Summary
Introduction: Escherichia coli is the most commonly isolated microorganism from uncomplicated lower urinary tract infections (UTI). The occurrence of high ciprofloxacin resistance and production of extended spectrum beta-lactamase (ESBL) in E. coli isolates have led the researchers to investigate new treatment approaches.
Materials and Methods: A total of 366 E. coli strains isolated from urine samples of patients with the diagnosis of UTI, who were referred to our laboratory from different departments at our hospital, were included in this study.
Results: Ninety (24.6%) isolates were found to be ESBL-positive and 276 (75.4%) were ESBL-negative. The rates of susceptibility to fosfomycin, nitrofurantoin and ciprofloxacin in ESBL-positive and ESBL-negative E. coli strains were found to be 100% and 99.7%, 80% and 90.6%, and 40% and 80.8%, respectively.
Conclusion: In conclusion, ciprofloxacin resistance was high and resistance to fosfomycin and nitrofurantoin was very low in E. coli. Therefore, we assume that fosfomycin and nitrofurantoin can be used as empiric therapy for uncomplicated UTI caused by E. coli.
Introduction
Toplum ya da hastane kaynaklı komplikasyonsuz alt ÜSE’lerin ampirik tedavisinde kullanılan antibiyotiklere artan direnç nedeni ile uluslararası tedavi rehberleri, toplumdaki direnç oranları %20’ye ulaşan ilaçların ampirik tedavide kullanılmasını önermemektedir[2].
Günümüzde E. coli’nin neden olduğu toplum kaynaklı ÜSE’lerin ampirik tedavisinde sık kullanılan beta-laktam antibiyotikler, beta-laktam ve beta-laktamaz inhibitör kombinasyonları, kinolonlar ve trimetoprim-sulfametoksazol gibi antibiyotiklere karşı direnç oranının artması, tedavide alternatif ilaçların kullanıma girmesine neden olmuştur. Bu alternatif ilaçlardan biri de fosfomisin trometamoldür[3].
Fosfomisin, tek doz kullanım avantajı, yan etkilerinin seyrek görülmesi, geniş antimikrobiyal spektruma sahip olması ve enterik Gram-olumsuz bakterilerde düşük direnç oranlarına sahip olması nedeniyle komplike olmayan ÜSE’lerin tedavisinde alternatif olarak tercih edilebicek seçeneklerdendir[4].
Bu çalışmada, laboratuvarımıza çeşitli servis ve polikliniklerden gönderilen idrar örneklerinden izole edilen genişlemiş spektrumlu beta-laktamaz (GSBL) pozitif ve negatif E. coli suşlarının fosfomisin, nitrofurantoin ve siprofloksasine duyarlılığı araştırılmıştır.
Methods
Steril koşullarda alınan orta akım idrar örnekleri %5 koyun kanlı agara ve eozin-metilen mavisi agara kantitatif yöntemle ekilmiştir. Besiyerleri 37 °C’de 18-24 saat inkübasyonu takiben değerlendirilip, tek tip üremesi olan ve koloni sayısı ≥105 cfu/ ml olan kültür plakları işleme alınmıştır. Çalışmaya alınan E. coli suşlarının tanımlanması, antibiyotik duyarlılıkları ve GSBL varlığı VİTEK 2 Compact System (BioMérieux, Fransa) ile çalışılmıştır. Fosfomisin üretici firmanın önerileri doğrultusunda Fransa Mikrobiyoloji Cemiyeti (CA-SFM)[5], nitrofurantoin ve siprofloksasin Klinik ve Laboratuvar Standartları Enstitüsü[6] kriterlerine göre değerlendirilmiştir. Nitrofurantoinde GSBL (+) gruptaki 13, GSBL (-) gruptaki 17 az duyarlı suş dirençli kabul edilmiştir. Kalite kontrol E. coli ATCC 25922 suşu ile yapılmıştır.
Verilerin istatistiksel analizi SPSS 15.0 programında Ki-Kare testi kullanılarak yapılmış olup, p<0,05 anlamlı kabul edilmiştir.
Discussion
ÜSE’nin alternatif tedavisinde kullanılan fosfomisin, bakteri hücre duvar sentezini etkilemektedir. Bakterinin hücre duvar sentezinin ilk basamağı sitoplazmada, E. coli gibi bakteriler için de gerekli bir sitoplazmik enzim olan, UDP-NAG enol pirüvil transferaz (MurA) tarafından katalize edilmektedir. MurA enziminin inaktivasyonu, peptidoglikan sentezini engelleyerek hücresel bütünlüğün kaybolmasına ve bakterinin ozmotik parçalanmasına yol açmaktadır. Fosfomisin, MurA enziminin 115. sistein kalıntısına geri dönüşümsüz olarak kovalent yolla bağlanmakta, böylece MurA enzimini inhibe edip, peptidoglikan tabakasının sentezini engelleyerek etkisini göstermektedir[9].
