Fosfomycin Susceptibility of ESBL Positive and Negative Escherichia coli and Klebsiella spp. Resistant to at Least One Carbapenem

Abstract

Extended spectrum beta-lactamase (ESBL) production and increased carbapenem resistance in Enterobacterales members have increased the interest in fosfomycin, an ancient antibiotic. In the study, susceptibility of fosfomycin was investigated in ESBL positive and ESBL negative Escherichia coli and Klebsiella spp. strains resistant to at least one carbapenem (ertapenem, imipenem, meropenem). Carbapenem resistant E.coli and Klebsiella spp. isolated from various clinics and intensive care units, and outpatients during a one year period (January-December 2017) were included the study. Ot the 64 E.coli isolates, fosfomycin susceptibility of ESBL-negative strains (41/43 95.3 %) were higher than ESBL positives (17/21, 80.9 %). However, there was no statistically significant correlation between the presence of ESBL and the sensitivity of fosfomycin (p>0.05). In Klebsiella spp., fosfomycin susceptibility in ESBL negative isolates was 42/53 (79.2 %) with 16/29 (55.1 %) in ESBL positives. The relationship between ESBL and fosfomycin resistance in Klebsiella spp. was statistically significant (p<0.05). Fosfomycin susceptibility rates of E.coli strains (90.6 %) were higher than Klebsiella strains (70.7 %) but the difference was not statistically significant (p>0.05). Fosfomycin can be used in resistant bacterial infections other than urinary tract with its high sensitivity in carbapenem-resistant E.coli and Klebsiella strains.

Keywords

• Escherichia coli
• Fosfomycin
• ESBL
• Carbapenem resistance
• Klebsiella spp.

KARBAPENEMLERDEN EN AZ BİRİNE DİRENÇLİ, GSBL POZİTİF VE NEGATİF ESCHERICHIA COLI VE KLEBSIELLA SPP. SUŞLARINDA FOSFOMİSİN DUYARLILIĞI

Abstract

Enterobacterales üyelerinde genişlemiş spektrumlu beta laktamaz (GSBL) üretimi ve artan karbapenem direnci eski bir antibiyotik olan fosfomisine ilgiyi arttırmıştır. Çalışmada karbapenemlerden (ertapenem, imipenem, meropenem) en az birine dirençli GSBL pozitif ve GSBL negatif Escherichia coli ve Klebsiella spp. suşlarında fosfomisin duyarlılığı araştırılmıştır. Bir yıllık periyotta (Ocak-Aralık 2017) çeşitli klinik-yoğun bakım ve poliklinik hastalarından izole edilen karbapenemlerden en az birine dirençli E.coli ve Klebsiella izolatları çalışmaya dahil edilmiştir. Çalışmaya alınan 64 E.coli suşunda GSBL negatif suşlardaki fosfomisin duyarlılığının (41/43, % 95.3), GSBL pozitif suşlardaki fosfomisin duyarlılığından (17/21, % 80.9) daha yüksek olduğu görülmüştür. Ancak GSBL varlığı ile fosfomisin duyarlılığı arasında istatistiki olarak anlamlı bir ilişki saptanmamıştır(p>0.05) Klebsiella spp. suşlarında GSBL negatif suşlardaki fosfomisin duyarlılığı (42/53, % 79.2), GSBL pozitif suşlardaki fosfomisin duyarlılığından (16/29, % 55.1) yüksek bulunmuştur. Klebsiella spp. suşlarında GSBL varlığı ile fosfomisin direnci arasındaki ilişki istatistiki olarak anlamlı bulunmuştur (p<0.05). Çalışmada GSBL pozitif ve GSBL negatif olup çalışılan karbapenemlerden en az birine dirençli toplam E.coli suşlarındaki fosfomisin duyarlılığının (% 90.6), Klebsiella spp. izolatlarında elde edilen duyarlılığa göre (% 70.7) yüksekliği istatistiki olarak anlamlı bulunmamuştur (p>0.05). Karbapenem dirençli E.coli ve Klebsiella suşlarında yüksek fosfomisin duyarlılığı, ilacın idrar yolu dışındaki dirençli enfeksiyonlarda da kullanımını gündeme getirebilir.

Keywords

• Escherichia coli
• Fosfomisin
• GSBL
• Karbapenem direnci
• Klebsiella spp.

References

1. Afşar İ, Gönül B, Şener AG, Türker M. Escherichia coli’nin klinik izolatlarının fosfomisin trometamol ve diğer antibiyotiklere in-vitro duyarlılığı. ANKEM Derg. 2005;19(2):77-9.
2. Aykut Arca E, Karabiber N. Kısa bildiri: Üriner sistem Escherichia coli izolatlarının fosfomisin trometamol ve çeşitli antibiyotiklere karşı duyarlılıklarının karşılaştırılması. Mikrobiyol Bul. 2007;41(1):115-9.
3. Baylan O. Fosfomisin: dünü, bugünü ve geleceği. Mikrobiyol Bul. 2010;44(2):311-21.
4. Bayram Y, Eren H, Berktaş M. İdrar örneklerinden izole edilen bakteriyel patojenlerin dağılımı ve GSBL pozitif ve negatif E.coli suşlarının fosfomisin ve diğer antimikrobiyallere duyarlılık paterni. ANKEM Derg. 2011;25(4):232-6. https://doi.org/10.5222/ankem.2011.232
5. Blondeau JM. Current issues in the management of urinary tract infections: extended-release ciprofloxacin as a novel treatment option. Drugs. 2004;64(6):611-28. https://doi.org/10.2165/00003495-200464060-00004
6. Coşkun MV, Uyanık H, Ağan İ, Uslu H, Çelebi S. Hastanede yatan hastaların üriner sistem enfeksiyonlarından izole edilen genişlemiş spektrumlu beta-laktamaz üreten Klebsiella pneumoniae ve Escherichia coli suşlarının fosfomisin ve nitrofurantoine duyarlılıklarının araştırılması. ANKEM Derg. 2016;30(2):37-41. https://doi.org/10.5222/ankem.2016.037
7. Çağan Aktaş S, Gençer S, Batırel A, Hacıseyitoğlu D, Özer S. CLSI ve EUCAST önerilerine göre genişlemiş spektrumlu beta-laktamaz üreten Escherichia coli idrar izolatlarında fosfomisin duyarlılığı. Mikrobiyol Bul. 2014;48(4):545-55. https://doi.org/10.5578/mb.8327
8. EUCAST (The European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing). Breakpoint tables for interpretation of MICs and zone diameters. Version 8.0, 2018. http://www.eucast.org

