Hastane Atık Sularındaki Antibiyotik Direnç Genlerinin Yayılımlarının Analizi

İÇGEN, Bülent

Hastane Atık Sularındaki Antibiyotik Direnç Genlerinin Yayılımlarının Analizi

Yürütücü

Bülent İÇGEN (Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Ankara, Türkiye)

23 7

Proje Grubu: ÇAYDAG Sayfa Sayısı: 34 Proje No: 117Y245 Proje Bitiş Tarihi: 01.03.2019 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 17-03-2020

Hastane Atık Sularındaki Antibiyotik Direnç Genlerinin Yayılımlarının Analizi

Öz:

Antibiyotik direncinin ortaya çıkması ve yayılması dünya çapında önemli bir sorun haline gelmistir. Bu konuda dünya saglık örgütü basta olmak üzere pek çok kurulus tarafından acil eylem planları olusturulmakta ve pek çok ülkede bu dogrultuda gerekli tedbirler alınmaktadır. Bu yüzden antibiyotik direncinin ortaya çıkısı ve yayılımının anlasılması ve takip edilmesi büyük önem tasımaktadır. Antibiyotiklerin sıklıkla kullanıldıgı yerler olan hastaneler antibiyotik direncinin ortaya çıkısı ve çevreye yayılımında rol oynamaktadır. Hastane atık sularında yüksek miktarda bulunan antibiyotik kalıntıları sebebiyle ortamdaki antibiyotik direnç genlerine sahip bakteriler kolaylıkla çogalıp seçilmektedir. Ayrıca yatay gen transferi sayesinde bakteriler dirençlilik saglayan genlerini ortamda bulunan farklı bakteri türleri ile paylasabilmektedir. Herhangi bir ön arıtıma maruz kalmadan hastanelerden desarj olan atık sular antibiyotik direncinin çevresel yayılımındaki bir numaralı etken olarak gösterilmektedir. Bu nedenle bu projede farklı yatak kapasitesine sahip altı büyük kapasiteli hastane seçilerek bu hastanelerden bir yıl boyunca her mevsim atık su örnegi alınmıstır. Yaygın olarak kullanılan ve klinik öneme sahip antibiyotik grupları olan ?-laktamlar, sulfonamidler, tetrasiklinler, amfenikoller, aminoglikozidler, makrolid/linkozamid/streptogramin (MLS grubu) ve kinolonlara yönelik olan sırasıyla blaCTX-M, sul1, tetA, cmlA, aadA, ermB ve qnrS genlerinin atık sulardaki miktarları kantitatif polimeraz zincir reaksiyonu yöntemiyle belirlenmistir. Seçilen her bir antibiyotik direnç geninin atık sulardaki varlıgı tespit edilmistir ve tespit edilen direnç geni miktarları aadA, tetA, cmlA, sul1, qnrS, ermB, blaCTX-M seklinde sıralandıgı belirlenmistir. Elde edilen gen miktarları tek yönlü varyans analizi yöntemi ile analiz edilmistir. Yapılan analizler sonucu ermB geni dısındaki bütün genlerin mevsimsel dagılımlarındaki farklılıkların anlamlı (p küçüktür 0.05) oldugu belirlenmistir.

Anahtar Kelime: antibiyotik direnç genleri hastane atık suları Antibiyotik dirençliligi

