Fosfomisin ve Bazi Antimikrobiyal Ajanlarin Üriner Escherichia coli Izolatlarina In Vitro Etkinliginin Degerlendirilmesi/Evaluation of In Vitro Activity of Fosfomycin and Other Antimicrobial Agents against Urinary Escherichia coli Isolates

Headnote

Özet

Amaç: Fosfomisin, komplike olmayan idrar yolu infeksiyonlarinda siklikla kullanilan bir antimikrobiyal ajandir. Çalismamizin amaci idrar örneklerinden izole edilen Escherichia coli suslarina karsi fosfomisinin in vitro etkinligini arastirmaktir.

Yöntemler: Çalismaya alinan idrar örnekleri, Tekirdag ilinde bulunan iki hastaneden elde edilmistir Ocak 2010-Mart 2011 tarihleri arasinda bu hastanelerde izole edilen E. coli suslarinin fosfomisin duyarliligi retrospektif olarak incelenmis ve degerlendirme Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) kriterlerine göre disk difüzyon yöntemiyle yapilmistir.

Bulgular: Incelenen toplam 561 E. coli susundan 34 (%6.1)'ü fosfomisine dirençli bulunmustur. Direnç orani ayakta tedavi gören hastalarda (%73.52) ve üroloji kliniginden gönderilen hastalarda (%47.05) daha yüksek bulunmustur. Soyutlanan 561 susun diger antibiyotiklere karsi duyarliliklari da incelenmis ve ampisilin-sulbaktama %44.8, siprofloksasine %19.4, levofloksasine %18.1, gentamisine %15.1 ve amikasine %11.8 oraninda direnç saptanmistir

Sonuçlar: Çalisma verilerine göre, bölgemizde üriner E. coli izolatlarinda fosfomisin etkinliginin iyi düzeyde oldugu saptanmistir. In vitro antimikrobiyal duyarlilik sonuçlarinin, klinik etkinlik çalismalariyla birlikte degerlendirilmesi yararli olacaktir. Klimik Dergisi 2012; 25(2): 77-80.

Anahtar Sözcükler: Üriner sistem infeksiyonlari, Escherichia coli, fosfomisin.

Abstract

Objective: Fosfomycin is an antimicrobial agent commonly used in uncomplicated urinary tract infections. The objective of this study is to evaluate in vitro activity of fosfomycin against Escherichia coli strains isolated from urine specimens.

Methods: Data were retrieved from two hospitals in Tekirdag, Turkey. We retrospectively examined the susceptibility results of E. coli strains collected over one year (January 2010-March 2011) to fosfomycin. Susceptibility of the isolates was determined by the disk diffusion method according to Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) criteria.

Results: A total of 561 E. coli strains were examined and 34 (6.1%) of the isolates were resistant to fosfomycin. Resistance was highest amongst isolates taken from outpatients (73.52%) and from the urology clinics (47.05%). In vitro activities of 561 isolates against other antimicrobial agents were also evaluated. Resistance rates of the strains against ampicillin-sulbactam, ciprofloxacin, levofloxacin, gentamicin, and amikacin were 44.8%, 19.4%, 18.1%, 15.1%, and 11.8%, respectively.

Conclusions: According to data obtained from this study, fosfomycin seems to have good levels of in vitro activity against urinary E. coli isolates in our region. Further evaluation of its potential clinical effectiveness is needed in followup to these in vitro antimicrobial susceptibility results. Klimik Dergisi 2012; 25(2): 77-80.

Key Words: Urinary tract infections, Escherichia coli, fosfomycin.

Giris

Idrar yolu infeksiyonlarina (IYI), siklikla Enterobacteriaceae ailesinden Gram-negatif bakteriler neden olur (1). Toplum kökenli idrar yolu infeksiyonlarinin %90'indan fazlasinda sorumlu etken Escherichia coli'dir (2). Günümüzde E. coli'nin neden oldugu toplum kökenli idrar yolu infeksiyonlarinin ampirik tedavisinde sik kullanilan ?-laktam antibiyotikler, ?-laktam+?-laktamaz inhibitörü kombinasyonlari, kinolonlar ve trimetoprim-sülfametoksazol gibi antibiyotiklere karsi direnç oraninin artmasi, tedavide alternatif ilaçlarin kullanima girmesine neden olmustur (3). Bu alternatif ilaçlardan biri de fosfomisin trometamoldür.

