Antibiyotik Duyarlılık Sonuçlarının Doğru Yorumu
Arif KAYGUSUZ*
* İstanbul Tıp Fakültesi, Mikrobiyoloji ve Klinik Mikrobiyoloji Anabilim Dalı ve Cerrahpaşa Tıp Fakültesi,
Deney Hayvanları Üretim ve Araştırma Laboratuvarı, İSTANBUL
Rational Interpretative Reading of Antimicrobial Susceptibility Tests
Key Words: Antibiotic resistance, Susceptibility tests, Rational interpretation
Anahtar Kelimeler: Antibiyotik direnci, Duyarlılık testleri, Doğru yorum
Uzun yıllardan beri antibiyotik duyarlılık deneyleri tedavide en uygun antibiyotiğin seçimine yardımcı olmak üzere kullanılmaktadır. Bununla birlikte tüm laboratuvar testlerinde olduğu gibi çeşitli nedenlerle, antibiyotik duyarlılık deneylerinde de hatalı sonuçların alınması olasıdır. Ayrıca hiçbir duyarlılık testi tek başına mükemmel değildir ve her testin antibiyotik direncini saptamada kendine özgü eksikliği-yetersizliği olabilmektedir. Mikrobiyologların ve klinisyenlerin antibiyotik duyarlılık deneylerinin ayrıntıları ve eksiklikleri konusunda bilgilenmeleri-bilgilendirilmeleri, bu gibi hataları fark etmelerine yardımcı olur. Bu yazıda hatalı olan antibiyotik duyarlılık deneyi sonuçlarının nasıl anlaşılabileceği ve hatalı sonuçlardan kaçınmak için nelere dikkat edilmesi gerektiği irdelenecektir.
BAKTERİNİN DUYARLI BULUNDUĞU ANTİBİYOTİK TEDAVİDE ETKİSİZ KALABİLİR
Bir bakterinin duyarlılık deneyi sonucunda bir antibiyotiğe dirençli bulunması, o antibiyotiğin tedavide faydalı olamayacağını gösterir. Buna karşın bir bakteri belirli bir antibiyotiğe duyarlı bulunduğunda, bu sonuç antibiyotiğin tedavide etkili olacağını garanti etmez! Çünkü antibiyotiklerin tedavideki etkinlikleri, mikroorganizmanın belirli antibiyotiğe duyarlı olmasından başka; o antibiyotiğin infeksiyon bölgesine ulaşabilmesine, antibiyotiğin etki mekanizmasına, antibiyotiğin farmakolojik özelliklerine, infeksiyon bölgesinde yabancı cisim ve/veya apse varlığına, altta yatan diğer ciddi hastalıklara, nötrofil sayısı gibi immün sistemi etkileyen faktörlere de önemli ölçüde bağımlıdır[1-14]. Örneğin eritromisin idrar ve BOS'da yeterli konsantrasyona ulaşamadığından, bu bölgelerde oluşan infeksiyonların tedavisinde düşünülmez. Bu nedenle idrar veya BOS'dan izole edilen bir bakterinin, duyarlılık deneyinde eritromisine duyarlı bulunması bir anlam taşımaz. Benzer şekilde bir antibiyotik serumda istenilen konsantrasyona ulaşamıyorsa, bakteri duyarlılık deneylerinde duyarlı bulunsa bile, böbrek yolu ile atılan ve idrarda oldukça yüksek konsantrasyona ulaşabilen antibiyotiklerin üriner sistem infeksiyonlarında kullanılabilmesi gibi çok istisna durumlar dışında, genellikle antibiyotiğin tedavide kullanılması önerilmez. Örneğin antibiyotiğin serum veya dokuda oluşan konsantrasyonunun suşun minimal inhibitör konsantrasyonuna (MİK), veya o bakteri türünün MİK90'ına bölünmesi ile elde edilen "inhibitör indeksi", antibiyotiğin bakterilere in vivo aktivitesini gösteren önemli parametrelerden biridir. Bir antibiyotiğin bir bakteri türüne etkili kabul edilebilmesi için inhibitör indeksinin en azından 2 olması istenir. Üçüncü kuşak sefalosporinlerin çoğu ile Klebsiella pneumoniae için oldukça yüksek inhibitör indeksi elde edilirken, Pseudomonas aeruginosa için en yüksek inhibitör indeksi seftazidim ve sefoperazonla elde edilir[4,15]. Bu nedenle in vitro etkili bulunsalar bile, P. aeruginosa ile düşük inhibitör indeksi veren diğer 3. kuşak sefalosporinlerin, bu bakteri ile oluşan infeksiyonların tedavisinde seftazidim ve sefoperazon gibi etkili olmaları beklenemez (Tablo 1).
Başarılı bir tedavi için gerekli birçok diğer koşulun yeterince sağlanamaması nedeniyle, duyarlılık deneylerinde (in vitro) etkili bulunan bazı antibiyotikler, bazı bakterilerle oluşan infeksiyonların tedavisinde (in vivo) etkisiz kalmaktadır (Tablo 2). Tüm bunlar antibiyotik duyarlılık deneyleri sonuçlarının, tedavide etkili olabilecek tüm diğer faktörlerin göz önünde bulundurularak yorumlanması gerektiğini göstermektedir.
