Çocuklarda üriner sistem enfeksiyonu etkeni olan escherichia coli izolatlarında virülans faktörleri, filogenetik grup özellikleri ve ST131 klonu varlığının araştırılması

AMAÇ: Bu çalışmada; Ocak 2021 – Eylül 2021 tarihleri arasında Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi Cebeci Hastanesi Merkez Mikrobiyoloji Laboratuvarında 3-18 yaş arası çocuk hastaların üriner sistem enfeksiyonu (ÜSE) ön tanısıyla gönderilen idrar örneklerinden elde edilen 100 ilk, 100 tekrarlayan ÜSE etkeni toplam 200 adet Esherichia coli izolatının antimikrobiyal direnç oranları, filogenetik grup dağılımları, virülans faktörleri sıklığı ve O25b/ST131 klonuna ait olup olmadıkları değerlendirilmiştir. Elde edilen verilerin ilk ve tekrarlayan ÜSE etkenleri arasındaki ve O25b/ST131 klonuna ait olan ve olmayan izolatlar arasındaki dağılımları araştırılarak, ülkemizdeki sürveyans verilerine katkıda bulunmanın yanı sıra daha etkin bir ÜSE yönetimi için geliştirilebilecek tanı, tedavi ve profilaksi seçenekleri için yapılacak yeni çalışmalara ışık tutması amaçlanmıştır. GEREÇ VE YÖNTEM: Konvansiyonel yöntemler ile tanımlanan izolatların antimikrobiyal duyarlılıkları Kirby-Bauer disk difüzyon yöntemiyle, genişlemiş spektrumlu beta-laktamaz (GSBL) üretimleri çift disk sinerji testi ile değerlendirilmiş, biyofilm oluşumları mikroplak yöntemi, hemolizin üretimleri kanlı agara ekim tekniği ile araştırılmıştır. Filogenetik gruplandırma, O25b/ST131 klonu, virülans genlerinin araştırılması, izolatların moleküler düzeyde üropatojenik E. coli (UPEC) olarak sınıflandırılması ve virotiplendirilmelerinde polimeraz zincir reaksiyonu (PZR) kullanılmıştır. Aynı hastadan farklı zamanlarda toplanan izolatların arasındaki ilişkiyi ortaya koymak için değişken alanlı jel elektroforezi (PFGE) yapılmıştır. BULGULAR: En yüksek antimikrobiyal direnç oranı ampisilin (n=100, %50), amoksisilin-klavulanik asit (n=43, %21,5), sefazolin (n=99, %49,5), sefotaksim (n=43, %21,5) ve trimetoprim-sülfametoksazol'e (n=55, %27,5) karşı gözlenmiştir. Tekrarlayan ÜSE etkenlerinde (n=100) ilk ÜSE etkenlerine göre sefotaksim (n=29, %29), sefepim (n=25, %25) ve trimetoprim-sülfametoksazol (n=35, %35); O25b/ST131 izolatlarında (n=67) ise bu klonda olmayanlara (n=133) göre siprofloksasin (n=17, %25,4), amikasin (n=3, %4,5) ve gentamisin (n=10, %14,9) direnç oranları daha yüksek saptanmıştır (p<0,05). İzolatların 58'inin (%29) çoklu ilaca dirençli (ÇİD) olduğu, 38'inin (%19) GSBL ürettiği bulunmuştur. Tekrarlayan ÜSE etkenlerinde ÇİD ve/veya GSBL üreten izolatların oranı ilk ÜSE etkenlerine göre daha fazla bulunmuştur (sırasıyla n=36 (%36) / n=22 (%22); n=27 (%27) / n=11 (%11); p<0,05). İzolatların 3'ünde (%1,5) biyofilm oluşumu gözlenmiş, bu izolatların tamamı filogenetik grup A'ya ait bulunmuştur. Hemolizin üretimi izolatların 29'unda (%14,5) görülmüş olup, hemolizin üreten izolatlar içinde O25b/ST131 klonunun oranı bu klona ait olmayan izolatlara göre daha yüksek saptanmıştır (sırasıyla n=23 (%79) / n=6 (%21); p<0,0001). İzolatların 91'inin (%45,5) D, 75'inin (%37,5) B2, 25'inin (%12,5) A ve 9'unun (%4,5) B1 filogenetik grubunda yer aldığı bulunmuştur. B2 ve D grubunda yer alan izolatların antimikrobiyal dirençlerinin daha yüksek olduğu ve daha fazla sayıda virülans geni taşıdıkları saptanmıştır (p<0,05). İzolatların 67'si (%33,5) O25b/ST131 klonuna ait bulunmuştur. İlk ve tekrarlayan ÜSE etkenleri içindeki O25b/ST131 klonu oranları benzer bulunmuştur (p>0,05). İzolatların en sık adezyon [fimH n=194 (%97), papA n=114 (%57), yfcV n=99 (%49,5)] ve demir edinim sistemlerine [fyuA n=171 (%85,5), chuA n=156 (%78), iutA n=146 (%73)] ait virülans genleri taşıdıkları görülürken, en az oranda toksin grubu [vat n=64 (%32), hlyA n=31 (%15,5), cnf I n=13 (%6,5)] virülans genleri bulunmuştur. O25b/ST131 klonuna ait izolatlarda tüm virülans faktörleri bu klona ait olmayan izolatlara göre daha sık saptanmıştır (p<0,05). Antimikrobiyal direnç ile en sık birlikte görülen virülans geni papA olmuştur (ampisilin, amoksisilin-klavulanik asit, piperasilin-tazobaktam, sefazolin, sefotaksim, sefepim, siprofloksasin ve trimetoprim-sülfametoksazol direnci, p<0,05). İzolatların 101'i (%50,5)'i moleküler analizle UPEC olarak tanımlanmıştır. O25b/ST131 klonuna ait izolatların 65'i (%97), bu klona ait olmayan izolatların ise 36'sı (%27,1) moleküler analizle UPEC olarak tanımlanmıştır (p<0,0001). Çalışmamızda O25b/ST131 klonundaki izolatların 40'ı (%59,7) virotip B, 18'i (%26,9) virotip C, 3'ü (%4,5) virotip A ve 3'ü (%4,5) virotip D olarak saptanmıştır. PFGE ile 15 hastaya ait 33 izolat değerlendirilmiş, dokuz hastanın (%60), sonradan toplanan izolatı ile ilk izolatının aynı profilde olduğu görülmüştür. SONUÇ: E. coli'ye bağlı gelişen ÜSE çocuklarda önemli bir sağlık sorunudur. Özellikle E. coli O25b/ST131 klonu virülans faktörü ve antimikrobiyal direnç oranlarının yüksek olması sebebiyle ciddi bir halk sağlığı sorunu haline gelmektedir. Bu klona ilişkin sürveyansa, tanı testlerine, tedavi algoritmalarına ve önleyici tedbirlere odaklanılması zorlu E. coli enfeksiyonlarına karşı koymada yardımcı olacak, yeni profilaksi, tedavi veya aşı stratejilerinin geliştirilmesine, taşıyıcılık ve kolonizasyonun önlenmesine yönelik çalışmalara ışık tutacaktır.