Fosfomisin, bakteri hücre duvari sentezini inhibe ederek etkili olan bakterisid bir ajandir. Etkisini, bakteri hücre duvar sentezinin ilk basamaginda rol alan sitoplazmik bir enzim olan pirüvil transferazi inhibe ederek göstermektedir. Oral alimindan sonra hizla metabolize olarak idrarda degismeden yüksek konsantrasyonda atilmaktadir (4). Fosfomisin, ayrica üropatojenlerin fimbriya sentezini ve hareket yeteneklerini azaltarak, üriner sistem epiteline ve idrar sondalarinin iç yüzeyine yapismasini engelleyebilmektedir. Ayrica, biyofilm tabakalarina geçerek mikroorganizmalar üzerinde etkinligini sürdürebilme özelligine sahiptir. Fosfomisinin, düsük inhibitör konsantrasyonlarinda bile E. coli'nin plazmid transferi yapabilme ve patojeniteyle ilgili enzimleri sentezleme yeteneginde zayiflamaya neden oldugu gösterilmistir (5).

Ilk kez 1969 yilinda Ispanya'da Streptomyces kültürlerinden elde edilen ve önceleri fosfonomisin olarak adlandirilan fosfomisin trometamol, uzun yillardir IYI basta olmak üzere çesitli infeksiyonlarin tedavisinde kullanilmasina ragmen, dünyada E. coli suslarindaki direnç insidansinin son derece düsük kaldigi (yaklasik %1) nadir antibiyotiklerden biri olma özelligini tasimaktadir. Düsük direnç oranlarina ek olarak, fosfomisinin farmakokinetik ve farmakodinamik avantajlari, in vivo aktivitesi ve klinik etkinligi, yüksek düzeyde tolere edilebilir ve güvenilir olmasi gibi dikkate deger özellikleri de vardir (5).

Çalismamizda, toplum kökenli idrar yolu infeksiyonu etkeni olan E. coli suslarinda, ülkemizde de klinik kullanima giren bir antimikrobiyal ajan olan fosfomisinin in vitro etkinliginin arastirilmasi amaçlanmistir.

Yöntemler

Çalismaya, Ocak 2010-Mart 2011 tarihleri arasinda Tekirdag Devlet Hastanesi ve Namik Kemal Üniversitesi Arastirma ve Uygulama Hastanesi Mikrobiyoloji Laboratuvarlari'na gönderilen 13 548 idrar örneginden izole edilen 561 E. coli kökeni alinmistir.

Steril kosullarda alinan orta akim idrar örnekleri %5 kanli agara ve eozin-metilen mavisi (EMB) agarina kantitatif yöntemle ekilmistir. Besiyerleri 37°C'de 18-24 saat inkübasyonu takiben degerlendirilip, tek tip üremesi olan ve koloni sayisi ?105 cfu/ml olan kültür plaklari isleme alinmistir. Bakteri tanimlanmasi klasik yöntemlerle, antibiyotik duyarlilik testleriyse Kirby-Bauer disk difüzyon yöntemiyle Mueller-Hinton agarinda 37±2°C'de ve normal atmosfer kosullarinda 18-20 saat inkübe edilerek yapilmistir. Izolatlarin antibiyotiklere duyarliligi Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) kriterlerine göre degerlendirilmistir (6).

Bulgular

Ocak 2010-Mart 2011 tarihleri arasinda Tekirdag Devlet Hastanesi ve Namik Kemal Üniversitesi Arastirma ve Uygulama Hastanesi Mikrobiyoloji Laboratuvarlari'na gönderilen ve 9208 (%67.96)'i kadin, 4340 (%32.03)'i erkek hastalardan alinan 13 548 idrar örnegi çalisma kapsamina alinmistir.

Örneklerin 561 (%4.14)'inde E. coli üremistir. Örneklerden 9208 kadin hastaya ait olanlarin 446 (%4.84)'sinda, 4340 erkek hastaya ait örnektense 115 (%2.65)'inde E. coli üremesi tespit edilmistir.

Antibiyotik duyarlilik deneyi sonucunda 34 (%6.1) izolatta fosfomisin direnci saptanmis olup, bu izolatlarin 17 (%3.8)'si kadin ve 17 (%14.7)'si erkek hastadan alinan örneklerden elde edilmistir. E. coli kökenlerinde fosfomisin duyarliligi Tablo 1'de görülmektedir.

Soyutlanan kökenlerin diger antibiyotiklere karsi duyarliliklari incelenmis ve ampisilin-sulbaktama 251 (%44.8), siprofloksasine 109 (%19.4), levofloksasine 102 (%18.1), gentamisine 85 (%15.1), amikasine 66 (%11.8) ve fosfomisine 34 (%6.1) kökende direnç saptanmistir (Tablo 2).

