Klinik örneklerden izole edilen Streptococcus pyogenes suşlarında biyofilm yapımı ve antibiyotik direncinin araştırılması
Investigation of biofilm formation and antibiotic resistance in Streptococcus pyogenes strains isolated from clinical samples
- Tez No: 986302
- Danışmanlar: PROF. DR. MELEK DEMİR
- Tez Türü: Tıpta Uzmanlık
- Konular: Mikrobiyoloji, Microbiology
- Anahtar Kelimeler: Streptococcus pyogenes, antibiyotik direnci, biofilm, virülans faktörü, Streptococcus pyogenes, antimicrobial resistance, biofilm, virulence factors
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Pamukkale Üniversitesi
- Enstitü: Tıp Fakültesi
- Ana Bilim Dalı: Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Streptococcus pyogenes (GAS), özellikle pediatrik yaş grubunda farenjit, tonsillit ve deri-yumuşak doku enfeksiyonları gibi çeşitli klinik tablolara yol açabilen önemli bir bakteriyel patojendir. GAS'ın hastalık oluşturma kapasitesi; yüzey proteinleri, DNazlar, süperantijenler ve adezyonla ilişkili faktörler gibi çok sayıda virülans bileşeninin birlikte etkisine bağlıdır. Bu virülans faktörlerinin dağılımı suşlar arasında önemli ölçüde değişebildiğinden, bölgesel moleküler epidemiyolojik verilerin ortaya konması klinik yönetim ve direnç takibi açısından önem taşımaktadır. Bu çalışmada, klinik örneklerden izole edilen GAS suşlarının antimikrobiyal direnç profilleri, biyofilm oluşturma kapasiteleri ile prtF1, prtF2, speA, speB, speC ve DNaz gibi çeşitli virülans faktör genlerinin varlığının araştırılması amaçlanmıştır. Çalışmaya toplam 100 GAS suşu dahil edilmiştir. Fenotipik olarak biyofilm yapımı mikroplak yöntemi ile virülans faktör ve antibiyotik direnç genlerinin varlığı inhouse PCR yöntemi ile araştırıldı. Çalışmaya dahil edilen suşların 64'ü üst solunum yolu (ÜSY), 36'sı ise ÜSY dışı (ÜSYD) örneklerden izole edildi. Suşların izole edildiği hastaların %87,5'inin 5-15 yaş grubunda yer aldığı belirlendi. Fenotipik olarak suşların tamamı penisiline duyarlı bulundu. Fenotipik eritromisin direnci %6, klindamisin direnci %1 ve tetrasiklin direnci %9 oranında saptandı. Fenotipik olarak iki suşta indüklenebilir klindamisin direnci (iMLSB) fenotipi, bir suşta konstitütif MLSB (cMLSB) fenotipi ve üç suşta M fenotipi pozitif bulundu. ÜSY örneklerinden izole edilen 64 suşun sekizinde (%12,5) ve ÜSYD örneklerden izole edilen 36 suşun birinde (%2,8) araştırılmış olan ermB, ermTR veya mefA genlerinden en az biri genotipik olarak pozitif bulundu. Fenotipik olarak eritromisin dirençli altı izolatın tamamında makrolid direnç geni saptanırken, buna karşın fenotipik olarak eritromisine duyarlı saptanmış üç suşta makrolid direnç geni pozitif olarak bulundu. Fenotipik olarak klindamisine karşı direnç saptanan tek suşta genotipik olarak ermB geni pozitif olarak saptandı. ÜSY örneklerinden izole edilen suşların 10'unda (%15,6), ÜSYD örneklerden izole edilen ikisinde (%5,6) en az bir tane tetrasiklin direnç geni pozitif saptandı ve tetM geninin en sık tespit edilen gen olduğu belirlendi. ÜSY örneklerinden ve ÜSYD örneklerden izole edilen suşların direnç oranları karşılaştırıldığında iki grup arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark saptanmadı. Tüm suşların %71'inin biyofilm oluşturduğu bulundu. ÜSY örneklerinden izole edilen suşların 49'unda (%76,5), ÜSY dışı örneklerden izole edilen suşların 22'sinde (%61,1) biyofim yapımı saptandı. ÜSY örneklerinden izole edilen suşların 24'ünün (%37,5), ÜSYD örneklerden izole edilen suşların 11'inin (%30,6) olmak üzere toplamda 35 suşun güçlü düzeyde biyofilm oluşturduğu saptandı. ÜSY ve ÜSYD suşlar arasında biyofilm pozitifliği veya biyofilm şiddeti açısından anlamlı fark bulunmadı. ÜSY örneklerinden izole edilen suşların 37'sinde (%57,8), ÜSYD örneklerden izole edilen suşların 21'inde (%58,3) olmak üzere toplam 58 suşta prtF1 geni, ÜSY örneklerinden izole edilen suşların 25'inde (%39,1) ve ÜSYD örneklerden izole edilen suşların 25'inde (%69,4) olmak üzere toplam 50 izolatta prtF2 geni pozitif saptandı. prtF2 gen pozitifliğinin ÜSYD örneklerden izole edilen suşlarda, ÜSY örneklerinden izole edilen suşlara göre anlamlı düzeyde daha yüksek olduğu saptandı (p=0,007). prtF1 ve prtF2 pozitifliği ile biyofilm pozitifliği veya biyofilm düzeyleri arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark bulunmadı. prtF1 gen pozitifliği, fenotipik ve genotipik eritromisin direnci ile genotipik tetrasiklin direnci gösteren suşlarda duyarlı suşlara göre daha yüksek bulundu; gözlenen farklar istatistiksel olarak anlamlı saptandı (p=0,038; p=0,007; p=0,012). prtF2 pozitiflik oranının fenotipik tetrasiklin dirençli suşlarda duyarlı suşlara kıyasla daha yüksek olduğu saptandı (p=0,036). DNaz genlerinden sdaB geni tüm suşlarda pozitif bulundu. sdc, sdaD ve spd3 genlerinin pozitiflik oranları ÜSY örneklerinden izole edilen suşlarda sırasıyla %29,7, %7,8, % 85,9 ve ÜSYD örneklerden izole edilen suşlarda sırasıyla %30,6, %16,7 ve % 66,7 olarak saptandı. spd3 geni ÜSY kaynaklı suşlarda ÜSYD kaynaklı suşlara göre daha yüksek oranda pozitif olarak saptandı (p=0,023). DNaz gen pozitiflikleri ile antibiyotik direnç varlığı ve biyofilm pozitifliği açısından istatistiksel olarak anlamlı bir fark saptanmadı. speB, speC ve speA genlerinin pozitiflik oranları sırasıyla ÜSY suşlarında %82,8, %60,9, %14 ve ÜSYD suşlarda %86,1, %66,7 ve %13,9 olarak saptandı. Bu üç gen birlikte değerlendirildiğinde suşların %91'inde en az birinin pozitif olduğu belirlendi. spe genlerinin ÜSY ve ÜSYD örnekler arasında pozitiflik oranları açısından anlamlı bir fark saptanmadı. spe pozitifliği ile biyofilm pozitifliği ve biyofilm düzeyleri arasında da anlamlı bir fark saptanmadı. Sonuç olarak bu çalışmada farklı klinik örneklerden elde edilen GAS izolatlarının antibiyotik direnç profilleri, biyofilm oluşturma yetenekleri ve çeşitli virülans genlerinin dağılımına dair kapsamlı veriler sunulmuştur. Çalışmamızda biyofilm üretiminin yüksek oranlarda saptanması, bakterinin konak dokularda kalıcılığını arttıran önemli bir virülans faktörü olarak değerlendirilmiştir. Çalışmamızda düşük oranlarda antibiyotik direnci saptanmış olmakla birlikte fenotipik olarak direnç saptanmayan ancak az sayıda da olsa genotipik olarak direnç geni saptanan suşların varlığı, sessiz gen bölgeleri ya da ekspresyon farklılıkları açısından dikkatli olunması gerektiğini göstermektedir. Gelecekte yapılacak çalışmalarda daha geniş örneklemli, çok merkezli, klinik verilerle desteklenen ve ekspresyon düzeylerini de içeren analizler, S. pyogenes'in patogenezinin ve direnç dinamiklerinin daha iyi anlaşılmasına katkı sağlayacaktır.
