Determination of Meticillin Resistance and Investigation of Antibiotic Susceptibility of Staphylococcus aureus Strains Isolated from Clinical Samples

Abstract

Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) strains have become a serious health problem worldwide due to the limited treatment options and the cost of infection control measures. The aim of this study was to determine the antibiotic susceptibility and the change in methicillin resistance of S.aureus strains isolated from various clinical specimens over the years. A total of 197 S.aureus strains (non-recurrent) obtained from various clinical specimens in Üsküdar State Hospital Microbiology Laboratory between August 2015 and December 2018 were included in the study. Matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry (MALDI-TOF) (VITEK-MS, bioMérieux, France) was used to identify microorganisms. For antibiotic susceptibility tests (AST) VITEK 2 automated system (bioMérieux, France) was used. When the AST results were evaluated, Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) breakpoints were used for the year 2015 and European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST) breakpoints were used for and after 2016. Of the S.aureus strains, 21 % were isolated from outpatients and 79 % from hospitalized patients. Of the 197 S.aureus strains isolated in three years, 47 (23 %) were identified as methicillin resistant (MRSA) and 150 (73 %) were identified as methicillin susceptible (MSSA). Methicillin resistance was 5.5 % in 2016, 21.3 % in 2017 and 26.4 % in 2018, pointing to a significant increase over the years. MRSA isolates were most frequently detected in samples from the intensive care unit. While vancomycin and linezolid resistance was not detected in any of the strains, teicoplanin resistance was found in an MRSA isolate by automated system and gradient test. The susceptibility to fusidic acid was very high in both MSSA (97 %) and MRSA strains (89%). In conclusion, vancomycin and linezolid resistance was not found in S. aureus strains isolated from various clinical specimens. Although methicillin resistance detected in our hospital is within the average values of our country, it has rised significantly within three years consistent with the increasing number of inpatients in intensive care unit.Therefore, we consider that it is important to take more precautions for infection control, to track resistance profiles periodically for the use of effective antibiotics and to establish each hospital’s own antibiotic usage policy.

Keywords

• antibiotic resistance
• MRSA
• MSSA
• Staphylococcus aureus

Klinik Örneklerden İzole Edilen Staphylococcus aureus Suşlarının Metisilin Direncinin Belirlenmesi ve Antibiyotik Duyarlılıklarının Araştırılması

Abstract

Metisiline dirençli Staphylococcus aureus (MRSA) suşları tedavi seçeneklerinin kısıtlılığı ve infeksiyon kontrol önlemlerinin maliyeti nedeniyle tüm dünyada ciddi bir sağlık sorunu haline gelmiştir. Bu çalışmanın amacı, çeşitli klinik örneklerden izole edilen Staphylococcus aureus suşlarının metisilin direncinin yıllar içindeki değişimini ve antibiyotik duyarlılıklarını belirlemektir. Çalışmaya Ağustos 2015-Aralık 2018 tarihleri arasında hastanemiz Mikrobiyoloji Laboratuvarında çeşitli klinik örneklerden elde edilen ve tekrar izolatı olmayan toplam 197 S.aureus suşu dâhil edilmiştir. Bakteri identifikasyonu için matriks aracılı lazer dezorbsiyon iyonizasyon - uçuş zamanlı kütle spektrometresi (MALDI-TOF) (VITEK-MS, bioMérieux, Fransa), antibiyotik duyarlılığının belirlenmesinde VITEK 2 otomatize sistemi (bioMérieux, Fransa) kullanılmıştır. Suşların antibiyotik duyarlılığı, 2015 senesi için Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI), 2016 ve sonrası için European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST) kriterlerine göre değerlendirilmiştir. S.aureus suşlarının % 79’u servis, % 21’i poliklinik hastalarından izole edilmiştir. Üç yılda izole edilen toplam 197 S.aureus suşunun 47’si (% 24) metisilin dirençli, 150’si (% 76) metisilin duyarlı olarak tanımlanmıştır. Metisilin direnci 2016 yılında % 5.5, 2017’de % 21.3 ve 2018 yılında % 26.4 saptanmış ve direncin yıllar içinde giderek arttığı izlenmiştir. MRSA izolatları en sık yoğun bakım ünitesi’nden gelen örneklerden elde edilmiştir. Suşların hiçbirinde vankomisin ve linezolid direnci saptanmazken, bir MRSA izolatında otomatize sistem ve gradiyent test ile teikoplanin direnci tespit edilmiştir. Fusidik asitin duyarlılığı hem MSSA (% 97) hem de MRSA suşlarında (% 89) oldukça yüksek bulunmuştur. Sonuç olarak, çeşitli klinik örneklerden izole ettiğimiz S.aureus suşlarında vankomisin ve linezolid direncine rastlanmamıştır. Hastanemizde saptadığımız metisilin direnci ülkemiz ortalama değerlerinde bulunmakla birlikte, yoğun bakım ünitesinde yatan hasta sayısının artmasına paralel olarak üç yıl içinde ciddi bir artış göstermiştir. Bu yüzden enfeksiyon kontrolü ile ilgili daha fazla önlem alınmasının, uygun antibiyotiğin kullanımı açısından direnç profilinin belli aralıklarla takip edilmesinin ve her hastanenin kendi antibiyotik kullanım politikasını oluşturmasının önemli olduğu düşüncesindeyiz.