DUYARLILIK DENEYLERİ HATALI SONUÇLAR VEREBİLİR
Bir duyarlılık deneyinde bir bakterinin yanlış şekilde duyarlı saptanması “çok büyük hata”, yanlış şekilde dirençli saptanması “büyük hata” olarak değerlendirilir[20,21]. Çünkü bir bakterinin bir antibiyotiğe yanlış duyarlı bildirilmesi o antibiyotikle yapılan tedavinin etkisiz kalmasına, yanlış dirençli bildirilmesi ise tedavide daha az etkili, daha pahalı veya daha toksik olabilecek bir başka antibiyotiğin seçimine neden olacaktır. Örneğin metisiline dirençli bir Staphylococcus aureus (MRSA) suşunun, metisiline duyarlı olarak bulunması, bu suş ile oluşan infeksiyonlarda tamamiyle etkisiz olan bir beta-laktam antibiyotiğin, metisilin direnci olmayan bir S. aureus suşunun metisiline dirençli (MRSA) olarak bildirilmesi ise, beta-laktamlardan daha az etkili, daha toksik ve çok daha pahalı glikopeptid bir antibiyotiğin tedavide kullanımına yol açar. Bu nedenle duyarlılık testinin bu şekildeki istenmeyen ve bazen oldukça tehlikeli de olabilecek sonuçları vermesi pek istenmez. Bununla birlikte en iyi standardize edilmiş yöntemlerle yapılsa bile, test koşullarını etkileyen birçok faktör nedeniyle duyarlılık deneylerinde tekrarlanabilirlik ve doğruluk %100 sağlanamaz ve az da olsa bazı hataların kabul edilmesi zorunludur. Örneğin FDA (ABD'de) bir duyarlılık testinin; çok büyük hata oranı %1.5 (direnci saptayamama), büyük hata oranı %3 (yanlış dirençli bulma) olduğunda testin kullanılabilirliğini onaylamaktadır[20].
DOĞRU İDENTİFİKASYON HATALI SONUÇLARI ORTAYA ÇIKARABİLİR
En iyi yöntemlerle yapılan duyarlılık deneyleri ile bile hatalı sonuçlar alınması olasıdır ve bu nedenle bir bakterinin, doğal olarak dirençli bulunduğu antibiyotiklerle, ya da uzun yıllar boyunca hiç direnç geliştirmediği antibiyotiklerle denenmesi, küçük bir oranda da olsa yanlış sonuç alınmasına neden olabilir. Bu nedenle duyarlılık deneyleri sonuçlarının bakteri idantifikasyonu ile birlikte değerlendirilmesi gerekir. Çünkü bazı bakteri türlerinin, antibiyotiğin bakteriye penetre olamaması, antibiyotiğin bakteride etkileyeceği hedefi olmaması veya antibiyotikleri inaktive eden enzimler nedeniyle bazı antibiyotiklere dirençli oldukları bilinmektedir (Tablo 3 ve 4). Bundan başka, genetik elemanların bakteriler arasında aktarılması ile sonradan kazanılan direnç şekillerinin bile, kazanılan genetik yapının her bakteride stabil kalamaması (yabancı DNA'nın konak restriksiyon enzimleri tarafından yıkılması, yabancı DNA'nın rekombinasyon için homolog bölgeler bulamaması, yabancı DNA'nın eksprese edilememesi gibi) nedeniyle genellikle kısıtlı sayıda bakteri türleri arasında yayıldığı ve bu şekilde sonradan kazanılan direnç şekillerinin de bazı türlerde sık bulunurken, bazı türlerde hiç bulunmayabildiği veya çok seyrek olarak bulunabildiği bilinmektedir[22,23]. Tüm bu nedenlerle, doğru bir idantifikasyon, bir bakterinin doğal olarak dirençli olduğu, hiç dirençli olamayacağı veya nadiren dirençli olabileceği antibiyotiklerin bilinmesine yardımcı olur. Örneğin Tablo 3 ve Tablo 4'te belirtilen bakteriler, doğal olarak dirençli bulundukları antibiyotiklere, birçok teknik ayrıntıya dikkat edilerek yapılan ve saatler sonra sonuç verecek olan en standardize yöntemlerle bile, küçük bir oranda olsa da yanlış şekilde duyarlı bulunabilirler. Buna karşın bakterinin morfolojisi, üreme özellikleri ve basit birkaç biyokimyasal özelliğine bakılarak yapılabilecek doğru bir idantifikasyon ile bu bakterilerdeki doğal direnç kolaylıkla ortaya çıkarılabilir. Bakterilerin tür düzeyinde idantifiye edilmesi, bakterinin dirençli olamayacağı antibiyotikleri belirlemede de yardımcı olur. Örneğin, A grubu beta hemolitik streptokok olarak idantifiye edilen bir bakteride penisilin direnci beklenmez çünkü bu bakterilerde penisiline direnç sağlayan bir mekanizma henüz gösterilememiştir. Bundan başka belirli bir antibiyotiğe direnç ne kadar seyrekse, duyarlılık deneyinin o antibiyotiğe karşı saptadığı direncin doğru olma olasılığı da o ölçüde düşük olur. Örneğin enterik gram-negatif çomaklarda imipenem direnci %0.1 olduğunda, büyük hata oranı % 3 olan standart bir testle 1000 suşta imipenem direnci araştırılırsa, deney sonunda 30 şuş imipeneme dirençli