Özet (Çeviri)
Streptococcus pyogenes (Group A streptococcus, GAS) is an important bacterial pathogen that can cause a wide range of clinical conditions, particularly in the pediatric population, including pharyngitis, tonsillitis, and skin and soft tissue infections. The pathogenic potential of GAS depends on the combined effects of multiple virulence components, such as surface proteins, DNases, superantigens, and adhesion-related factors. As the distribution of these virulence factors may vary considerably among strains, the generation of regional molecular epidemiological data is important for clinical management and antimicrobial resistance surveillance. The aim of this study was to investigate the antimicrobial resistance profiles, biofilm-forming capacities, and the presence of various virulence factor genes, including prtF1, prtF2, speA, speB, speC, and DNase genes, in GAS strains isolated from clinical specimens. A total of 100 GAS strains were included in the study. Phenotypic biofilm formation was evaluated using the microtiter plate method, and the presence of virulence factor and antibiotic resistance genes was investigated by in-house PCR. Of the isolates, 64 were obtained from upper respiratory tract (URT) samples and 36 from non-upper respiratory tract (non-URT) samples. It was determined that %87.5 of the patients from whom the isolates were obtained were in the 5-15 age group. Phenotypically, all strains were susceptible to penicillin. Erythromycin, clindamycin, and tetracycline resistance rates were %6, %1, and %9, respectively. Phenotypic analysis revealed inducible clindamycin resistance (iMLSB) in two strains, constitutive MLSB (cMLSB) in one strain, and the M phenotype in three strains. At least one of the ermB, ermTR, or mefA genes was detected genotypically in eight (%12.5) of the 64 URT isolates and in one (%2.8) of the 36 non-URT isolates. All six phenotypically erythromycin-resistant isolates carried a macrolide resistance gene, while macrolide resistance genes were also detected in three phenotypically erythromycin-susceptible isolates. The ermB gene was detected in the single isolate showing phenotypic resistance to clindamycin. At least one tetracycline resistance gene was detected in 10 (%15.6) URT isolates and in two (%5.6) non-URT isolates, with tetM being the most frequently identified gene. No statistically significant difference was observed between URT and non-URT isolates in terms of antimicrobial resistance rates. Overall, %71 of the isolates were found to produce biofilm. Biofilm formation was detected in 49 (%76.5) URT isolates and 22 (%61.1) non-URT isolates. Strong biofilm production was observed in 24 (%37.5) URT isolates and 11 (%30.6) non-URT isolates, resulting in a total of 35 isolates. No statistically significant difference was found between URT and non-URT isolates with respect to biofilm positivity or biofilm intensity. The prtF1 gene was detected in 37 (%57.8) URT isolates and 21 (%58.3) non-URT isolates, resulting in a total of 58 isolates, whereas the prtF2 gene was detected in 25 (%39.1) URT isolates and 25 (%69.4) non-URT isolates, for a total of 50 isolates. The positivity rate of prtF2 was significantly higher in non-URT isolates than in URT isolates (p=0.007). No statistically significant differences were observed between prtF1 or prtF2 positivity and biofilm positivity or biofilm levels. prtF1 positivity was significantly higher in strains showing phenotypic and genotypic erythromycin resistance and genotypic tetracycline resistance compared to susceptible strains (p=0.038, p=0.007, and p=0.012, respectively). In addition, prtF2 positivity was significantly higher in phenotypically tetracycline-resistant strains than in susceptible strains (p=0.036). Among the DNase genes, sdaB was detected in all isolates. The