Metisiline dirençli Staphylococcus aureus izolatlarının "Staphylococcal Cassette Chromosome mec"(SCCmec) analizi ile moleküler tiplendirilmesi

Abstract

Amaç: Staphylococcus aureus, gerek virulans mekanizmaları gerekse antimikrobiyal ajanlara karşı hızla direnç kazanma yeteneğinde olması nedeniyle yaşamı tehdit eden ciddi enfeksiyonlara yol açabilen bir mikroorganizmadır. Metisiline dirençli Staphylococcus aureus (MRSA) suşları birçok ülkede hastane enfeksiyonlarının başlıca sebebidir. MRSA klonlarının sınır tanımadan yayılma özelliğinden dolayı bu klonların genotipik özelliklerinin ve evrimsel gelişiminin, farklı coğrafik bölgelerden izole edilen suşların genetik ve evrimsel ilişkilerinin araştırılması önem kazanmıştır. Bu çalışmada, 2006-2009 yıllarında Dokuz Eylül Üniversitesi, İstanbul Üniversitesi İstanbul Tıp Fakültesi, Marmara Üniversitesi ve Hacettepe Üniversitesi (Çocuk) Hastanelerinde çeşitli klinik örneklerden izole edilmiş MRSA izolatlarının "Stafilokok Kaset Kromozom mec" (Staphylococcal Casette Chromosome (SCC) mec) tiplerinin belirlenmesi,"Panton-Valentine Lökosidin" (pvl) gen varlığının araştırılması, aynı merkez ve farklı merkezlerdeki moleküler epidemiyolojik ilişkilerin makrorestriksiyon analiz yöntemi ile saptanması amaçlanmıştır. Yöntem: Çalışmaya, Dokuz Eylül Üniversitesi Hastanesi'nden 100 izolat, İstanbul Üniversitesi İstanbul Tıp Fakültesi Hastanesi'nden 21 izolat, Marmara Üniversitesi Tıp Fakültesi Hastanesi'nden 34 izolat ve Hacettepe Üniversitesi Çocuk Hastanesi'nden 52 izolat olmak üzere, her hastadan tek bir izolat olacak şekilde, toplam 207 izolat dahil edilmiştir. İzolatların identifikasyonu, her merkezin kendi mikrobiyoloji laboratuarlarında yapılmıştır. Tüm izolatların metisilin direnci "CLSI" (Clinical and Laboratory Standarts Institute) önerilerine uygun olarak merkezimizde tekrar çalışılmıştır. SCCmec tipleri ve PVL varlığı iki farklı multipleks polimeraz zincir tepkimesi (PZT) kullanılarak araştırıldı. İzolatlar arasındaki klonal ilişki ve merkezlerin kendi içlerindeki moleküler epidemiyolojik durumu SmaI enzimi ile restriksiyonu takiben PFGE yöntemi ile belirlenmiştir. Bulgular: Çalışmaya alınan izolatların 1'i (%0.5) SCCmec tip II, 7'si (%3.4) SCCmec tip III, 179' u (%86.5) SCCmec tip III varyantı, 14' ü (% 6.7) SCCmec tip IV ve 6' sı (% 2.9) SCCmec tip IVE olarak saptanmıştır. İzolatların 5'inde (% 2.4) pvl gen varlığı tespit edilmiştir. PVL pozitif suşların tümü tip IV SCCmec elemanı taşımaktadır. Ancak tüm SCCmec tip IV/IVE' lerin tümü pvl geni taşımamaktadır. Tip IV dışındaki diğer SCCmec tiplerinde pvl geni bulunmamıştır. PFGE paternlerine göre izolatların, 13 farklı pulsotipe ayrıldığı saptanmıştır. İzolatların tümü değerlendirildiğinde %87.4' ünün dominant bir klona (A klonuna) ait olduğu belirlenmiştir. Bu durum özellikle SCCmec tip III varyantı taşıyan izolatlar için geçerlidir. Buna karşın, tip IV/IVE SCCmec elemanı taşıyan suşların hiçbirinin bu klona ait olmadığı saptamıştır. SCCmec tip IV/IVE taşıyan izolatların %55'inin K pulsotipi içerisinde yer aldığı belirlenmiştir. Sonuç: Farklı merkezlerden izole edilen MRSA izolatlarının büyük bir çoğunluğunun SCCmec tip III varyantı taşıdığını saptadığımız çalışmamızda, SCCmec tip IV/IVE taşıyan izolatların tespit edilmesi ve bu izolatların sadece bir kısmının pvl geni taşıması çalışmamızın dikkat çekilmesi gereken noktalarıdır. Hastane kökenli MRSA'larda, toplum kökenli MRSA SCCmec tipi olarak bilinen tip IV/IVE SCCmec elemanın bulunması, MRSA epidemiyolojisindeki değişimi yansıtmaktadır. SCCmec tip IV MRSA izolatlarının virülans faktörü olan pvl geninin, izolatların bazılarında tespit edilmemesi de SCCmec tip IV ile PVL arasındaki bağlantının kesinliğinin sorgulanması gerektiğini göstermektedir. Objective: Staphylococcus aureus, with its virulence mechanisms and capacity to develop resistance against antimicrobial agents, is an organism that can cause serious, life-threatening infections. