evolutionary dynamics, and to investigate any probable presence of a significant clustering. This prospective study included consecutive but non-repetitive 48 MRSA isolates (of them 18 were colonized strains and 30 were causes of nosocomial infection) and seven methicillin-susceptible S.aureus (MSSA, all were isolated from nosocomial infection), collected between December 2006-February 2007 period from hospitalized patients. Identification of the isolates were per- formed by Vitek-2 automated system (BioM&eacute;rieux, USA), and in vitro antimicrobial susceptibility testing by broth microdilution method and Vitek-2 automated system. The MRSA isolates found susceptible to erythromycin (n 10) were further investigated for the presence of ermA gene by the PCR method. All the strains were typed by spa-typing and PFGE-pulsotyping methods. Among the isolates with differ- ent spa-types, representatives were selected (3 MRSA, 7 MSSA) and typed with MLST typing method. Among the isolates with different spa-types, representatives with different antimicrobial susceptibility patterns were selected (n 8), and SCCmec types were determined by the multiplex PCR method. Antimicrobial resistance patterns of the isolates were digitized to get standardized antimicrobial resist- ance phenotypes. Clustering of MRSA isolates in pattern groups on the basis of discriminatory character- istics, namely infectivity, phenotype and genotype were statistically analyzed with specific inclusion and exclusion criteria. As a result, three different antimicrobial resistance phenotypes were found in MSSA isolates, whereas 13 were identified in MRSA isolates. In MSSA isolates, seven different PFGE-pulsotypes were detected, as compared to 14 pulsotypes in MRSA isolates. Among MRSA isolates, 10 sporadic strains with single PFGE-pulsotypes were detected. All MRSA isolates, with two exceptions (t459, t632), were of t030 spa-type; in the MLST analysis of the representatives of different spa-types (n 3), a single type of MLST-clonal complex (CC8) and single MLST-sequence type (ST239) were identified. Each of the seven MSSA isolates yielded different spa-types, MLST-clonal complex types and MLST-sequence types (t777-ST5-CC5; t660-ST25-CC5; t153-ST34-CC30; t015-ST45-CC45; t267-ST97-CC97; t377- ST360-CC8; t084-ST15-C15). In the statistical analysis of 38 non-sporadic MRSA isolates, the isolates in Group-13 (n 16; infectious, resistotype 14, pulsotype 4; antimicrobial resistance score 24) displayed significant infectivity-phenotype-genotype clustering (p< 0.001). In 27 of the MRSA isolates, decreased susceptibility to teicoplanin (MIC 4 µg/mL) was detected. Although, global MRSA isolates belonging to MLST-CC8, MLST-ST239, t030 spa-type were usually expected to be resistant to erythromycin, 10 such strains were erythromycin susceptible. However, ermA gene was found in six of these 10 strains, leading to a conclusion that the ermA gene of these isolates might be dysfunctional due to a point mutation or deletion. Selected representatives of MRSA isolates with different antimicrobial susceptibility patterns (n 8) were detected to be SCCmec type III. In conclusion, S.aureus isolates in the patient population of our hospital representing the Central Blacksea region showed statistically significant clustering in infectivity, antimicrobial resistance phenotype and clonal genotype (p< 0.001). The dominant MRSA clone was ST239 which was one of the five major pandemic MRSA clones. Nosocomial MSSA isolates displayed long-term clonal diversity. This study produced regional evolutionary-epidemiological data that may support further regional, national and international long-term surveillance studies of S.aureus strains.