bulunabilir. Aslında bu suşların bir tanesi gerçekten dirençli, 29'u ise test hatasına bağlı olarak dirençlidir ve bu durumda duyarlılık testinin imipenem direncini doğru olarak göstermesi olasılığı ancak 1/30 (%3 !)'dur. Tablo 5'de çeşitli bakteri türlerinde çok seyrek rastlanılan antibiyotik dirençleri gösterilmiştir. Eğer dirençli suşlarla bir epidemi söz konusu değilse, bakterilerde direnç artışlarında ani değişiklikler de idantifikasyonda veya duyarlılık deneylerinde hata yapıldığını gösterir[22,23]. Örneğin, Enterococcus faecalis suşlarında düşük düzey vankomisin direncinde ani artış, Enterococcus gallinarum suşlarının E. faecalis suşları olarak; stafilokoklarda linkozamid direncinde ani artışlar, enterokok suşlarının stafilokok olarak idantifiye edildiğini gösterebilir. Bundan başka çeşitli bakterilerde kotrimoksazol direncinde ani artışlar besiyerlerinde kullanılan timidin içeriğinin fazla olduğunu gösterebilir[22,23]. Tüm bunlar bakterilerin tür düzeyinde doğru tanımlanmalarının duyarlılık deneyi sonuçlarının doğru yorumu için ne denli önemli olduğunu göstermektedir. Bir bakterinin doğal olarak dirençli bulunduğu bir antibiyotiğe duyarlı veya dirençli olamayacağı bir antibiyotiğe dirençli bulunması, kesinlikle idantifikasyonda veya testte hatayı, çok seyrek olarak dirençli bulunabileceği bir antibiyotiğe dirençli bulunması da büyük bir olasılıkla yine idantifikasyonda veya testte hatayı gösterir[2,22,23]. Bir bakterinin belirli bir antibiyotiğe devamlı olarak duyarlı, doğal olarak dirençli veya çok seyrek olarak dirençli bulunması, bakterinin idantifikasyonunu doğrulamada veya yanlış bir sonucu düzeltmede oldukça yararlıdır ve bu nedenle duyarlılık deneyleri sonuçlarının bakteri idantifikasyonu ve direnç istatistikleri ile birlikte değerlendirilmesi aynı zamanda devamlı bir kalite kontrolü de sağlar[2,22-24]. Eğer duyarlılık veya dirençlilik sonucu idantifikasyonla uyuşmuyorsa, duyarlılık deneyinin veya idantifikasyonun tekrarı gerekir[2,22-25]. Nadiren rastlanılabilecek beklenmeyen duyarlılıklar veya direnç nedeniyle olabilecek hatalı sonuçlar, tek tek örneklerde gözden kaçabilir. Bununla birlikte çok sayıda suşa ait toplu sonuçların incelendiği çalışmaların veya laboratuvar kayıtlarının retrospektif değerlendirilmesi yapılırken, bu hatalar açığa çıkabilir ve çalışanları bunları tekrarlamamak için ikaz edebilir[25].
DUYARLILIK DENEYLERİ ANTİBİYOTİK DİRENCİNİ SAPTAMADA YETERSİZ KALABİLİR
Stafilokoklarda heterojen metisilin direncinde olduğu gibi, direncin bakteri popülasyonunun az bir kısmı tarafından oluşturulduğu veya H. influenzae'da beta-laktamaza bağlı dirençte olduğu gibi, dirence neden olan enzimin bazen düşük düzeyde sentezlendiği, ya da K. pneumoniae'da genişlemiş spektrumlu beta-laktamazlara (GSBL) bağlı dirençte olduğu gibi, enzimin değişik antibiyotikleri farklı şekilde etkilediği durumlarda, duyarlılık deneyleri antibiyotik direncini saptamada yetersiz kalabilir[5,22,23]. Birçok ticari ve otomatize sistemlerde genellikle, düşük inokülum kullanılması ve inkübasyon süresinin kısa olmasına bağlı olarak, stafilokok ve enterokoklarda glikopeptid direncinin, enterokoklarda yüksek düzeyde aminoglikozid direncinin, stafilokoklarda metisilin direncinin, metisiline dirençli stafilokoklarda birçok antibiyotiğe direncin, gram-negatif çomaklarda GSBL ya da düşük veya yüksek düzeyde sentezlenen kromozomal beta-laktamazlara bağlı 3. kuşak sefalosporin direncinin saptanması seyrek olmayarak sorun olmaktadır[4,18,26-30]. Duyarlılık deneylerinde kullanılan standardize yöntemlerden birinin diğerine genel bir üstünlüğünden söz edilemez. Her yöntemin eksikleri bulunur ve bu da başka bir test veya yöntemle giderilebilir. Bu nedenle seçilen yöntemlerin doğru yerde ve doğru şekilde kullanılması gereklidir. Disk diffüzyonu, en kolay, en ucuz, en iyi standardize edilmiş, tekrarlanabilirliği en iyi, dolayısı ile sanılanın aksine en güvenilir yöntemlerden biridir [27,28]. Hatalı sonuçlardan kaçınmak için, her yöntemin eksiklikleri bilinmeli, yöntemlerde yapılan değişiklikler takip edilmeli ve sorun olan direnç şekillerini saptamak için gerektiğinde diğer yardımcı testlerden veya yöntemlerden yararlanılmalıdır[4,5,18,27-29,31].