Gram-olumsuz ve olumlu üropatojenlere etkili olan nitrofurantoin bakteri DNA’sının etki ederek bakterinin ölümüne neden olur. Etkisinin kinolonlara benzediği tahmin edilmektedir. Yapılan çalışmalarda, bakterinin solunum mekanizmasını bozduğu, pirüvat enzim sistemini inhibe ettiği ve redüktaz enzim aktivitesini azalttığı gösterilmiştir. Son yıllarda nitrofurantoin komplikasyonsuz ÜSİ’de aranılan ilaç haline dönüşmüştür. Nitrofurantoin alt ve ÜSİ’de trimetoprim sülfametoksazol ve kinolonlara karşı alternatif bir ilaç olarak tercih edilir. Özellikle son yıllarda E. coli’de görülen kinolon direnci üriner enfeksiyonlarda bu ilacın önemini artırmıştır[10].
Siprofloksasin ise, DNA giraz enzim inhibisyonu yaparak DNA sentezini bozar ve bakterinin ölümüne neden olur[11]. On ülkeden 62 ayrı merkezin katıldığı 2003-2006 yılları arasında yapılan bir çalışmada, idrar örneklerinde üreyen 2315 E. coli suşunun çeşitli antibiyotiklere duyarlılıkları incelenmiş, fosfomisine %0,6 siprofloksasine %8,1 oranında direnç saptanmıştır[12]. Pullukçu ve ark.[13] 2011 yılında 502 E. coli suşunda GSBL (+) suşların oranını %35, direnç oranlarını siprofloksasin için %49,8, fosfomisin için %1,4 bulmuşlardır. Yine aynı çalışmada GSBL (+) suşlar 2005 ve 2011 yılları için fosfomisin ve siprofloksasin direnç oranları açısından karşılaştırılmış, sırasıyla siprofloksasin %74,4, %74,1 fosfomisin %3,4, %2,2 olarak bulunmuştur. GSBL (-) suşlar 2004 ve 2011 yılları için karşılaştırıldığında ise sırasıyla siprofloksasin direnci %39, %36,4 fosfomisin direnci ise %0 ve %0,9 olarak bulunmuştur. Köken ve ark.[14] 169 ÜSE etkeni E. coli suşunda fosfomisin için %0,6, siprofloksasin için %34,9 oranında direnç bildirmişlerdir. Liu ve ark.[15] Tayvan’da 2008 Temmuz ve 2009 Aralık ayını kapsayan bir çalışmada 134 GSBL (+) E. coli suşunun fosfomisine %95,5, nitrofurantoine %79,1, siprofloksasine ise %29,1 oranında duyarlı olduğunu bulmuşlardır. Ocak 2007 ile Aralık 2009 arasında İsviçre’de yapılan bir çalışmada, toplumdan kazanılmış ÜSE etkeni olan GSBL (+) E. coli suşlarında, nitrofurantoine %15, siprofloksasine %84,8, trimetoprimsülfometaksazole %75,9 oranında direnç görülmüştür. Fosfomisine direnç saptanmamış olup, ÜSE tedavi rehberlerinin yeniden revize edilmesi ve fosfomisin ile nitrofurantoinin komplike olmayan idrar yolu enfeksiyonlarında ilk tercih olması gerektiği belirtilmiştir[16].
2000-2012 yılları arasında, 14 Afrika ülkesinin katıldığı çalışmalar incelenmiş ve idrar örneğinden izole edilen E. coli suşlarında çalışmaya alınan antibiyotiklere %9-32 arasında direnç görülürken, fosfomisine direnç saptanmamıştır[17]. Pullukçu ve ark.[13] toplamda 6439 E. coli suşunda fosfomisin direncini %1,9 olarak tespit etmişlerdir. Bizim çalışmamızda 366 suşta fosfomisin direnci %0,3’tür.
In vitro duyarlılık ile benzer sonuçlar fosfomisinin klinik yanıtını ölçen çalışmalarla da paralellik göstermektedir. Bu konuda yapılan bir çalışmada Bozkurt ve ark.[18] 2006 yılında idrar yolu enfeksiyonu yakınması ile başvuran 100 hastanın yarısını tek doz fosfomisin ile diğer yarısını ise günde iki kez 500 mg’lık siprofloksasin ile tedavi etmişler, sonuçları klinik eradikasyon ve yan etkiler açısından incelemişlerdir. Her iki hasta grubunda da tedaviye yanıtın %94 ve üzerinde olduğu saptanmıştır. Fosfomisin verilen hastalarda yan etki görülmezken siprofloksasin verilen üç hastada gastrointestinal yan etkilere rastlanmıştır. Pullukçu ve ark.[19] 18 yaşından büyük, üriner sistem yakınması olan, kültüründe GSBL (+) E. coli izole edilen yatan ve ayaktan hasta grubunda fosfomisinin klinik ve mikrobiyolojik etkinliğini araştırmışlardır. Klinik başarıyı %94,3, mikrobiyolojik başarıyı %78,5 olarak tespit ederek, fosfomisinin GSBL üreten E. coli’ye bağlı alt ÜSE’lerin tedavisinde etkili, ucuz alternatif bir tedavi olduğunu belirtmişlerdir. Fosfomisin oral olarak alındıktan sonra tamamına yakın oranda değişmeden idrarla, çok az bir kısmı ise (%0,5) safra ile atılmaktadır. Fosfomisin, böbrek, mesane, prostat ve seminal vezikülde yüksek konsantrasyonda bulunurken, kardiyovasküler, solunum ve gastrointestinal sistemlerde antibakteriyel etki oluşturacak seviyelere ulaşmamaktadır[20].