positivity rates of sdc, sdaD, and spd3 genes in URT isolates were %29.7, %7.8, and %85.9, respectively, while the corresponding rates in non-URT isolates were %30.6, %16.7, and %66.7. The spd3 gene was detected at a significantly higher rate in URT isolates compared to non-URT isolates (p=0.023). No statistically significant differences were found between DNase gene positivity and antimicrobial resistance or biofilm positivity (p>0.05). The positivity rates of speB, speC, and speA genes were %82.8, %60.9, and %14 in URT isolates, and %86.1, %66.7, and %13.9 in non-URT isolates, respectively. When evaluated together, at least one of these genes was detected in %91 of the isolates. No statistically significant differences were observed between URT and non-URT isolates regarding spe gene positivity rates (p>0.05). Similarly, no significant differences were found between spe gene positivity and biofilm positivity or biofilm levels (p>0.05). In conclusion, this study provides comprehensive data on antimicrobial resistance profiles, biofilm-forming capacities, and the distribution of various virulence genes among GAS isolates obtained from different clinical specimens. The high rate of biofilm production observed in this study highlights its potential role as an important virulence factor contributing to bacterial persistence in host tissues. Although antimicrobial resistance rates were low, the detection of resistance genes in a small number of phenotypically susceptible isolates indicates the need for caution regarding silent gene regions or differences in gene expression. Future studies incorporating larger sample sizes, multicenter designs, clinical data, and gene expression analyses may contribute to a better understanding of the pathogenesis and resistance dynamics of S. pyogenes.
Benzer Tezler
- Klinik örneklerden izole edilen A grubu hemolitik straptokoklarda (Streptococcus pyogenes) makrolid direnç prevelansı ve mekanizmaları
Prevalence and mechanisms of macrolide resistance in clinical isolates of group a β-hemolytic streptococci
ŞULE ÇOLAKOĞLU
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2004
MikrobiyolojiHacettepe ÜniversitesiMikrobiyoloji ve Klinik Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF.DR. RUHİ ALAÇAM
- Eritromisine dirençli streptococcus pyogenes suşlarında makrolidlere direnç fenotiplerinin belirlenmesi ve PCR yöntemiyle eritromisin direnç genlerinin saptanması
Determination of resistance phenotypes to macrolides in streptococcus pygenes strains resistant to erythromycin and detection of resistance genes by PCR method
SABRİYE DİLARA GÜROL
Doktora
Türkçe
2004
Mikrobiyolojiİstanbul ÜniversitesiMikrobiyoloji ve Klinik Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF.DR. RAHMİYE BERKİTEN
- Erzurum yöresinde klinik ve subklinik mastitisli inek sütlerinden izole edilen stafilokok türlerinin tanımlanması, patojenite testleri, beta-laktamaz aktiviteleri ve antibiyotik duyarlılıkları
Identification of staphylococcus species and determination of their pathogenic properties, β-lactamase activities and antibiotic susceptibilities, isolated from the milk samples of cows with acute and chronic mastitis in the district of Erzurum
EKREM KİREÇCİ
Doktora
Türkçe
2004
MikrobiyolojiAtatürk ÜniversitesiMikrobiyoloji ve Klinik Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF.DR. AHMET AYYILDIZ
- Boğaz enfeksiyonu nedeni olan A grubu beta hemolitik streptokokların M protein tiplerinin“emm”gen sekans analizi ile belirlenmesi
Determination of M types of group A beta hemolytic streptococci by“emm”sequencing analyse
GÜLÇİN AKCA
- Arı zehri ve apilarnilin mastitisli süt örneklerinde antibakteriyel etkinliğinin incelenmesi
Investigation of the antibacterial effectiveness of bee venom and apilarnil (bee drone larvae) in milk samples with mastitis
NESİBE ÖZGE TOY