ANTİBİYOTİKLERE DİRENÇ MEKANİZMALARININ BİLİNMESİ, ANTİBİYOTİK
DİRENCİNİ BELİRLEMEYİ KOLAYLAŞTIRIR
Aynı kimyasal grupta bulunan, benzer etki mekanizmaları ve benzer etki spektrumu olan birçok antibiyotik (örneğin; beta-laktamlar, makrolidler, aminoglikozidler, kinolonlar gibi) genellikle aynı direnç mekanizmalarından etkilenirler (çapraz direnç). Bu şekilde çapraz direnç, makrolid, linkozamid ve streptograminler gibi kimyasal yapıları farklı ama bakteri hücresinde etkili oldukları hedef ortak olduğundan fonksiyonel olarak bir grupmuş gibi kabul edilen antibiyotik grupları için bile söz konusudur (Tablo 6). Duyarlılık deneyleri sonucunda belirli bir antibiyotiğe karşı saptanan direnç, çapraz direnç nedeniyle çoğu zaman antibiyotiğin içinde bulunduğu grubun diğer üyeleri için de önem taşır[22,23,32]. Bakterilerde aynı gruptan birçok antibiyotiğe birden (çapraz) direnç sağlayan mekanizmalar oldukça sıktır ve bu nedenle eğer bir antibiyotik grubunda, belirli bir antibiyotiğe direncin saptanması çeşitli nedenlerle sorun oluyorsa, bu antibiyotiğe direnç sağlayan mekanizmanın aynı gruptan başka bir antibiyotikle ortaya çıkarılabileceğinin bilinmesi, duyarlılık deneylerinden elde edilecek yanlış duyarlılık sonuçlarını da önleyebilir. Bir başka deyişle, duyarlılık testlerinde elde edilen bir antibiyotik direncinden, o antibiyotiğin içinde bulunduğu gruba karşı direnç sağlayan mekanizmalar tahmin edilebilir ve tahmin edilen direnç mekanizmasından etkilenen ama bazen saptanması sorun olan antibiyotik dirençleri ortaya çıkarılabilir[2,22,23,32]. Bu nedenle antibiyotik duyarlılık deneyleri, direnç mekanizmalarını saptayabilecek şekilde düzenlenmeli ve sonuçlar saptanan direnç mekanizmaları ile birlikte değerlendirilmelidir. Direnç mekanizmasından en çok etkilenen (genellikle grupta en az aktif olan), en az sayıda antibiyotiğin duyarlılık deneyinde kullanılması hem duyarlılık deneylerinde ekonomi sağlar, hem de duyarlılık testinde olabilecek hataları azaltır [22,23,32]. Örneğin, gram-pozitif koklarda duyarlılık deneyinde sadece eritromisin ve linkozamidlerden birinin (ilerde açıklanacak nedenden ötürü tercihen klindamisin yerine linkomisinin) denenmesi, bakterilerin tüm makrolid, linkozamid ve streptogramin B (MLSB) grubu antibiyotiklere direnci konusunda bilgi verecektir. Çünkü streptokoklarda saptanan eritromisin direnci, indüklenebilir rRNA metilaz enzimi varlığını gösterdiğinden, bu bakteriler tüm makrolidlere dirençli kabul edilmelidir. Gram-pozitif koklarda eritromisin ve linkozamid direncinin birlikte saptanması ise rRNA metilaz enziminin devamlı olarak sentez edildiğini ve bakterinin aynı mekanizmadan etkilenen, tüm makrolidler, linkozamidler ve streptogramin B'ye dirençli (MLSB direnci) olduğunu gösterir (Tablo 6)[32]. Eritromisin dışında 15 üyeli bir makrolidin (azitromisin) streptokoklarda tek başına denenmesi, indüklenebilir rRNA metilaza bağlı direncin saptanamamasına (çok büyük hataya) neden olabilir (Tablo 6). Benzer şekilde stafilokoklarda sadece metisilin ve penisilin direncinin araştırılması, bakterinin tüm diğer beta-laktamlara direnci konusunda yeterli bilgi verir[33]. Çünkü stafilokoklarda beta-laktam direnci sağlayan başlıca iki mekanizma bulunmaktadır. Bunlardan mecA geni ile oluşan mekanizma (oksasilin direnci ile anlaşılır) tüm beta-laktamlara karşı (çapraz) dirençten, stafilokok beta-laktamazı ile oluşan mekanizma ise tüm penisilinlere karşı (çapraz) dirençten sorumludur. Bu nedenle oksasiline duyarlı bir suş penisiline de duyarlı bulunursa (ki günümüzde bu pek az suşta mümkündür) suşun penisilinaz da yapmadığı anlaşılır ve penisilinler dahil antistafilokok aktiviteye sahip birçok beta-laktam tedavide güvenle kullanılabilir. Suş oksasiline duyarlı penisiline dirençli ise, suşun sadece penisilinaz yaptığı ve suşun stafilokok penisilinazlarından etkilenmeyen beta-laktamaz inhibitörlü penisilinler ve antistafilokok aktiviteleri fazla olan 1. kuşak sefalosporinlere duyarlı olduğu anlaşılır[33]. Bu nedenle oksasilin ve penisilin dışındaki beta-laktamların duyarlılık deneylerinde denenmesi gereksizdir. Bundan başka oksasiline dirençli suşlar duyarlılık deneylerinde, denendikleri bazı beta-laktam antibiyotiklere yanlış olarak duyarlı da bulunabilir (çok büyük hata)[32] ve böyle bir sonucun bildirilmesi, antibiyotikler hakkında yeterli bilgisi olmayan klinisyenleri yanlış yönlendirebilir.
