Document
Detection and characterization of extended spectrum B-lactamase enzymes in clinical isolates of escherichia coli and klebsiella pneumoniae at Sultan Qaboos University Hospital(SQUH)
Publisher
Sultan Qaboos University
Gregorian
2013
Language
English
English abstract
Abstract
Extended Spectrum B-lactamases (ESBLs) are plasmid-encoded B-lactamases enzymes which are capable of hydrolyzing the B-lactam ring in a wide range of B-lactam antibiotics including penicillins, oxyimino-cephalosporins and monobactams but do not affect cephamycins or carbapenems. Since their first description in 1983 in Europe, ESBLs dissemination has been reported worldwide. The ESBL plasmids frequently carry genes encoding resistance to other classes of drugs, which results in co-resistance of the ESBL producing bacteria to a wide variety of commonly used antimicrobial agents. Therefore, antibiotic options in the treatment of infections caused by ESBL producing organisms are extremely limited.
A total of 350 clinical isolates of Escherichia coli (n=221) and Klebsiella pneumoniae (n=129) recovered from various clinical samples received at Sultan Qaboos University Hospital were collected. These isolates were screened for ESBL production using ceftazidime (30 ug) and cefotaxime (30 ug). Screen positive isolates were subjected to two phenotypic confirmatory tests viz: Double Disc Combined Test (DDCT) and Double Disk Synergy Test (DDST). Identification of ESBLs in screen positive isolates was carried out by PCR using family specific primers. Susceptibility of ESBL positive isolates to commonly use antimicrobial agents other than cephalosporins was tested. Overall, 130/350 (37.1%) clinical isolates were screen positive for ESBL production by both ceftazidime and cefotaxime. A total of 110/130 (84.6%) of the screen positive isolates showed positive results by both phenotypic confirmatory tests. A total of 125/350 (35.7%) isolates were found to harbour ESBL genes by PCR. As many as 73/221 (33%) isolates of E. coli and 52/129 (40.3%) isolates of K. pneumoniae were found to harbour the ESBL genes. A total of 76.8% of the isolates harboured TEM type of ESBLS, 69.6%, harboured CTX-M genes while 46.4% of the screen positive isolates were found to harbour SHV type ESBL genes. A higher percentage of K. pneumoniae isolates were found to harbour all the three ESBL genes (42.3%) in comparison to E.coli isolates as only 5.5% of these isolates had all the three ESBL genes. The CTX-M ESBL genes detected in 83 isolates were found to belong to CTX-M group-1. CTX-M group-9 genes were not detected in any of the isolates. A high percentage of ESBL producing isolates showed resistance to amoxicillin clavulanate (88%) and ciprofloxacin (76.8%). While as many as 94.5% of the ESBL positive E. coli isolates were susceptible to imipenem only 15.5% of the K. pneumoniae isolates were susceptible to imipenem. This study established a high prevalence of ESBL producing E. coli and K. pneumonia clinical isolates at SQUH. It also showed that both ceftazidime (CAZ) and cefotaxime (CTX) are equally efficient screening substrates for ESBL detection. Both the confirmatory tests were equally sensitive as confirmatory phenotypic tests for detection of EŞBL production. In addition, this study found that PCR could identify ESBL genes in isolates that were negative by phenotypic confirmatory test.
