Pseudomonas aeruginosa diversity in distinct paediatric patient groups Tramper-Stranders G. A.,C.K van der Ent ,T. F. W. Wolfs,J.L.L. Kimpen,A. Fleer, U. Johansen,H.K. Johansen and N.Hoiby DENMARK Clin Microbiol Infect 2008;14:935-941

FARKLI PEDİYATRİK HASTA GRUPLARINDA PSEUDOMONAS AERUGİNOSA ÇEŞİTLİLİĞİ Prof.Dr. E.İnci Tuncer Arş.Gör.Dr.Oya Akkaya

GENEL BİLGİLER Bakterilerde genotip ve fenotip Bir mikroorganizmanın özellikleri kalıtımın temel yapıtaşı olan genlerle nesilden nesile geçer Genler, kromozom ya da kromozom dışı genetik elementler boyunca sıralanırlar ve canlının tüm özelliklerini belirler Bir canlının sahip olduğu genlerin tamamı veya DNA’sının baz sıralaması, o canlının genotipini (genetik yapısını) oluşturur Bakteri DNA’sı tek bir molekülden yapılmıştır ve bakterinin kromozomu olarak ta adlandırılır

Genlerin tamamı her zaman çalışır durumda değildir Örneğin belli besin maddelerinin kullanımı için gerekli enzimlerin sentezini kontrol eden genlerin birçoğu Sadece o maddenin varlığında çalışır Genlerdeki genetik bilginin ifade edilmesi sonucu Canlının gözle görülebilen spesifik özellikleri yani fenotipi oluşur

Fenotipik değişim Diğer canlılarda olduğu gibi mikroorganizmalarda da fenotip, genotip ile çevre koşullarının karşılıklı ilişkileri sonucu oluşur Mikroorganizmalarda gözlenen değişmelerin büyük bir kısmı farklı çevre koşullarının etkisi ile farklı fenotiplerin ortaya çıkmasından kaynaklanır Hangi genin ifade edileceğinin ve ayrıca nasıl ifade edileceğinin belirlenmesinde ısı, pH, kültürün yaşı ve nem gibi bakterilerin yaşadığı ortam koşullarının etkisi vardır

Kistik fibrozis Otozomal resesif geçiş gösteren ve Avrupa ülkelerinde yaklaşık 3200 canlı doğumda bir görülen bir hastalıktır Kistik fibrozis (KF) geni 7. kromozomun uzun kolunda yerleşmiş bir gendir Klor kanalında, epitelyal hücrelerde sodyum ve su transportunda rol oynar Bu nedenle hem bu gen hem de ürünü olan protein CFTR (cyctic fibrosis transmembrane conductance regulator) olarak adlandırılır Değişik basamaklarda mutasyonlar gösterebilir

Kistik fibrozis 2 Kistik fibrozis, epitelyal yüzeyi olan pek çok organ ve sistemi tutar En sık olarak akciğer, pankreas, intestinal mukozal glandlar, karaciğer, reprodüktif sistem ve ter bezlerini etkiler KF’ de bu organ ve sistemlerde epitelyal yüzeyde anormal iyon transportu olur Epitelyal hücrelerde geçirgen olmayan klor kanalı ve sodyum pompası bu organ lumenlerinde biyokimyasal ve biyoelektriksel anormalliklere yol açmakta ve intraluminal sekresyonlarda yoğunlaşma olmaktadır Bu anormal yoğun sekresyon ise kanallarda tıkanmaya yol açmaktadır.

Kistik fibrozis 3 Kistik fibrozisli hastalarda CFTR yokluğuna veya fonksiyonel yetersizliğine bağlı olarak klor reabsorbsiyonu normalden daha az gerçekleşir ve bu da terdeki sodyum ve klor miktarının genelde 60 mEq/L den çok olmasına neden olur Bu nedenle bu hastalar çok kolay dehidratasyona girebilirler ve sıcağa karşı tahammülsüzlük gösterirler

Kistik fibrozis 4 P.aeruginosa, KF hastalarının solunum yollarında en sık saptanan patojendir Ama ne şekilde kazanıldığı tam olarak açıklanamamıştır KF hastalarında infeksiyona yol açan suş infeksiyon sürecince doğal fenotipten KF fenotipine dönüşmektedir(nonmukoid ve hareketliden, mukoid ve hareketsize) İnfeksiyon süresince belli bir suşu taşıyan hastaların varlığı, infeksiyonun çevresel bir kaynaktan kazanıldığını düşündürmektedir