Direnç mekanizmasının tahmini için en uygun sonucu veriyorsa tedavide kullanılmayan bir antibiyotik de bu amaçla kullanılabilir[22,23,32]. Örneğin, tedavide kullanılmadıkları halde, sefpodoksim + klavulanik asit, seftazidim + klavulanik asit ve sefotaksim + klavulanik asit kombinasyonları, K. pneumoniae, E. coli ve birçok Enterobacteriaceae suşlarında, tüm 3. kuşak sefalosporinlere ve aztreonama direnci gösteren GSBL'leri saptamak için duyarlılık deneylerinde kullanılacak en iyi seçeneklerdir[33,34]. Buna karşın yukarıda verilen örneklerden kolayca anlaşılacağı üzere, tedavide kullanılsalar bile direnci saptamada yetersiz kalan antibiyotikler (streptokoklar için eritromisin dışında makrolidler, stafilokoklar için oksasilin ile penisilin dışındaki beta-laktamlar gibi) duyarlılık deneylerinde kullanılmamalıdır[32].
Dirence neden olan mekanizma duyarlılık deneyleri yapılmadan da bilinebilir. Bakterilerin doğru şekilde idantifikasyonu daha önce de belirtildiği gibi doğal direnç mekanizmalarını da gösterir. Bundan başka bir bakteride antibiyotik direncine neden olan bir enzimin varlığının biyokimyasal yöntemlerle gösterilmesi, enzim tarafından sağlanan antibiyotik direncini, konvansiyonel duyarlılık deneylerinden daha hızlı ve duyarlı şekilde gösterir[6]. Örneğin, H. influenzae ve Tablo 7'de bulunan diğer bakteriler için nitrosefin diski ile çok az teknik detay gerektiren ve birkaç dakikada sonuç veren beta-laktamaz testi, bakterilerin çeşitli beta-laktam antibiyotiklere direnci konusunda, birçok teknik ayrıntıya dikkat edilerek yapılan ve saatler sonra sonuç verecek olan en standardize duyarlılık yöntemlerinden bile daha güvenilir sonuç verir. Benzer şekilde moleküler biyolojik yöntemlerle dirence neden olan genin saptanması, rutinde kullanılan duyarlılık deneylerinden daha hızlı ve duyarlı şekilde, bakterinin dirençli olacağı antibiyotikleri gösterir. Stafilokoklarda mecA geninin saptanması ile beta-laktam, enterokoklarda vanA, vanB ve vanC genlerinin saptanması ile glikopeptid direncinin belirlenmesi buna örnek olarak gösterilebilir[22,23,32,35].