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) strains are the leading cause of hospital-acquired infections in many countries. Since MRSA clones are easily spread throughout the world, it has become even more important to investigate the genotypic and evolutionary characteristics of these clones, along with the genetic and evolutionary relations between the strains isolated from different geographical regions. The aim of the present study was to determine the Staphylococcal Casette Chromosome (SCC) mec) types of MRSA strains isolated from various clinical samples obtained from hospitals of Dokuz Eyül University, İstanbul Medical School, Marmara University and the pediatric hospital of Hacettepe University, to investigate the presence of Panton-Valentine Leukocidin (pvl) gene in these isolates and to determine the molecular epidemiological relations in each center and between different centers using macrorestriction analysis. Method: A total of 207 isolates including 100 isolates from Dokuz Eylül Üniversity, 21 isolates from İstanbul University Medical School, 34 isolates from Marmara University Medical School and 52 isolates from Hacettepe University Pediatric Hospital were included in the study. There were no duplicate isolates from the same patients. The identification of the isolates was made in the respective microbiology laboratories of each center. The methicillin resistance of all isolates was tested again in our center, according to the "CLSI" (Clinical and Laboratory Standarts Institute) recommendations. SCCmec types and the presence of PVL were investigated using multiplex polymerase chain reaction (PCR). The clonal relation between the isolates and the epidemiological status of each center was determined using the PFGE method, following SmaI enzyme restriction. Results: Of the isolates included in the study, 1 (0.5%) harbored SCCmec type II, 7 (3.4%) had SCCmec type III, 179 had SCCmec type III, 12 (6.7%) carried SCCmec type IV and 6 (2.9%) carried SCCmec type IVE. pvl gene was identified in 5 (2.4%) isolates. All PVL-positive strains contained the type IV SCCmec element. However, pvl gene was not present in all SCCmec type IV/IVE isolates. Except for type IV, pvl gene was not detected in the SCCmec types. It was determined that the isolates had 13 different pulsotypes according to their PFGE patterns. Overall, 87.4% of the isolates belonged to a dominant clone (the A clone). However, it was also determined that none of the strains carrying type IV/IVE SCCmec elements belonged to this clone. Of the isolates harboring SCCmec type IV/IVE, 55% were in the K pulsotype. Conclusion: The important aspects of our study, in which the great majority of the MRSA isolates harbored the SCCmec type III variant, are the detection of SCCmec type IV/IVE isolates and the finding that only a small part of these isolates contianed the pvl gene. Additionally, the fact that the type IV/IVE SCCmec element, which is known as a community-acquired MRSA SCCmec type, was detected in the hospital-acquired MRSA strains reflects the change in the epidemiology of MRSA. On the other hand, the finding that the pvl gene, which is a virulence factor of SCCmec type IV MRSA isolates, was not present in some isolates, points out to the necessity of querying the certainty of the relation between of SCCmec type IV and PVL