Kistik fibrozis 5 Tedavi Devamlı nebulize antibiyotikler etkilidir İnfeksiyonun alevlenmesi sırasında ve kolonizasyonun eradikasyonu için yapılır Devamlı nebulize antibiyotikler etkilidir Kronik P.aeruginosa kolonizasyonundan korunması gerekmektedir

GİRİŞ Pseudomonas aeruginosa, kistik fibrozis (KF)’li hastalardaki kronik pulmoner infeksiyonların en sık sebebidir KF’ li hastalarda P.aeruginosa infeksiyonlarına yatkınlık vardır KF’deki mutant CFTR (Cystic Fibrosis Transmembran Regülatör) proteinler nedeniyle hücreler P.aeruginosa’ya bağlanamaz ve öldüremez Pulmoner akışkan tabakanın volümü düşer ve elektrolit oranı değişir Bu da mukusun viskozitesinin artmasına ve saydamlığının bozulmasına neden olur

Mukus tabakasında ise aljinat üretimi bozulur ve mutasyonlarla nonmukoid tipten mukoid fenotipe dönüşüm olur P.aeruginosa immunkomprimize veya savunma defekti olan hastalarda infeksiyon yapar Önce epitele yapışıp sekresyon üretir Sonra bu sekresyon, hücrelerin sinyal iletimini engeller Konakta doku yıkımı ve immün cevap gelişir Buna karşı P.aeruginosa elastaz, fosfolipaz C ve ekzotoksin A üretir KF’ li hastalarda akut infeksiyon yüksektir

KF’li hastalardaki kronik P KF’li hastalardaki kronik P.aeruginosa infeksiyonundan belli bir bakteriyel bir genotip sorumludur Bu genotip hastalar arasında yayılmadan da sorumludur Bu genotipe epidemik suş veya klon denir KF ’li hastalar P.aeruginosa infeksiyonuna çok duyarlıdır

YBÜ’nde yatan hastalarda da pnömoni ve sepsise neden olur KF dışında bazı hasta grupları da P.aeruginosa infeksiyonuna duyarlıdır. Bu hastalıklar: CSOM (Kronik süpüratif otitis media) ’li çocuklarda daha önce geçirdikleri akut ataklar sonucunda iç kulak epitelinde hasar oluşur P.aeruginosa hasarlı epitele yapışır ve biyofilm oluşturur Üriner sistemde de üretral kateterle epitel hasarı oluşur ve P.aeruginosa hasarlı epitele yapışır YBÜ’nde yatan hastalarda da pnömoni ve sepsise neden olur Yoğunbakım pnömonisinin sebebi, ventilatörün respiratuvar epitelede hasara yol açması ve daha sonra oral ve gastrik materyalin mikro-aspirasyonudur

Primer ve sekonder immunyetmezlikli olanlarda da P Primer ve sekonder immunyetmezlikli olanlarda da P.aeruginosa infeksiyonlarına eğilim yüksektir Burada P.aeruginosa’ya karşı immun cevap sadece nötrofillerin toplanmasıyla değil T-lenfositlerle de sağlanır KF ’li olmayan hastalarda P.aeruginosa infeksiyonlarına eğilim tam açıklanamamıştır Yapılan bazı çalışmalarda YBÜ’nde ve üroloji servislerinde MDR-P.aeruginosa birçok salgında tanımlanmıştır

Bu çalışmada ise; 5 farklı pediyatrik hasta grubunda P.aeruginosa infeksiyonlarına duyarlılık ve P.aeruginosa’nın klon oluşturması araştırılmıştır

Materyal ve metodlar 5 pediyatrik hasta grubu bu çalışmada kullanılmıştır. 1. grup : 29 tane KF’ li hasta grubu olup ilk defa balgam kültüründe P.aeruginosa pozitif olan hastalardan oluşmuştur 2. grup: 27 tane KF ’li hasta grubu olup kronik P.aeruginosa infeksiyonu olan ve %50 ’sinden çoğunda balgam kültüründe P.aeruginosa pozitif olan hastalardan oluşmuştur 3. grup: 34 tane tekrarlayan üriner sistem infeksiyonu olan veya anatomik defekti olan hastadan oluşmuştur 4. grup: 43 tane (CSOM) Kronik süpüratif otitis media’lı hastadan oluşmuştur 5. grup: 24 tane immün defekti olan ve YBÜ’ nde yatan kazanılmış P.aeruginosa infeksiyonu olan hastadan oluşmuştur