Member of
Resource URL
Arabic abstract
الخلاصة
اسبلس (ESBL) هي الإنزيمات المرمزة بواسطة البلازميد (plasmid)، وهي قادرة على تحليل حلقة بیتا۔ الاكتام (lactam -3) في مجموعة واسعة من المضادات الحيوية التي تحتويها، بما في ذلك بنسلين (penicillins) و أوكسييمينو السيفالوسبورينات (oxyimino - cephalosporins ) ومونوباكتامس (monobactams) ، ولكن لا تؤثر على سيفاميسينس (cephamycins) أو كاربابينيمس ( carbapenems) . منذ الوصف الأول الأسباس (ESBL) في عام 1983 في أوروبا، تم نشرها في جميع أنحاء العالم مع أكثر من 200 نوع أن البلازميد (plasmid) المسؤول عن إنتاج اسبلس (ESBL) هو كثيرا ما يحمل جينات ترمز مقاومة لفئات أخرى من المضادات الحيوية، مما يؤدي إلى مقاومة المشاركة بين اسبلس إلى مجموعة متنوعة واسعة من مضادات الحيوية منتشرة الأستخدام. ولذلك، خيارات المتوفرة من المضادات الحيوية لمعالجة الأمراض التي تسببها الكائنات الحية المنتجة لأسبلس (ESBL) محدودة للغاية. لقد تم جمع 350 عزلة بكتيرية سريرية من نوع Escherichia coli (عدد 221) و Klebsiella pneumoniae (عدد 129) استعيدت من عينات سريرية مختلفة من مستشفى السلطان قابوس. أولا عرضت هذه العزل البكتيرية لفحص مبدئي (screening test) لكشف عن انتاج انزيم امبلس (ESBL) باستخدام اثنين من مضادات الحيوية: سيفتازیدیم (ceftazidime) و سيفوتاكسيم (cefotaxime)، ومن ثم تم تعريض العزل البكتيرية المنتجة لهذا الإنزيم الأثنين من اختبارات التأكيدية المظهرية: DDCT و DDST . أيضا لقد تم استخدام الاختبار الجيني (PCR لكشف وتوصيف الجينات المسئولة عن انتاج هذا الإنزيم. بالإضافة إلى ذلك، تم فحص القابلية الإيجابية لهذه العزل البكترية المنتجة لإنزيم أسبلس (ESBL) باستخدام المضادات الحيوية المنتشرة الاستخدام عدا السيفالوسبورينات (cephalosporins). عموما، لقد اظهر الفحص المبدئي أن 350 / 130 (37. 1 %) من العزل البكتيرية السريرية كانت إيجابية لإنتاج انزيم اسيلس (ESBL) مع كلا سيفتازیدیم وسيفوتاكسيم . إجمالي 130 / 110 (84. 6 %) من العزل البكتيرية إيجابية بواسطة الفحص المبدئي، أظهرت النتائج الإيجابية بكل الأختبارات التاكيدية المظهرية. لقد وجد ايضا أن حوالي 350 / 125 (35. 7 %) من العزل البكتيرية أنها تحتوي على جينات اسبلس (ESBL) عن طريق الفحص الجيني، وهذه العزل عبارة عن 221 / 73 (33%) من E. coli و 129 / 52 (40. 3 %) من K pneumoniae. الجينات CTX - M ، TEM و SHV كانت 76. 8 % و 69. 6 % 46. 4 % بالتوالي من مجموعة 125 عزل البكتيرية المحتوية على جينات اسبلس. جميع الجينات الثلاثة معا عثر عليها في انتشار عالي في K. pneumoniae مما في E. coli ، التي تجعل 42. 3 % و 5. 5 % من مجموعة الجينات المعزولة إيجابيا على التوالي. بين 87 عزل بكتيرية من E. coli و K. pneumonia المحتوية على نوع CTX - M من اسبلس (ESBLs)، لقد عثر على أن 83 (95. 4 %) من العزل تحتوي على المجموعة 1 من CTX بينما المجموعة و لم يعثر عليها. وأيضا أظهرت النتائج أن نسبة مئوية عالية من كلا العزل البكتيرية
المنتجة لاسبلس (ESBL) كانت مقاومة لأموكسيسيلين-كلافولاناتي (amoxicillin - clavulanate) ( % 88) يتبعه سيبروفلوكساسين ciprofloxacin) ( % 76. 8 )، ووجد أيضا أن حوالي 94. 5 % من E. coli المنتجة الاسبلس (ESBL) كانت عرضة لإميبينيم (imipenem)، بينما في K. pneumonia وجد أن فقط 15. 5 % من العزل عرضة لها أظهرت هذه الدراسة زيادة انتشار E. coli و K. pneumonia المنتجة لأسبلس (ESBL) في العزل البكتيرية الموجودة في جامعة السلطان قابوس. كما أظهرت أن كلا من سيفتازیدیمي (certazidime) و سيفوتاكسيم (cefotaxime) تمثل الركيزة الجيدة للفحص المبدئي للكشف عن اسبلس (ESBL)، وأيضا أظهرت الدراسة أن الأثنين من اختبارين التاكيديين كانوا جيدين للتأكد من الكشف عن أسبلس (ESBL). وعلاوة على ذلك، وجدت هذه الدراسة أن الاختبار الجيني (PCR) يمكنه الكشف عن عزل البكتيرية التي لم يتم الكشف عنها بواسطة الاختبار التأكيدی.