Antibiyotik aktivitesi konusunda yapılan çalışmalar bazı direnç mekanizmalarının antibiyotiklerin bakteriyostatik etkisini bozmadığı halde, bakterisid etkisini azaltabileceğini ve bu etkinin tedavide önemli olabileceğini göstermektedir. Rutin olarak kullanılan duyarlılık testlerinin tümü antibiyotiklerin sadece bakteriyostatik aktivitelerini saptamak üzere düzenlenmiştir. Bakterisid etkiyi saptayabilen testler ise komplike olmaları nedeniyle rutin olarak kullanılmazlar. Bu durumda tedaviyi etkileyecek şekilde bakterisid etkide azalma oluşturan direnç mekanizması, bakteriyostatik etkisi de azalan dolayısı ile rutin duyarlılık testinde dirençli bulunacak olan antibiyotik aracılığı ile ortaya konabilir[22,23,32]. Örneğin, APH (2") + AAC (6') enzimi taşıyan stafilokok ve enterokok suşları gentamisin, tobramisin ve kanamisine dirençli bulunurken, netilmisin ve amikasine duyarlı bulunurlar. Çünkü bu enzim netilmisin ve amikasinin bakteriyostatik aktivitelerini etkilemez. Buna karşın netilmisin ve amikasinin bakterisid etkileri enzim tarafından giderildiğinden, netilmisin ve amikasinin beta-laktamlarla kombinasyonu ile bakterisid etkide artış (sinerji) olmayacağından, böyle suşlarla oluşan infeksiyonların tedavisinde netilmisin ve amikasin de etkisiz kalır. Bu nedenle gentamisine dirençli gram-pozitif kokların, duyarlılık deneyleri sonucuna bakılmaksızın netilmisin ve amikasine de dirençli oldukları kabul edilmelidir[22,23,36]. Benzer şekilde APH (3') -II veya ANT (4')-I enzimi oluşturan gram-pozitif koklar duyarlılık deneylerinde kanamisine dirençli, amikasine duyarlı bulunurlar. Buna karşın her iki enzim de amikasinin bakterisid etkisinde ve amikasin + beta-laktam kombinasyonu ile elde edilecek sinerjik etkide belirgin azalmaya neden olur. Bu nedenle kanamisine dirençli gram-pozitif koklar, amikasine de dirençli kabul edilmelidir[22,23,32]. Görüldüğü gibi gram-pozitif koklarda değişik aminoglikozid antibiyotiklere direnç sağlayan mekanizmalar, kanamisin ve gentamisin direncinden kolaylıkla tahmin edilebilmektedir (Tablo 8 ve 9). Gentamisine duyarlı suşlarda sinerjik etki için gentamisinin kullanımı yeterli olacağından rutin testlerde sadece gentamisin duyarlılığının araştırılması yeterlidir[36]. Ayrıca duyarlılık testinde amikasin veya netilmisin ile yanlış şekilde duyarlı (çok büyük hatalı) sonuç alınabilir[32] veya gentamisine duyarlı bulunan suşlarda, denenen diğer aminoglikozidlerin sonuçlarının bildirilmesi gentamisin dışında daha pahalı bir aminoglikozidin tedavide kullanımına neden olabilir. Benzer şekilde linkozamid nükleotidil transferaz oluşturan stafilokoklar, linkomisine dirençli klindamisine duyarlı bulunurlar ama suşların klindamisin ile elde edilen minimal bakterisidal konsantrasyonları (MBK) oldukça yükselir ve bu nedenle suşlar klindamisine de dirençli kabul edilmelidir[22,23].
Duyarlılık testlerinde elde edilen bir antibiyotik direncinden, o antibiyotiğin içinde bulunduğu gruba karşı direnç sağlayan mekanizmalar tahmin edilebilir ve tahmin edilen direnç mekanizmasından etkilenen ama bazen saptanması sorun olan antibiyotik dirençleri ortaya çıkarılabilirse de çok sayıda bakteri ve çok sayıda direnç mekanizması bulunması nedeniyle, bu şekilde yorumda bulunmak, rutin laboratuvar çalışmaları sırasında her zaman kolay değildir. Bilgisayarlardan yararlanılması duyarlılık deneyleri sonuçlarının bu şekilde değerlendirilmesini kolaylaştırabilir. Ticari olarak bulunan otomatize sistemlerden bazıları, duyarlılık deneyi sonuçlarına bakarak direnç mekanizmalarını tahmin edebilecek ve sonuçları yorumlayabilecek şekilde tasarlanmışlardır[2,22,23,37]. Tablo 9'da; antibiyotik duyarlılık deneyleri sonucuna bakarak, bazı bakterilerde bulunan önemli direnç mekanizmalarının nasıl tahmin edilebileceği ve sonuçların nasıl yorumlanacağı gösterilmiştir.
Farklı biyokimyasal olaylarla oluşan direnç mekanizmaları, bakterilerde sıklıkla birlikte bulunabilmektedir. Bu durum belirli bir suşla oluşan epidemilerden kaynaklanacağı gibi, birçok antibiyotiğin birlikte kullanılmasının neden olduğu seleksiyon sonucu da oluşabilir. Bu durumlarda aynı genetik yapı üzerinde (plazmid, transpozon, integron) genellikle birbirleriyle fiziksel ilişkili halde bulunan antibiyotik direnç genleri birlikte eksprese edilirler[22,23]. Bu şekilde birbirleriyle ilişkili antibiyotik direncinde, belirli bir antibiyotik direnci yapısal veya fonksiyonel hiçbir benzerliği olmayan başka bir antibiyotiğe direncin de habercisi olabilir. Çünkü bu durumda, suşun güçlü şekilde eksprese edebildiği homojen ve stabil bir antibiyotik direnci, daha zayıf şekilde eksprese edilen heterojen ve labil bir antibiyotik direncinin göstergesi olabilir[32]. Örneğin Fransa'da bazı hastanelerde metisiline dirençli S. aureus suşlarının %99'u gentamisine dirençli bulunmaktadır. Metisilin direncinin saptanması, heterojen bir direnç olması nedeniyle özel besiyerleri ve inkübasyon koşulları gerektirirken, 2"-fosfotransferaz-6'-asetiltransferaz enzimi ile oluşturulan gentamisin direncinin saptanması sorun çıkarmaz. Her iki direncin birlikte bulunması olasılığı (%99), metisilin direncini saptayan tekniklerin duyarlılığından daha büyük olduğundan, bu hastanelerde stafilokoklarda saptanan gentamisin direnci büyük bir olasılıkla metisilin direncinin varlığının da göstergesidir[22,23]. Bu şekilde epidemiyolojik bulguları olan yerlerde gentamisin direnci metisilin direncinin iyi bir göstergesi kabul edilebilir. Benzer durum başka bakteri-antibiyotik çiftleri için de olasıdır. Örneğin İstanbul Tıp Fakültesi, Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları Servisleri'nde yatan çocuk hastalardan izole edilen ve GSBL oluşturan K. pneumoniae suşlarının > %75'i gentamisin, tobramisin, netilmisin ve amikasine dirençli bulunmaktadır[38]. GSBL genlerinin birçok antibiyotiğe direnç sağlayan genlerle aynı plazmid üzerinde bulunması ve genellikle birlikte aktarılması bu durumdan sorumludur ve dolayısı ile tüm aminoglikozidlere direnç gösteren K. pneumoniae suşlarının, saptanması sorun olabilecek GSBL oluşturma yönünden de dikkatle incelenmeleri gerekir.