Kültür ve duyarlılık testleri Hastalardan swablarla alınan örnekler kültür için kanlı ve EMB agara ekildi ve 24-48 saat inkübe edildi P.aeruginosa hem konvansiyonel yöntemlerle yani koloni morfolojisiyle ve pozitif oksidaz reaksiyonu ile hem de Phoenix BD otomatize sistemiyle identifiye edildi Aynı zamanda otomatize sistemle ve disk difüzyon yöntemiyle antibiyotik duyarlılık testleri yapıldı Otomatize sistemin tanımlayamadığı örnekler API 20 NE ile tanımlandı ve MIC değerleri E-testle belirlendi Sonuçlar CLSI kriterlerine göre yorumlandı Fenotipik olarak farklı olan örneklerden birer koloni -80 °C’de saklamaya alındı

PFGE İzolatlar arasında % 80 homoloji olduğu görüldü

Anti-psödomonal antibiyotiklere invitro direnç Duyarlılık testleri, kullanılan antibiyotiklere %15 direnç olduğunu ortaya koymuştur 25 örnek sadece 1 antipsödomonal antibiyotiğe dirençli, 5 örnek ise birden çok ilaca dirençlidir. Tüm anti-psödomonal antibiyotiklere dirençli bir örnek yoktur En yüksek direnç oranı UTI grupta, sonra sırasıyla CSOM ve KF kronik grubundadır Bu direnç oranları KF-1 ve YBU hastalarında da aynıdır Farklı hasta kategorilerinde belirgin bir direnç paterni gösterilememiştir

TOB CIP PIP CAZ CF-1 1 - CF-chronic 2 3 UTI 4 CSOM 6 ICU 7

Kistik Fibrozisli hastalarda kronik P.aeruginosa infeksiyonu 14 tane KF klon taşıyıcısı, 13 tane klon taşımayan ve başka genotipe sahip olan hastadan daha yaşlıydı Bu 13 tane farklı genotipli klonun 2 tanesinin klonla ilişkili olabileceği görüldü Klonal örnek taşıyıcılarının infeksiyonlarının, diğerlerinin infeksiyonundan uzun sürdüğü gürüldü Aynı klondan olan bakterilerin birkaç fenotipik görünüm sergileyebileceği gösterildi Mukoid ve nonmukoid örneklerin aynı hastaya ait olabileceği görüldü ve Klonal genotip taşıyanlardaki direnç oranları diğer genotip taşıyanlardan daha yüksekti

Tartışma P.aeruginosa infeksiyonunun olduğu 5 farklı hasta grubunda Farklı fenotipler ve direnç paternleri gözlenmiştir P.aeruginosa örneklerinin çoğu aynı genotiplidir KF’li hastalar arasında yaygın olan klonal örnekler, diğer hasta gruplarında rastlanmamıştır Bu çalışmada P.aeruginosa eğilimi olan hasta grupları araştırılmıştır Çünkü KF’li hastalar için klonalite önemlidir

KF, epitel hücrelerindeki CFTR proteinlerinin kaybıyla ilgili intrensek bir bozukluktur Hastalarda P.aeruginosa infeksiyonu olması için epitelyal hasar gereklidir P.aeruginosa hasarlı akciğer, iç kulak veya üriner sistem epiteline oturur Elektrolit bozukluğu, inflamasyon ve hipervisköz mukus gibi bozukluklar da infeksiyona zemin hazırlayan diğer sebeplerdir

Bu kolonizasyon antibiyotiklerin penetrasyonuna engel olduğu için KF’li hastalarda nonmukoid formdaki P.aeruginosa’nın ilk kolonizasyonu erken dönemde eradike edilebilir Ama arkasından aynı veya farklı genotipte P.aeruginosa ile yeniden kolonizasyon oluşur Bu kolonizasyon antibiyotiklerin penetrasyonuna engel olduğu için artık eradikasyon pek mümkün olmaz ve bu kolonizasyon kronik infeksiyonla sonuçlanır