اسبلس (ESBL) هي الإنزيمات المرمزة بواسطة البلازميد (plasmid)، وهي قادرة على تحليل حلقة بیتا۔ الاكتام (lactam -3) في مجموعة واسعة من المضادات الحيوية التي تحتويها، بما في ذلك بنسلين (penicillins) و أوكسييمينو السيفالوسبورينات (oxyimino - cephalosporins ) ومونوباكتامس (monobactams) ، ولكن لا تؤثر على سيفاميسينس (cephamycins) أو كاربابينيمس ( carbapenems) . منذ الوصف الأول الأسباس (ESBL) في عام 1983 في أوروبا، تم نشرها في جميع أنحاء العالم مع أكثر من 200 نوع أن البلازميد (plasmid) المسؤول عن إنتاج اسبلس (ESBL) هو كثيرا ما يحمل جينات ترمز مقاومة لفئات أخرى من المضادات الحيوية، مما يؤدي إلى مقاومة المشاركة بين اسبلس إلى مجموعة متنوعة واسعة من مضادات الحيوية منتشرة الأستخدام. ولذلك، خيارات المتوفرة من المضادات الحيوية لمعالجة الأمراض التي تسببها الكائنات الحية المنتجة لأسبلس (ESBL) محدودة للغاية. لقد تم جمع 350 عزلة بكتيرية سريرية من نوع Escherichia coli (عدد 221) و Klebsiella pneumoniae (عدد 129) استعيدت من عينات سريرية مختلفة من مستشفى السلطان قابوس. أولا عرضت هذه العزل البكتيرية لفحص مبدئي (screening test) لكشف عن انتاج انزيم امبلس (ESBL) باستخدام اثنين من مضادات الحيوية: سيفتازیدیم (ceftazidime) و سيفوتاكسيم (cefotaxime)، ومن ثم تم تعريض العزل البكتيرية المنتجة لهذا الإنزيم الأثنين من اختبارات التأكيدية المظهرية: DDCT و DDST . أيضا لقد تم استخدام الاختبار الجيني (PCR لكشف وتوصيف الجينات المسئولة عن انتاج هذا الإنزيم. بالإضافة إلى ذلك، تم فحص القابلية الإيجابية لهذه العزل البكترية المنتجة لإنزيم أسبلس (ESBL) باستخدام المضادات الحيوية المنتشرة الاستخدام عدا السيفالوسبورينات (cephalosporins). عموما، لقد اظهر الفحص المبدئي أن 350 / 130 (37. 1 %) من العزل البكتيرية السريرية كانت إيجابية لإنتاج انزيم اسيلس (ESBL) مع كلا سيفتازیدیم وسيفوتاكسيم . إجمالي 130 / 110 (84. 6 %) من العزل البكتيرية إيجابية بواسطة الفحص المبدئي، أظهرت النتائج الإيجابية بكل الأختبارات التاكيدية المظهرية. لقد وجد ايضا أن حوالي 350 / 125 (35. 7 %) من العزل البكتيرية أنها تحتوي على جينات اسبلس (ESBL) عن طريق الفحص الجيني، وهذه العزل عبارة عن 221 / 73 (33%) من E. coli و 129 / 52 (40. 3 %) من K pneumoniae. الجينات CTX - M ، TEM و SHV كانت 76. 8 % و 69. 6 % 46. 4 % بالتوالي من مجموعة 125 عزل البكتيرية المحتوية على جينات اسبلس. جميع الجينات الثلاثة معا عثر عليها في انتشار عالي في K. pneumoniae مما في E. coli ، التي تجعل 42. 3 % و 5. 5 % من مجموعة الجينات المعزولة إيجابيا على التوالي. بين 87 عزل بكتيرية من E. coli و K. pneumonia المحتوية على نوع CTX - M من اسبلس (ESBLs)، لقد عثر على أن 83 (95. 4 %) من العزل تحتوي على المجموعة 1 من CTX بينما المجموعة و لم يعثر عليها. وأيضا أظهرت النتائج أن نسبة مئوية عالية من كلا العزل البكتيرية
المنتجة لاسبلس (ESBL) كانت مقاومة لأموكسيسيلين-كلافولاناتي (amoxicillin - clavulanate) ( % 88) يتبعه سيبروفلوكساسين ciprofloxacin) ( % 76. 8 )، ووجد أيضا أن حوالي 94. 5 % من E. coli المنتجة الاسبلس (ESBL) كانت عرضة لإميبينيم (imipenem)، بينما في K. pneumonia وجد أن فقط 15. 5 % من العزل عرضة لها أظهرت هذه الدراسة زيادة انتشار E. coli و K. pneumonia المنتجة لأسبلس (ESBL) في العزل البكتيرية الموجودة في جامعة السلطان قابوس. كما أظهرت أن كلا من سيفتازیدیمي (certazidime) و سيفوتاكسيم (cefotaxime) تمثل الركيزة الجيدة للفحص المبدئي للكشف عن اسبلس (ESBL)، وأيضا أظهرت الدراسة أن الأثنين من اختبارين التاكيديين كانوا جيدين للتأكد من الكشف عن أسبلس (ESBL). وعلاوة على ذلك، وجدت هذه الدراسة أن الاختبار الجيني (PCR) يمكنه الكشف عن عزل البكتيرية التي لم يتم الكشف عنها بواسطة الاختبار التأكيدی.
Category
Theses and Dissertations
File size
2.45 MB
0
0