Taşbakan ve ark.[21] Ocak 2006 ve Mayıs 2011 arasında alt ÜSE olan yatan ve ayaktan toplamda 75 hastadan tespit ettikleri GSBL (+) E. coli enfeksiyonlarında nitrofrontainin klinik ve mikrobiyolojik başarısını sırasıyla %69 ve %68 olarak bulmuşlar ve nitrofrontainin alt ÜSE’nin alternatif tedavisinde kullanılabileceğini belirtmişlerdir.
Antibiyotik tüketimindeki artış, direnç problemlerini de beraberinde getirmektedir. Gram-olumsuz bakterilerde, özellikle E. coli ve Klebsiella spp. türlerinde antibiyotiklere direnç oluşmasındaki önemli mekanizmalardan biri GSBL üretiminin olmasıdır[22, 7]. GSBL (+) suşlarla gelişen enfeksiyonlarda komplikasyon riski ve mortalite oranı daha yüksek olarak saptanmaktadır[23]. Bu enzimlerden birini sentezlediği saptanan Gram-olumsuz bakteriler tüm geniş spektrumlu sefalosporinler ve aztreonama karşı dirençli kabul edilmektedir. GSBL (+) bakterilerde başta aminoglikozidler olmak üzere kinolon, tetrasiklin, kloramfenikol ve trimetoprim/ sülfometaksazol direnci de eş zamanlı olarak bulunabilmektedir[24]. GSBL (+) suşlarda %10-40 arasında değişen kinolon direnci, kinolonların kinolonların kullanımını kısıtlamaktadır [25]. GSBL ve florokinolon direnç birlikteliği, hem florokinolonların beta-laktam ajanlar kadar sık kullanılması, hem de GSBL kodlayan genleri taşıyan plazmidlerde çoklu direnç genlerinin de birlikte bulunarak hastadan hastaya aktarılması ile açıklanabilmektedir[26]. Fuchs ve ark.[27] tarafından 1999 yılında yapılan çalışmada E. coli suşlarındaki siprofloksasin duyarlılığı %95,3, Schito[20] tarafından 2003 yılında yapılan çalışmada ise bu oran %88 olarak bulunmuştur. Bayram ve ark.[11] 2010 yılında servis ve polikliniklerinden izole edilen 375 E. coli suşunda GSBL üretimini %29,9 olarak saptamışlardır. Ayrıca GSBL (+) suşlarda siprofloksasine %37, GSBL (-) suşlarda %89 oranında duyarlılık tespit etmişlerdir. Yetkin ve ark.[28] ise 475 servis ve poliklinik hastasında GSBL oranını %30,3; GSBL (+) ve GSBL (-)’lerde siprofloksasin direncini sırasıyla %79 ve %23 olarak bulmuşlardır. Yine sonuçları açısından benzer bir çalışmayı 2009 yılında Uyanık ve ark.[12] yapmışlardır. Üriner örneklerden izole edilen 139 E. coli suşunda GSBL oranını %26; GSBL (+) ve GSBL (-)’lerde siprofloksasin direncini sırasıyla %69 ve %15 olarak bulmuşlar, fosfomisine direnç saptamamışlardır. Bizim çalışmamızda da GSBL oranı %24,6, GSBL (+) ve GSBL (-)’lerde siprofloksasin direnci %60 ve %18,2 olarak saptanmış olup, Uyanık ve ark.[12] yaptığı çalışmayla benzerdir.
Siprofloksasine karşı direnç oranın yıllar içinde arttığı, fosfomisin ve nitrofurantoinin ise günümüzde hala yüksek duyarlılığa sahip antibiyotikler olduğu görülmektedir.
Conclusion
Etik
Etik Kurul Onayı: Kocaeli Üniversitesi Etik Kurulu’ndan onay alınmıştır.
Hasta Onayı: Retrospektif çalışma olduğundan alınmamıştır.
Yazarlık Katkıları
Konsept: Sevda Soydan, Gülkan Karadağ, Emel Çalışkan, Dizayn: Sevda Soydan, Gülkan Karadağ, Ebru Kale, Veri Toplama veya İşleme: Sevda Soydan, Analiz veya Yorumlama: Sevda Soydan, Literatür Arama: Sevda Soydan, Yazan: Sevda Soydan.
Çıkar Çatışması: Yazarlar bu makale ile ilgili olarak herhangi bir çıkar çatışması bildirmemiştir.
Finansal Destek: Çalışmamız için hiçbir kurum ya da kişiden finansal destek alınmamıştır.