STANDARDİZASYON ile İLGİLİ PROBLEMLER HATALI SONUÇLARA NEDEN OLABİLİR
Penisilin + beta-laktamaz inhibitörü kombinasyonları ile elde edilen duyarlılık testlerinin klinik anlamı, duyarlılık deneyleri standardize edilirken seçilen antibiyotik + inhibitör konsantrasyonları ile sınır değerlerinin uygun olmaması nedeniyle halen tartışmalıdır ve bu kombinasyonlarla duyarlılık testlerinde, yanlış dirençlilik (ampisilin + sulbaktam) veya yanlış duyarlılık (tikarsilin + klavulanik asit) sonuçları alınabileceği bildirilmiştir[11,18]. “National Committee for Clinical Laboratory Standards (NCCLS)” Enterobacteriaceae için beta-laktam + inhibitör kombinasyonlarının sadece birinin denenmesini ve elde edilen sonucun diğer beta-laktam + inhibitör kombinasyonları için de geçerli kabul edilmesini önermekte ise de, bir beta-laktam + inhibitör kombinasyonuna dirençli bulunan bir suş, başka bir beta-laktam + inhibitör kombinasyonuna duyarlı bulunabilmektedir[16]. Örneğin bir çalışmada disk diffüzyonu ile ampisiline dirençli suşların %10'u amoksisilin + klavulanik asite, %44'ü de ampisilin + sulbaktama dirençli bulunmuştur[39]. Tikarsilin + klavulanik asit ile disk diffüzyonunda NCCLS'nin sonradan değiştirilen yorumlama kriterlerine bağlı olarak %65-77 yanlış pozitiflik oranı oluştuğu bildirilmiştir[29]. Halen kullanılmakta olan sefoperazon + sulbaktam diski ile yapılan duyarlılık deneyleri dilüsyon testleri ile karşılaştırıldığında, disk içeriğinde fazla miktarda bulunan sefoperazon ve sulbaktama bağlı olarak, %7-16 kadar yanlış duyarlılık saptanmıştır[40]. “Çok büyük hata” olarak tanımlanan bu yanlış duyarlılıklar FDA tarafından kabul edilebilir sayılan ≤ %1.5 oranının birkaç kat üzerindedir[20]. Bu bulgular duyarlılık deneylerinde kullanılan inhibitörler ve beta-laktam miktarları, oranları ve yorumlama kriterleri konusunda halen eksiklikler olduğunu doğrulamaktadır. Tüm bu verilerden bir beta-laktam + inhibitör kombinasyonuna dirençli bulunan bir suşla oluşan infeksiyonda suşun duyarlı bulunduğu başka bir beta-laktam + inhibitör kombinasyonunun tedavide kullanımına karar verilirken özellikle yaşamı tehdit eden ciddi infeksiyonlarda dikkatli olmak gerektiği anlaşılmaktadır. Çeşitli firmalara ait otomatize sistemlerde, P. aeruginosa imipenem ve aztreonama anlaşılamayan nedenlerle yanlış olarak dirençli bulunabilmektedir[18].
Duyarlılık deneyleri, Enterobacteriaceae, Pseudomonas, Acinetobacter, S. maltophilia, stafilokok, enterokok ve streptokoklar, S. pneumoniae, H. influenzae, N. gonorrhoeae, anaerob bakteriler ve Mycobacterium tuberculosis gibi klinik örneklerden sık olarak izole edilen, antibiyotiklere duyarlılıkları değişiklik gösteren bakteriler için standardize edilmiştir. Standardize edilmemiş bir yöntem ile duyarlılık deneyinin bir yararı olmayabilir hatta yanlış sonuçların alınmasına yol açabilir[16,17]. Bu nedenle standardizasyonun sağlanmadığı diğer bakteriler için duyarlılık deneyi yapılmadan ampirik tedavi yapılmaktadır. Bundan başka antibiyotik tedavisi endikasyonu bulunmayan durumlarda antibiyogram yapılmasının gereksizliği ortadadır. Bu durumlarda, aslında antibiyotiklerin uygun kullanımı için geliştirilmiş olan bir testin, çelişkili şekilde antibiyotiklerin yersiz ve uygunsuz kullanımına neden olacağı unutulmamalıdır. Gastroenteritlerde ve üst solunum yolları infeksiyonlarında, etkenin viral olma olasılığı hesaba katılmadan rutin olarak flora bakterilerine duyarlılık deneyi yapılması gereksiz antibiyotik kullanımına, Salmonella typhimurium gastroenteriti gibi hallerde ise portörlük olasılığını/süresini uzatan yanlış (kontrendike) bir antibiyotik kullanımına yol açar[1].
