تشکیل بیوفیلم و فاکتورهای ویرولانس مرتبط با آن در جدایه های اشریشیا کلی یوروپاتوژن مقاوم به آنتی بیوتیک های بتالاکتام درشمال غرب ایران

Abstract

اشریشیا کلی یکی از باکتریهای ایجاد کننده عفونت دستگاه ادراری(UTI) ، در جهان است. توانایی این باکتری در تشکیل بیوفیلم بر روی وسایل پزشکی مانند کاتتر نقش بسیار مهمی در گسترش UTI دارد.فاکتورهای ویرولانس اشریشیا کلی ایجاد کننده UTI شامل ادهزین ها، همولیزین ، سیتوتوکسین ها ،فیمبریه ،ائروباکتین، پلی ساکارید کپسولیk1 و تشکیل بیوفیلم می باشد. اشریشیا کلی ایجاد کننده UTI،توانایی خیلی زیادی در تولید آنزیم های بتالاکتاماز دارند و این از لحاظ کلنیکی حائز اهمیت می باشد.هدف از مطالعه حاضر بررسی تشکیل بیوفیلم و فاکتورهای ویرولانس مرتبط با بیوفیلم در ایزوله های اشریشیا کلی مقاوم به آنتی بیوتیک های بتالاکتام جدا شده از عفونت های ادراری در شمال غرب ایران (بیمارستانهای امام رضای تبریز، ارومیه و بعثت سنندج ) است.روش بررسی: تعداد 100 نمونه از باکتری اشریشیا کلی با روشهای روتین آزمایشگاهی و میکروب شناسی از بیماران مبتلا به عفونت دستگاه ادراری جداسازی شد. تولید آنزیم های ESBL در ایزوله های مقاوم به سفتازیدیم (CTZ) با استفاده از روش فنوتیپیک Combined Disk Test (CDT) مورد ارزیابی قرار گرفت. تشکیل بیوفیلم در ایزوله های UPEC با روش میکروتیتر پلیت انجام شد. حضور ژن های ویرولانس مرتبط با بیوفیلم hly، fimA و papC در تمامی ایزوله های UPEC با روش مولکولی PCR مورد بررسی قرار گرفت. یافته ها: از100% اشریشیا کلی های جدا شده UTI 92% تولید کننده بیوفیلم بودند. از بین 100 ایزوله UPEC، 43% در روش مولکولی دارای ژن papC بودند، 27% از آن ها ژن hly را نشان دادند و 94% از کل ایزوله ها نیز دارای ژن fimA بودند. آزمون دقیق فیشر نشان داد که درصد تشکیل بیوفیلم در مواردی که فاکتور papC حضور داشت (100%) به صورتی معنیدار بالاتر از مواردی بود که فاقد فاکتور papC بودند(P<0.01). اما سایر ژن ها ارتباط معنی داری با تشکیل بیوفیلم نداشتند. بین تشکیل بیوفیلم و تولید آنزیم ESBL ارتباط آماری وجود نداشت. همچنین ارتباط قابل توجه و معنی داری بین تولید آنزیم های ESBL و حضور فاکتورهای ویرولانس در آزمون دقیق فیشر وجود نداشت(P<0.072, P<0.104).از100% اشریشیا کلی های جدا شده به روش فنوتیپی CDT 90UTI % تولید کننده آنزیم های ESBL بودند از 23(2/85) ایزوله hly مثبت ،از 85(4/90)ایزوله fimAمثبت و از 38(4/88) ایزوله papC مثبت بودند وهیچ کدام از لحاظ آماری معنی دار نبودند., Escherichia coli (E. coli) bacterium is one of the main causative agents of urinary tract infections (UTI) in the world wide. The ability of this bacterium in biofilm formation on medical devices such as catheters play an important role in the development of UTI.E. coli strains that isolated from UTI often express specific virulence properties that are not prevalent among isolates from normal fecal flora. The E. coli virulence factors that cause urinary tract infection include adhesins, -hemolysin (hly), cytotoxic necrotizing factor, fimbriae, aerobactin-mediated iron uptake, K1 capsular polysaccharide and biofilm formation. E. coli strains causing urinary tract infection have capability to produce ESBLs in huge amounts. The aim of this study is to evaluation of biofilm formation and virulence factors involved in biofilm formation in beta-lactam resistant Escherichia coli strains isolated from urinary tract infections in hospitals (emam reza at Tabriz, emam reza at Oromea and besat at Sanandaj) northwest of Iran.Materials and Methods:A total of 100 E. coli strains isolated from patients with UTIs, were collected and characterized by bacteriological methods. In vitro biofilm formation by these isolates was determined using 96 wells-microtiter-plate test and the presence of fimA, papC and hly virulence genes were examined by PCR assay.The presence of beta-lactamase enzymes were determined by phenotypic combind disk test (CDT). Moreover, data analysis was conducted by using SPSS 16.0 software. Results: From 100 E. coli strains isolated from UTIs 92% were shown to be biofilm positive. The genes papC, fimA and hly were detected in 43%, 94% and 27% of strains, respectively. Biofilm formation in isolates that expressed papC, fimA and hly genes were 100%, 93% and 100%, respectively. It was found that there is significant relation between presence of papC gene and biofilm formation in E. coli strains isolated from UTI (P<0.01), but there was no statistically relation between presence of fimA and hly genes with biofilm formation (P<0.072, P<0.104).From 100 E. coli strains, 90% were producing ESBLs (resistant to beta-lactam antibiotics) and 10% were non producing ESBLs enzymes by phenotypic method. Out of 27 hly positive strains 23 (85.2%) were ESBLs positive versus out of , from 94 fimA positive strains 85 (90.4%) were ESBLs producer and among 43 papC positive strains 38 (88.4%) were detected that have ESBL enzymes by molecular method. Prevalence of ESBL enzymes among fimA, papC and hly negative strains was closely similar with positive strains and demonstrated high resistance to beta-lactam antibiotics.