Investigation of Metallo Beta-lactamase Production in Carbapenem Resistant Pseudomonas aeruginosa Isolates

Abstract

Objective: In this study; we aimed to determine metallo beta-lactamase production in 29 Pseudomonas aeruginosa isolates resistant to carbapenems that isolated as a cause of nosocomial infection and to compare the three different phenotypic methods for screening of metallo beta-lactamase production. Material and Methods: P.aeruginosa isolates were identified by conventional methods. Antibiotic susceptibility tests were performed by Kirby-Bauer disk diffusion method according to the standards of Clinical and Laboratory Standards Institute. Imipenem and meropenem E tests (AB Biodisk, Sweden) were used for verification of carbapenem resistance. Metallo beta-lactamase E test (AB Biodisk, Sweden), modified Hodge test and imipenem-EDTA combined disk test were used for detection of metallo beta-lactamase production and the results of these tests were compared with polymerase chain reaction results. Results: IMP, VIM, GIM, SIM and SPM type genes were negative for all isolates with polymerase chain reaction. As a screening test for metallo beta-lactamase enzymes, combined disk test and E test detected positivity for six and two isolates, respectively. Modified Hodge test yielded 10 positive and two undetermined results within 29 isolates. There were no statistical difference between metallo beta-lactamase E test results and polymerase chain reaction results (p> 0,05 ). But, there were significantly statistical difference between polymerase chain reaction results and combined disk test (p:0,023 ) and modified Hodge test (p <0,001) results. Conclusion: According to our results; metallo beta-lactamase E test is suitable method for screening metallo beta-lactamase enzymes in carbapenem resistant P.aeruginosa isolates, however; positive results of this test should be confirmed with molecular methods. Key words: Pseudomonas Aeruginosa; Metallo Beta-Lactamase; Metallo Beta-Lactamase E Test; Combined Disk Test; Polymerase Chain Reaction

Keywords

• Pseudomonas Aeruginosa; Metallo Beta-Lactamase; Metallo Beta-Lactamase E Test; Combined Disk Test; Polymerase Chain Reaction

Karbapenem Dirençli Pseudomonas aeruginosa İzolatlarında Metallo Beta Laktamaz Üretiminin Araştırılması*

Abstract

Amaç: Bu çalışmada nozokomiyal enfeksiyon etkeni olarak izole edilen, karbapenemlere dirençli 29 Pseudomonas aeruginosa izolatında metallo beta-laktamaz üretiminin belirlenmesi ve üç farklı fenotipik yöntemin sonuçlarının karşılaştırılması amaçlanmıştır. Gereç ve Yöntemler: Pseudomonas aeruginosa izolatları konvansiyonel yöntemler ile tanımlanmış, antibiyotik duyarlılık testleri Clinical and Laboratory Standards Institue standartlarına göre Kirby-Bauer disk difüzyon yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Karbapenem direncini doğrulamak için imipenem E test ve meropenem E test (AB BIODISK, Solna, İsveç) kullanılmıştır. Metallo beta-laktamaz üretimini belirlemek için metallo beta-laktamaz E test (AB BIODISK, Solna, İsveç), modifiye Hodge testi ve imipenem-EDTA kombine disk testi kullanılarak sonuçlar polimeraz zincir reaksiyonu sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Bulgular: Karbapenemlere dirençli 29 izolatta polimeraz zincir reaksiyonu ile IMP, VIM, GIM, SIM ve SPM tipi metallo beta-laktamaz enzim geni bulunamamıştır. Fenotipik testlerden kombine disk testi ile altı izolat, E test ile iki izolat pozitif sonuç vermiştir. Modifiye Hodge testi ile 10 izolat pozitif sonuç vermiş, iki izolatta ise sonuç belirlenememiştir. Polimeraz zincir reaksiyonu sonuçları ile metallo beta-laktamaz E test sonuçları arasındaki farkın istatistiksel olarak anlamlı olmadığı belirlenmiştir (p> 0,05). Polimeraz zincir reaksiyonu ile kombine disk testi sonuçları arasındaki farkın anlamlı olduğu (p:0,023 ) ve yine polimeraz zincir reaksiyonu ile modifiye Hodge testi sonuçları arasında farkın anlamlı olduğu saptanmıştır (p< 0,001). Sonuç: Bulgularımıza göre; karbapenemlere dirençli P. aeruginosa izolatları için metallo beta-laktamaz tarama testi olarak metallo beta-laktamaz E testin kullanılması uygundur, ancak pozitif sonuçların moleküler yöntemler ile doğrulanması gereklidir. Anahtar kelimeler: Pseudomonas Aeruginosa; Metallo Beta-Laktamaz; Metallo Beta-Laktamaz E Test; Kombine Disk Testi; Polimeraz Zincir Reaksiyonu