TEDAVİ SIRASINDA DİRENÇ GELİŞMESİ
Bazı bakterilerde tedavi sırasında bazı antibiyotiklere direnç çabuk gelişir ve bu nedenle bakteri daha önce duyarlı bulunduğu antibiyotiğe, kısa bir süre sonra hatta tedavi süresinde dirençli hale gelebilir. Bir bakterinin belirli bir antibiyotiğe duyarlı bulunan suşlarının MİK'leri, duyarlılık testi sonucunu yorumlamak için belirlenen sınır değerlerine (breakpoint) yakınsa, bu antibiyotikle tedavide dirençli bakterilerin seçilmesi olasılığı yüksektir[14]. Bu nedenle psödomonaslarda tüm antibiyotiklere ve stafilokoklarda 4-florokinolonlara dirençli mutantların oluşması sıktır[14,16]. Bazı durumlarda belirli bir antibiyotiğe direnç gelişmesi kolaylaşabilir. Örneğin gyrA mutasyonu enterik gram-negatif çomaklarda nalidiksik asit direncine neden olur ama böyle suşların florokinolon MİK'lerinde küçük bir artış olmakla birlikte klinik olarak etkilerini yitirmezler. Bununla birlikte bu suşlar bir direnç mekanizmasına sahip olmuşlardır ve siprofloksasinle monoterapi esnasında ikinci bir mutasyonla dirençli hale gelmeleri kolaylaşır. Benzer şekilde indüklenebilen MLS direnci olan stafilokoklar 16 üyeli makrolidlere, linkozamidlere kolaylıkla dirençli hale gelebilirler[22,23]. Stafilokoklarda rifampisin direnci sağlayan mutasyonlar sıktır ve bu nedenle rifampisinle monoterapi önerilmemektedir[34]. İndüklenebilen beta-laktamaz oluşturan Enterobacter, Citrobacter, Serratia ve Pseudomonas gibi bakteri türleri, karbapenemler dışındaki birçok beta-laktam antibiyotiğe tedavi sırasında %20-80 gibi yüksek oranlarda direnç geliştirmektedirler[29,41]. Bu bakterilerde başlangıçta duyarlı bulundukları beta-laktam antibiyotiklere karşı direnç gelişimi yüksek olduğundan, bu bakteriler izole edildiğinde klinisyenin uyarılması ve direnç gelişiminin klinik laboratuvar işbirliği ile yakından izlenmesi için kültür ve antibiyotik duyarlılık deneylerinin sık aralarla tekrarlanması gerekir[16].
SONUÇ
Antibiyotik duyarlılık deneylerinin doğru yorumlanması, antibiyotiklerin biyokimyasal yapılarının, etki mekanizmalarının, direnç mekanizmalarının ve sonucunda oluşan direnç fenotiplerinin, mikroorganizmaların doğal olarak dirençli bulundukları antibiyotiklerin, antibiyotiklerin farmakolojik özelliklerinin ve duyarlılık testlerinin hangi hallerde tedavi sonuçları ile uygunsuzluk gösterdiğinin bilinmesi ile mümkündür. Her hekimin tüm bu konularda ayrıntılı ve yeterli bilgi sahibi olması beklenemeyeceğinden, antibiyotik duyarlılık deneyleri sonuçlarının yorumu konusunda, gerektiğinde mikrobiyoloji ve infeksiyon hastalıkları uzmanlarından yardım istenmelidir.
Antibiyotiklerin tedavideki etkinliğini gösteren güvenilir bilgiler klinik çalışmalardan elde edilir ve bu nedenle duyarlılık deneylerinden elde edilen sonuçlar, antibiyotiklerin klinik etkinliklerini araştıran çalışmalardan elde edilen bilgiler dikkate alınarak yorumlanmalıdır. Klinik çalışmalarla etkinliği gösterilmeyen, ilgili temel kitaplar ve güncel tedavi rehberlerinde infeksiyon etkenleri, infeksiyon bölgesi ve hastanın özellikleri dikkate alınarak önerilen tedavi şemalarında kullanılacak bir seçenek olarak yer almayan bir antibiyotiğin, in vitro etkili olsa da tedavide etkisiz kalabileceği bilinmelidir.
KAYNAKLAR
Yazışma Adresi:
Doç. Dr. Arif KAYGUSUZ
İstanbul Tıp Fakültesi
Mikrobiyoloji ve Klinik
Mikrobiyoloji Anabilim Dalı
34390 Çapa - İSTANBUL
Makalenin Geliş Tarihi: 07.10.1999 Kabul Tarihi: 26.10.1999