Fosfomisine dirençli 34 E. coli susunun, 16 (%47)'si Üroloji, 7 (%20.6)'si Dahiliye, 4 (%11.7)'ü Kadin Hastaliklari ve Dogum, 3 (%8.8)'ü Infeksiyon Hastaliklari ve 4 (%11.7)'ü de diger (Ortopedi, Nöroloji, Çocuk Hastaliklari) polikliniklerde muayene edilen hastalarin idrar örneklerinden izole edilmistir.

Irdeleme

Son yillarda ampisiline karsi saptanan yüksek direnç oranlari ajanin kullanimini sinirlandirmis olmakla beraber, bu sorun ?-laktamaz inhibitörleriyle asilmaya çalisilmaktadir. Ülkemizde yapilan çalismalar incelendiginde E. coli suslarinin ampisilin-sulbaktama direnci, çocuk hastalara ait izolatlarin degerlendirildigi bir çalismada %63.2, diger çalismalardaysa %44.8 ve %57 olarak bulunmustur (7-9). Özenci ve arkadaslari (10)'nin çalismalarinda üropatojen E. coli suslarinda ampisilin-sulbaktam direnci %30.84 olarak belirlenmistir. Bizim çalismamizda da en yüksek direnç orani ampisilin-sulbaktama karsi ve %44.8 olarak saptanmistir.

Ibn-i Sina Hastanesi'nde yapilan bir çalismada, 547 üropatojen E. coli susunda gentamisin direnci %8 iken, amikasine karsi direnç saptanmamistir (11). Erdem ve arkadaslari (12), 289 üropatojen E. coli susunda gentamisin direncini %6.9, amikasin direnciniyse %3.9 olarak belirlemisler ve bölgelerinde ampirik tedavide gentamisinin tercih edilebilecegini bildirmislerdir. Ülkemizde yapilan diger bir çalismada, üriner sistem infeksiyonlarindan soyutlanan 72 E. coli susunda, amikasin direnci %7 ve gentamisin direnci %10 olarak saptanmistir (13). Çalismamizda bulunan amikasin (%11.8) ve gentamisin (%15.1) direnç oranlari, diger çalismalarla uyumluluk göstermektedir.

CLSI, fosfomisin disk difüzyon duyarlilik testini sadece E. coli'nin idrar izolatlari için önermektedir (6).

Kinolonlar, üropatojenlerin çoguna etkili olup, yüksek oranda bakteriyolojik ve klinik iyilesme sagladigindan üriner sistem infeksiyonlarinin tedavisinde ilk tercih edilecek ilaçlar arasindadir. Kinolonlarin yaygin kullanimi nedeniyle toplum kaynakli E. coli suslarinda kinolon direncinde artis oldugu bildirilmektedir (13). Baykan ve arkadaslari (14) toplum kökenli üriner sistem infeksiyonlarindan izole edilen E. coli suslarinda kinolon direnç oranlarini 11 yil arayla (1990 ve 2001) degerlendirmisler ve sirasiyla %2 ve %20 olarak bildirmislerdir. Ulusoy ve arkadaslari (15), 820 üropatojen E. coli susunda siprofloksasin direncini %5 olarak saptamislardir. Tasbakan ve arkadaslari (13) 2004 yilinda toplum kökenli üriner sistem infeksiyonlarindan soyutlanan E. coli suslarinda siprofloksasin direncini %39 ve levofloksasin direncini %38 olarak bildirmislerdir. Çalismamizda saptanan direnç oranlari; siprofloksasin ve levofloksasin için sirasiyla %19.4 ve %18.1'dir.

Ülkemizde yapilan çalismalarda, idrar yolu infeksiyonlarinin tedavisinde yaygin kullanimi olan fosfomisine karsi direncin %0-11.5 arasinda degistigi bildirilmektedir. Çalismamizda incelenen E. coli izolatlarinda %6.1 oraninda direnç saptanmistir. Bu oranin ülkemizde; Arslan ve arkadaslari (16)'nin 288 izolatta saptadigi %0.3, Köken ve arkadaslari (3)'nin 169 izolatta saptadigi %0.6, Aykut-Arca ve Karabiber (17)'in 120 izolatta saptadigi %0.8 direnç oranlarindan oldukça yüksek oldugu görülmüstür. Hosbul ve arkadaslari (18), izole ettikleri 771 E. coli susunda direnç oraninin %0.4 (3/771) oldugunu bildirmislerdir. Çalismamiz ve daha önceki arastirmalar, üropatojen E. coli'de oral ve tek doz kullanilabilen bir antiseptik olan fosfomisine direncin halen çok düsük oranlarda oldugunu veya bulunmadigini göstermektedir (19). Çalismamizda izole edilen fosfomisine dirençli 34 E. coli susunun %47'si Üroloji Klinigi'nden gönderilmistir. Bu oran ve diger kliniklerden gelen örneklerden elde edilen farkli oranlar, direnç paterninin klinige göre degistigini göstermektedir. Ayrica direnç oraninin ayakta tedavi gören hastalarda daha yüksek olusu (%73.52) direnç sorunun toplum kaynakli olduguna isaret etmektedir.