Keywords

• Pseudomonas Aeruginosa; Metallo Beta-Laktamaz; Metallo Beta-Laktamaz E Test; Kombine Disk Testi; Polimeraz Zincir Reaksiyonu

References

1. Pier GB, Ramphal R: Pseudomonas aeruginosa. In: MandeII GL, Bennet JE, Dolin R, eds: Mandell, Douglas and Bennett's Principles and Practice of Infectious Diseases, 6th edition. Philadelphia: Elsevier Churchill Livingstone; 2005. p.2587-615.
2. Strateva T, Yordanov D. Pseudomonas aeruginosa — a phenomenon of bacterial resistance, J Med Microbiol 2009;58:1133—48.
3. Nordmann P, Poirel L. Emerging carbapenemases in Gram — negative aerobes. Clin Microbiol Infect 2002;82321—31.
4. Bahar G, Mazzariol A, Koncan R, Mert A, Fontana R, Rossolini GM et al: Detection of VIM-5 metaIIo—beta— lactamase in a Pseudomonas aeruginosa cIinicaI isolatefrom Turkey. J Antimicrob Chemother 2004;54:282-3.
5. Yong D, Lee K, Yum JH, Shin HB, Rossolini GM, Chong Y: Imipenem-EDTA disk method for differentiation of metaIIo— beta—Iactamase—producing clinical isolates of Pseudomonas spp. and Acinetobacter spp. J Clin Microbiol 2002;40:3798— 801.
6. Lee K, Yong D, Yum JH, Lim YS, Bolmström A, Owarnstrom A et aI: Evaluation of E test MBL for detection of bIaIMP—1 and bIaVIM—2 allele—positive clinical isolates of Pseudomonas spp. and Acinetobacter spp. J Clin Microbiol 2005;43:942—4.
7. Walsh TR, Bolmstrom A, Owarnstrom A, Gales A: Evaluation of a new E test for detecting metallo—beta—Iactamases in routine clinical testing. J Clin Microbiol 2002;40:2755-9.
8. Yan JJ, Wu JJ, Tsai SH, Chuang CL: Comparison of the double—disk, combined disk, and E test methods for detecting metallo—beta—lactamases in gram—negative bacilli. Diagn Microbiol Infect Dis 2004;49:5—1 1.

9. Ellington MJ, Kistler J, Livermore DM, Woodford N: Multiplex PCR for rapid detection of genes encoding acquired metallo—beta—lactamases. J Antimicrob Chemother 2007;59:321—2.
10. Winn WC Jr, AIIen SD, Janda WM, Koneman E, Procop G, Schreckenberger P et al: Koneman's Color Atlas and Textbook of Diagnostic Microbiology, 6th edition. Philadelphia: Lippincott Williams Wilkins; 2006. p.317—23.
11. Clinical and Laboratory Standards Institute: Performance
12. Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing, 19th 22. 23. Dis 1998;27(Suppl 1):48—53. 24. 25. 26. 27.
13. Antimicrob Chemother 2008;61:827—30.
14. Qu TT, Zhang JL, Wang J, Tao J, Yu YS, Chen YG et al:
15. Evaluation of phenotypic tests for detection of metaIIo- _ _,