9. Falagas ME, Kastoris AC, Kapaskelis AM, Karageorgopoulos DE. Fosfomycin for the treatment of multidrug-resistant, including extendedspectrum β-lactamase producing, Enterobacteriaceae infections: a systematic review. Lancet Infect Dis. 2010;10(1):43-50. https://doi.org/10.1016/S1473-3099(09)70325-1
10. Fransen F, Hermans K, Melchers MJB, Lagarde CCM, Meletiadis J, Mouton JW. Pharmacodynamics of fosfomycin against ESBL- and/orcarbapenemase-producing Enterobacteriaceae. J Antimicrob Chemother. 2017;72(12):3374-81. https://doi.org/10.1093/jac/dkx328
11. Hoşbul T, Ozyurt M, Baylan O, et al. In vitro activity of fosfomycin trometamol in the treatment of Escherichia coli related uncomplicated urinary tract infections. Mikrobiyol Bul. 2009;43(4):645-9.
12. Kart Yaşar K, Pehlivanoğlu F, Şengöz G. Alternatif tedavi seçeneği olarak fosfomisinin komplike üriner sistem enfeksiyonlarından izole edilen GSBL pozitif Escherichia coli suşlarına etkinliği. ANKEM Derg. 2011;25(1):12-6. https://doi.org/10.5222/ankem.2011.12
13. Köken G, Aşık G, Çiftçi İH, Çetinkaya Z, Aktepe OC, Yılmazer M. Toplum kökenli üriner sistem enfeksiyonu etkeni Escherichia coli suşlarında fosfomisin trometamol etkinliği. ANKEM Derg. 2008;22(1):23-7.
14. Kurt Ö, Güneş H, Gümüş A, Mutlu R, Topkaya AE. Toplumsal kaynaklı üriner sistem enfeksiyonlarından izole edilen Escherichia coli suşlarında fosfomisin, nitrofurantoin ve siprofloksasinin in-vitro etkinliği. ANKEM Derg. 2014;28(2):58-62. https://doi.org/10.5222/ankem.2014.058
15. Kuzucu C, Yetkin F, Görgeç S, Ersoy Y. Genişlemiş spektrumlu beta-laktamaz üreten Escherichia coli ve Klebsiella spp. suşlarının ertapenem ve diğer karbapenemlere karşı duyarlılıklarının araştırılması. Mikrobiyol Bul. 2011;45(1):28-35.
16. Maraki S, Samonis G, Rafailidis PI, Vouloumanou EK, Mavromanolakis E, Falagas ME. Susceptibility of urinary tract bacteria to fosfomycin. Antimicrob Agents Chemother. 2009;53(10):4508-10. https://doi.org/10.1128/AAC.00721-09
17. Mengeloğlu FZ, Demircan F, Oduncu MK. İdrar kültürlerinden soyutlanan Escherichia coli izolatlarının fosfomisine karşı in-vitro duyarlılıklarının değerlendirilmesi. ANKEM Derg. 2011;25(2):99. https://doi.org/10.5222/ankem.2011.099
18. Nordmann P, Naas T, Poirel L. Global Spread of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae. Emerg Infect Dis. 2011;17(10):1791-8. https://doi.org/10.3201/eid1710.110655
19. Taşbakan MI, Pullukçu H, Yamazhan T, Arda B, Ulusoy S. Toplum kökenli üriner sistem enfeksiyonlarından soyutlanan Escherichia coli suşlarına fosfomisinin in-vitro etkinliğinin diğer antibiyotiklerle karşılaştırılması. ANKEM Derg. 2004;18(4):216-9.
20. Temkin E, Adler A, Lerner A, Carmeli Y. Carbapenem-resistant Enterobacteriaceae: biology, epidemiology, and management. Ann N Y Acad Sci. 2014;1323(1):22-42. https://doi.org/10.1111/nyas.12537
21. Tekin A, Deveci Ö, Dal T, TekinR, Özekinci T, Dayan S. Üropatojen Escherichia coli izolatlarına fosfomisin ve bazı antibiyotiklerin in vitro etkinliği. ANKEM Derg. 2012;26(2):61-8. https://doi.org/10.5222/ankem.2012.061
22. Walsh CC, McIntosh MP, Peleg AY, Kirkpatrick CM, Bergen PJ. In vitro pharmacodynamics of fosfomycin against clinical isolates of Pseudomonas aeruginosa. J Antimicrob Chemother. 2015;70(11):3042-50. https://doi.org/10.1093/jac/dkv221