1999-2000 yillarini kapsayan 16 Avrupa ülkesi ve Kanada'daki 252 merkezin katildigi bir çalismada (18-65 yas arasi) 4734 kadindan soyutlanan 2478 E. coli susunun çesitli antibiyotiklere duyarliliklari incelenmis ve en yüksek direnç ampisiline (%29.8) karsi saptanirken, en düsük direnç fosfomisine (%0.7) karsi saptanmistir (20).

2003-2006 yillari arasinda on ülkeden 62 ayri merkezin katildigi bir çalismada sistit yakinmasi olan 4264 kadindan alinan idrar örneklerinde 2315 E. coli kökeni soyutlanmis ve bu suslarin çesitli antibiyotiklere duyarliliklari incelenmistir. Bu çalismada siprofloksasine %8.1 ve fosfomisine %0.6 oraninda direnç saptanmistir (21).

Sonuç olarak, çalismamizda saptanan fosfomisin direncinin, diger antimikrobiyal ajanlarla kiyaslandiginda halen düsük oldugu görülmüstür. Gelismis ülkelerde de uzun süredir yaygin olarak klinik kullanimda olan fosfomisine karsi direnç gelisimi azdir. Direnç mekanizmalari çogunlukla kromozomal kaynakli veya ender olarak plazmid araciliklidir. Kromozomal mutasyonlarin çogu ilacin hücre içine tasinmasini saglayan bakteriyel proteinleri kodlayan yapisal ve düzenleyici genlerde olmaktadir. Bazi türlerde izlenen plazmid aracilikli dirençse ilaci inaktive eden enzim üretimiyle iliskili olup, bu durum cografi bölgelere ve kullanima bagli olarak farklilik göstermektedir. Çalismamizda fosfomisin direncinin düsük bulunmasinin bu degiskenlikten kaynaklandigi düsünülmektedir. Sonuçlarimiza göre, fosfomisin, gebelerde ve çocuklarda güvenli olmasi, çapraz direnç göstermemesi, iyi emniyet profiline sahip olarak toksik etki yapmamasi, yan etkilerinin az olmasi, tolere edilebilirliginin yüksek olmasi, farmakokinetik ve anti-adezif özellikleri, tatmin edici bir maliyet-fayda oraninin bulunmasi, tek doz kullanimi, idrarda yüksek konsantrasyonlara erisebilmesi ve ürolojik girisimlerde ayrica profilaktik olarak da kullanabilmesinden dolayi, toplum kökenli idrar yolu infeksiyonlarinin tedavisinde tercih edilebilecek bir antibiyotik olarak görülmektedir.

Çikar Çatismasi

Yazarlar herhangi bir çikar çatismasi bildirmemislerdir.

References

Kaynaklar

1. Bacheller CD, Bernstein JM. Urinary tract infections. Med Clin North Am. 1997; 81(3): 719-30. [CrossRef]

2. Chomarat M. Resistance of bacteria in urinary tract infections. Int J Antimicrob Agents. 2000; 16(4): 483-7. [CrossRef]

3. Köken G, Asik G, Çiftci IH, Çetinkaya Z, Aktepe OC, Yilmazer M. Toplum kökenli üriner sistem infeksiyonu etkeni Escherichia coli suslarinda fosfomisin trometamol etkinligi. Ankem Derg. 2008; 22(1): 23-7.

4. O'Donnell JA, Gelone SP, Abrutyn E. Selecting drug regimens for urinary tract infections. Infect Med. 2002; 19(11): 14-22.

5. Baylan O. Fosfomisin: Dünü, bugünü ve gelecegi. Mikrobiyol Bül. 2010; 44(2): 311-21.

6. Clinical and Laboratory Standards Institute. Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing. Twentieth Informational Supplement. CLSI Document M100-S20. Wayne, PA: CLSI, 2010.