Klonal P.aeruginosa ile kolonize olan KF’li hastalarda tipik akciğer infeksiyonu ortaya çıkar KF-1 grupta 29 hastadan sadece 2’sinde klonal genotiple infeksiyon görülmüştür Diğer gruptaki P.aeruginosa infeksiyonları antibiyotik tedavisiyle eradike edilebilir ama Yeniden bulaş olursa predispozisyon nedeniyle yeniden infeksiyon olabilir Eradikasyon başarısız olursa bakteri konağa adapte olur ve kalış süresi uzar

Hastalar arasındaki temas P Hastalar arasındaki temas P.aeruginosa’nın geçişini ve yayılımını kolaylaştırır Bu durum birlikte yaz kampına alınan KF’li hastalar arasında gösterilmiştir

Klonal örnekli infeksiyonların çoğu bu tarihten önce oluşmuş Bu çalışma için hasta grubu 2005 yılında KF’li hastaların belirlenmesiyle oluşturulmaya başlanmış Klonal örnekli infeksiyonların çoğu bu tarihten önce oluşmuş İnfeksiyonlar öksürükle yayılmış KF’li hastalarda hava yoluyla, solunum sekresyonlarıyla veya kontamine malzemeyle geçiş riskinin Diğer hasta gruplarından daha sık olduğu görülmüş Bu çalışmada KF’li hastalar diğer hastalardan ayrılmamış ve Diğer hastalarla KF’li hastalar arasında bulaş için ortam oluşmuş

Klonal örnekler KF’li hastalarda kolonize olmaya daha fazla yatkındır Klonal örnekler arasında antimikrobiyal direnç gelişimi ve farklı direnç paternleri gözlenmiştir KF’li gruplar içinde antimikrobiyal direnç diğer gruplarla hemen hemen aynıdır Mukoidite ise küçük bir KF’li hasta grubunda gözlenmiştir

Aynı klondan olan P.aeruginosa örnekleri Ülkeler arasında ve KF merkezlerinde bile farklılıklar gösterir Bu yüzden farklı fenotipte görünenler aynı klondan olabilir Klonal P.aeruginosa’nın bazen virulansı düşebilir Bu durum konağın immun cevabına karşı korunmak için bir stratejidir Klonal olmayan örneklerin KF’li olmayan grupta hastalık oluşturduğu gözlenmiş KF’li hastalarda P.aeruginosa’nın kolonize olmasında genetik yapısı ve virulans faktörleri önemlidir

P.aeruginosa farklılıkları PFGE yöntemiyle gösterildi PFGE, multilokus sekans tiplemesinden daha ayırtedicidir Hem eski hem de yeni tekniklerin kullanılması Gelecekteki çalışmalara ve klon epidemiyolojisini daha iyi anlamaya ışık tutacaktır

Çalışmadaki P.aeruginosa’ların sadece %2.5’i MDR’dir Genellikle antimikrobiyal ajanlara direnç düşüktür En yüksek ilaç direnç oranları üroloji hasta grubunda rastlanmıştır Siprofloksasin’e direnç %10’dur CSOM, UTI ve KF kronik grupta ilaç direnci, daha önceki antibiyotik kullanımıyla açıklanmıştır Bulunan antibiyotik direnç verileri Avrupa örneklerinde daha düşüktür Bu düşüklüğün sebebi de sıkı antibiyotik reçeteleme politikasıyla açıklanmıştır

KF’li kronik grupta klonal örnekler arasında antibiyotik direnci Diğer örneklerden daha yüksektir Ayrıca klonal örnek taşıyan hastalar daha yaşlıdır ve Bu ilaç direncinin vücutta antibiyotik birikmesiyle orantılı olabileceği ileri sürülmüştür Ama klonal P.aeruginosa örneklerinin Önceki antibiyotik tedavisiyle ilgili olmayan bir ilaç direnç mekanizması da vardır

Sonuç olarak P.aeruginosa infeksiyonuna duyarlı 5 farklı pediyatrik hasta grubunda (toplam 202 hasta) Fenotip ve genotipte geniş bir farklılık tespit edildi KF kronik grup örnekleri arasında benzerlik çoktu Klonal P.aeruginosa sadece KF’li hastalarda görüldü Diğer hasta gruplarına bulaşı görülmedi KF’li hastaların henüz yeterince açıklanamayan bir yatkınlıkla Klonal P.aeruginosa ile kolonize olduğu açıklandı