Keywords

• antibiyotik direnci
• MRSA
• MSSA
• Staphylococcus aureus

References

1. Coşkun MV, Alper Y, Uyanık MH, Yazgı H. Sensitivity of methicillin-resistant Staphylococcus aureus strains to fusidic acid and other non-β-lactam antibiotics. Klimik Derg. 2019;32(1):52-6. https://doi.org/10.5152/kd.2019.12
2. Calık Z, Karamese M, Acar O. Prevalence and antimicrobial-resistance of Staphylococcus aureus Isolated from blood culture in university hospital, Turkey. Glob J Infect Dis Clin Res. 2015;1(1):10-3.
3. Çıkman A, Aydın M, Gülhan B, et al. Metisiline dirençli Staphylococcus aureus izolatlarının antibiyotik direnci ve azalmış vankomisin duyarlılığının araştırılması: çok merkezli bir çalışma. Mikrobiyol Bul. 2015;49(2):240-8. https://doi.org/10.5578/mb.9230
4. Çıragil P. Ülkemizde yoğun bakım ünitelerinde antimikrobiyal direnç sorunu. Türk Mikrobiyol Cem Derg. 2016;46(3):97-104.
5. Doğan M, Feyzioğlu B, Baykan M. On yıllık dönemde S.aureus suşlarının antibiyotik direnç durumundaki değişim. Abant Med J. 2014;3(3):237-41. https://doi.org/10.5505/abantmedj.2014.74946
6. European Centre for Disease Prevention and Control. Antimicrobial resistance surveillance in Europe 2015. Annual Report of the European Antimicrobial Resistance Surveillance Network (EARS-Net). Stockholm: ECDC; (2017). doi 10.2900/6928.
7. Flamm RK, Mendes RE, Hogan PA, Streit JM, Ross JE, Jones RN. Linezolid Surveillance Results for the United States (LEADER Surveillance Program 2014). Antimicrob Agents Chemother. 2016;60(4):2273-80. https://doi.org/10.1128/AAC.02803-15
8. Göktaş U, Yaman G, Karahocagil MK ve ark. Anestezi yoğun bakım ünitesinde hastane enfeksiyonu etkenleri ve direnç profilinin değerlendirilmesi. J Turk Soc Intens Care. 2010;8(1):13-7.