7. Çetin H, Öktem F, Örmeci AR, Yorgancigil B, Yayli G. Çocukluk çagi idrar yolu enfeksiyonlarinda Escherichia coli ve antibiyotik direnci. Süleyman Demirel Üniv Tip Fak Derg. 2006; 13(2): 12-6.

8. Erdem H, Avci A, Pahsa A. Toplum kaynakli üropatojenik Escherichia coli suslarinda antibakteriyel direnç. Ankem Derg. 2004; 18(1): 40-4.

9. Çetin M, Ocak S, Görür S, Avunduk G. Semptomatik üriner sistem infeksiyonlarinda üropatojenler ve izole edilen Escherichia coli suslarinin antibiyotik duyarliligi. Ankem Derg. 2006; 20(3): 169-72.

10. Özenci M, Kirdar S, Yüce A, Yulug N. Üriner sistem infeksiyonlarinda izole edilen Escherichia coli suslarinin sulbaktam-ampisilin ile klavulanik asit-amoksisilin duyarliliklarinin karsilastirilmasi. Infeks Derg. 1999; 13: 71-3.

11. Willke A. Aminoglikozidler. In: Leblebicioglu H, Usluer G, Ulusoy S, eds. Güncel Bilgiler Isiginda Antibiyotikler. Ankara: Bilimsel Tip Yayinevi, 2003: 313-24.

12. Demirci M, Cicioglu Aridogan B, Arda M. Poliklinik hastalarinin idrar kültürlerinden izole edilen Gram negatif çomaklarin antibiyotiklere duyarliligi. Ankem Derg. 2000; 14(4): 576-9.

13. Tasbakan MI, Pullukçu H, Yamazhan T, Arda B, Ulusoy S. Toplum kökenli üriner sistem infeksiyonlarindan soyutlanan Escherichia coli suslarina fosfomisinin in-vitro etkinliginin diger antibiyotiklerle karsilastirilmasi. Ankem Derg. 2004; 18(4): 216-9.

14. Baykan M, Kaya M, Arslan U, Baysal B. Idrar örneklerinden izole edilen E. coli suslarinin antimikrobiklere duyarliliklarinin degerlendirilmesi. Inönü Üniv Tip Fak Derg. 2001; 8(1): 15-7.

15. Ulusoy S, Özkan F, Tünger A, et al . Idrar yolu infeksiyonlarindan soyutlanan bakteriler ve antibiyotik duyarliliklarinin degerlendirilmesi [Özet]. In: Ang Ö, Bozok-Johansson C, Söyletir G, Babacan F, Ener B, Gülen D. II. Antimikrobik Kemoterapi Günleri: Klinik-Laboratuvar Uygulamalari ve Yenilikler (2-4 Mayis 1995, Antalya) Program ve Özet Kitabi. Istanbul: Türk Mikrobiyoloji Cemiyeti, 1995: 60.

16. Arslan H, Azap OK, Ergönül O, Timurkaynak F; Urinary Tract Infection Study Group. Risk factors for ciprofloxacin resistance among Escherichia coli strains isolated from communityacquired urinary tract infections in Turkey. J Antimicrob Chemother. 2005; 56(5): 914-8. [CrossRef]

17. Aykut-Arca E, Karabiber N. Üriner sistem Escherichia coli izolatlarinin fosfomisin trometamol ve çesitli antibiyotiklere karsi duyarliliklarinin karsilastirilmasi. Mikrobiyol Bül. 2007; 41(1): 115-9.

18. Hosbul T, Özyurt M, Baylan O, et al. Escherichia coli nedenli komplike olmamis üriner sistem enfeksiyonlarinda fosfomisin trometamolün in vitro etkinligi. Mikrobiyol Bül. 2009; 43(4): 645-9.

19. Uyanik MH, Hanci H, Yazgi H. Üriner sistem infeksiyonlarindan soyutlanan toplum kökenli Escherichia coli suslarina fosfomisin trometamolün ve bazi antibiyotiklerin in-vitro etkinligi. Ankem Derg. 2009; 23(4): 172-6.

20. Kahlmeter G. Prevalence and antimicrobial susceptibility of pathogens in uncomplicated cystitis in Europe. The ECO.SENS study. Int J Antimicrob Agents. 2003; 22(Suppl. 2): 49-52. [CrossRef]

21. Schito GC, Naber KG, Botto H, et al. The ARESC study: an international survey on the antimicrobial resistance of pathogens involved in uncomplicated urinary tract infections. Int J Antimicrob Agents. 2009; 34(5): 407-13. [CrossRef]