9. Ippolito G, Leone S, Lauria FN, Nicastri E, Wenzel RP. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus: the superbug. Int J Infect Dis. 2010;14(Suppl 4):S7-11. https://doi.org/10.1016/j.ijid.2010.05.003
10. Lakhundi S, Zhang K. Methicillin resistant Staphylococcus aureus: molecular characterization, evolution and epidemiology. Clin Microbiol Rev. 2018;31(4):e00020-18. https://doi.org/10.1128/CMR.00020-18
11. Nazik S, Cingöz E , Şahin AR, Güler S. Kan kültürlerinden izole edilen Staphylococcus aureus suşlarında metisilin direncinin yıllara göre değişimi. Kocaeli Med J. 2018;7(1):32-6. https://doi.org/10.5505/ktd.2018.94824
12. Özel Y, Büyükzengin KB, Yavuz MT. Klinik örneklerden izole edilen metisiline dirençli ve duyarlı Staphylococcus aureus suşlarının antibiyotik direnç profilinin araştırılması. ANKEM Derg. 2017;31(2):41-7.
13. Rağbetli C, Parlak M, Bayram Y, Guducuoglu H, Ceylan N. Evaluation of antimicrobial resistance in Staphylococcus aureus Isolates by years. Interdiscip Perspect Infect Dis. 2016;2016:9171395. https://doi.org/10.1155/2016/9171395
14. Sievert DM, Ricks P, Edwards JR et al. National Healthcare Safety Network (NHSN) Team and Participating NHSN Facilities. Infect Control Hosp Epidemiol. 2013;34(1):1-14. https://doi.org/10.1086/668770
15. Sipahi OR, Uysal S, Aydemir SŞ, et al. Antibacterial resistance patterns and incidence of hospital acquired Staphylococcus aureus bacteremia in a tertiary care educational hospital in Turkey:a perspective from 2001 to 2013. Turk J Med Sci. 2017;47(4):1210-5. https://doi.org/10.3906/sag-1607-63
16. Song JH, Hsueh PR, Chung DR et al. ANSORP Study Group. Spread of methicillin-resistant Staphylococcus aureus between the community and the hospitals in Asian countries: an ANSORP study. J Antimicrob Chemother. 2011;66(5):1061-9. https://doi.org/10.1093/jac/dkr024
17. Şen P, Demirdal T, Özdemir R, et al. Antimicrobial resistance in Staphylococci: a 6-year-evaluation. Medeniyet Medical Journal. 2017;32(4):205-11. https://doi.org/10.5222/MMJ.2017.205
18. Şirin MC, Ağuş N, Yılmaz N, et al. Klinik örneklerden izole edilen Staphylococcus aureus suşlarinda antibiyotik direnci. Journal of Clinical and Analytical Medicine. 2015;6(Suppl 6):859-63.
19. Tekin A, Dal T, Deveci Ö, et al. In vitro susceptibility to methicillin, vancomycin and linezolid of staphylococci isolated from bloodstream infections in eastern Turkey. Braz J Microbiol. 2014;45(3):829-33. https://doi.org/10.1590/S1517-83822014000300010
20. Telli M, Okulu Y, Patı Y. Staphylococcus aureus Suşlarında metisiline direnç oranındaki değişim: metisiline direnç azalıyor mu? ANKEM Derg. 2018;32(3):103-8.
21. The European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing. New definitions of S, I and R. http://www.eucast.org/newsiandr/ (erişim tarihi:12.04.2019)
22. The European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing. Resistance mechanisms. http://www.eucast.org/resistance_mechanisms/
23. Ulusal Antimikrobiyal Direnç Surveyans Sistemi, Türkiye Halk Sağlığı Kurumu, Sağlık Bakanlığı Ankara. http://uamdss.thsk.gov.tr
24. Yıldız Ö, Çoban AY, Şener AG, et al. Antimicrobial susceptibility and resistance mechanisms of methicillin resistant Staphylococcus aureus isolated from 12 Hospitals in Turkey, Ann Clin Microbiol Antimicrob. 2014;13:44. https://doi.org/10.1186/s12941-014-0044-2
25. Yılmaz EŞ, Aslantaş Ö. Antimicrobial resistance and underlying mechanisms in Staphylococcus aureus isolates. Asian Pac J Trop Med. 2017;10(11):1059-64. https://doi.org/10.1016/j.apjtm.2017.10.003
26. Yüksekkaya Ş, Opuş A, Güvenç Hİ, et al. 2009-2013 yılları arasında Konya Eğitim ve Araştırma Hastanesi’nde kan kültüründen izole edilen Staphylococcus aureus suşlarının antimikrobiyal ajanlara duyarlılıklarının değerlendirilmesi. ANKEM Derg. 2017;31(1):1-6.
27. Zencir M, Arı A, Yılmaz N, et al. Metisiline dirençli Staphylococcus aureus suşlarının antibiyotiklere duyarlılığı, hastaların klinik özellikleri ve mortaliteyi etkileyen faktörler. ANKEM Derg. 2016;30(1):18-23.