Konular: Yeşil, Sürdürülebilir Bilim ve Teknoloji Çevre Mühendisliği

Erişim Türü: Erişime Açık

Abraham E.P. 1987. Cephalosporins. “The Cephalosporin Antibiotics”. Williams J.D. Auckland: Adis Press. Acar, J.F., Goldstein, F.W. 1997. “Trends in bacterial resistance to fluoroquinolones”, Clin Infect Dis, 24(Suppl 1), 567-73.
Armbruster, D. A., & Pry, T. (2008). Limit of blank, limit of detection and limit of quantitation. The Clinical biochemist. Reviews, 29 Suppl 1(Suppl 1), S49–S52.
Auguet, O., Pijuana, M., Borregoa, C.M., Rodriguez-Mozaz, S., Triadó-Margarit, X., Giustina, S.V.D., Gutierrez, O., 2017 “Sewers as potential reservoirs of antibiotic resistance” Science of the Total Environment 605-606, 1047- 1054.
Bäumlisberger M, Youssar L, Schilhabel MB, Jonas D. 2015. Influence of a Non-Hospital Medical Care Facility on Antimicrobial Resistance in Wastewater. PLoS ONE 10(3): e0122635. doi:10.1371/journal.pone.0122635
Bouki, C., Venieri, D., & Diamadopoulos, E. (2013). Detection and fate of antibiotic resistant bacteria in wastewater treatment plants: A review. Ecotoxicology and Environmental Safety, 91, 1–9. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2013.01.016
Bustin, S. A., Benes, V., Garson, J. A., Hellemans, J., Huggett, J., Kubista, M. 2009. The MIQE guidelines: minimum information for publication of quantitative real-time PCR experiments. Clin. Chem. 55, 611–622. doi: 10.1373/clinchem.2008.112797
Cantón, R., González-Alba, J. M., & Galán, J. C. (2012). CTX-M enzymes: Origin and diffusion. Frontiers in Microbiology, 3(APR). https://doi.org/10.3389/fmicb.2012.00110
Chang, C. Y., Lu, P. L., Lin, C. C., Lee, T. M., Tsai, M. Y., & Chang, L. L. (2011). Integron types, gene cassettes, antimicrobial resistance genes and plasmids of Shigella sonnei isolates from outbreaks and sporadic cases in Taiwan. Journal of Medical Microbiology, 60(2), 197–204. https://doi.org/10.1099/jmm.0.022517-0
Chen, H., & Zhang, M. (2013). Occurrence and removal of antibiotic resistance genes in municipal wastewater and rural domestic sewage treatment systems in eastern China. Environment International, 55, 9–14. https://doi.org/10.1016/j.envint.2013.01.019
Cohen M.L., 1992. “Epidemiology of drug resistance: implications for a post-antimicrobial era”. Science, 257, 1050- 1055.
Collis, C. M., & Hall, R. M. (1995). Expression of antibiotic resistance genes in the integrated cassettes of integrons. Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 39(1), 155–162. https://doi.org/10.1128/AAC.39.1.155
Çiftci, İ.H., Aşık, G., 2011, “Acinetobacter baumannii’ nin antibiyotik direnç mekanizmaları”, Ankem Derg. 25(3): 196-207.
Davies, J. 1994. “Inactivation of antibiotics and the dissemination of resistance genes”. Science, 264, 375-82.
Huovinen, P. 1997. “Increases in rates of resistance to trimethoprim”. Clin Infect Dis, 24(Suppl 1), 63-6.
Huys G., Cnockaert M., Vaneechoutte M. 2005. “Distribution of tetracycline resistance genes in genotypically related and unrelated multiresistant Acinetobacter baumannii strains from different European hospitals”, Res Microbiol, 156(3), 348-55.
Karkman, Antti Pärnänen, Katariina Larsson, D. G. Joakim 2019 Fecal pollution can explain antibiotic resistance gene abundances in anthropogenically impacted environments Nature Communications 10.1038/s41467-018- 07992-3
Korzeniawska, E., Korzeniawska, A., Harnisz, M. 2013. “Antibiotic resistant Escherichia coli in hospital and municipal sewage and their emission to the environment”, Ecotoxiology and Environmental Safety, 91, 96-102.
Laquaz, M., Dagot, C., Bazin, C. 2018 Ecotoxicity and antibiotic resistance of a mixture of hospital and urban sewage in a wastewater treatment plant Environ Sci Pollut Res 25: 9243. https://doi.org/10.1007/s11356-017-9957
Le, T. H., Ng, C., Chen, H., Yi, X. Z., Koh, T. H., Barkham, T. M., … Gin, K. Y. (2016). Occurrences and Characterization of Antibiotic-Resistant Bacteria and Genetic Determinants of Hospital Wastewater in a Tropical Country. Antimicrobial agents and chemotherapy, 60(12), 7449–7456. doi:10.1128/AAC.01556-16
Li, J., Shao, B., Shen, J., Wang, S., & Wu, Y. (2013). Occurrence of chloramphenicol-resistance genes as environmental pollutants from swine feedlots. Environmental Science and Technology, 47(6), 2892–2897. https://doi.org/10.1021/es304616c
Lien, L.T.Q.; Lan, P.T.; Chuc, N.T.K.; Hoa, N.Q.; Nhung, P.H.; Thoa, N.T.M.; Diwan, V.; Tamhankar, A.J.; Stålsby Lundborg, C. Antibiotic Resistance and Antibiotic Resistance Genes in Escherichia coli Isolates from Hospital Wastewater in Vietnam. Int. J. Environ. Res. Public Health 2017, 14, 699.
Makowska, N., Koczura, R., Mokracka, J., 2015. ‘’Class 1 integrase, sulfonamide and tetracycline resistance genes in wastewater treatment plant and surface water’’, Chemosphere, 144, 1665-1673.
Mao, D., Yu, S., Rysz, M., Luo, Y., Yang, F., Li, F., … Alvarez, P. J. J. (2015). Prevalence and proliferation of antibiotic resistance genes in two municipal wastewater treatment plants. Water Research, 85, 458–466. https://doi.org/10.1016/j.watres.2015.09.010
Mayer, K.H., Opal S.M., Medeiros A.A. 1995. Mechanisms of antibiotic resistance, Mandell G.L., Bennett J.E., Dolin R., eds. Mandell, Douglas, and Bennett’s Principles and Practice of Infectious Diseases. Fourth ed. New York: Churchill Livingstone, 212-25.
McConnell, M. M., Truelstrup Hansen, L., Jamieson, R. C., Neudorf, K. D., Yost, C. K., & Tong, A. (2018). Removal of antibiotic resistance genes in two tertiary level municipal wastewater treatment plants. Science of the Total Environment, 643, 292–300. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.06.212
C. Narciso-da-Rocha, A.R. Varela, T. Schwartz, O.C. Nunes, C.M. Manaia 2014 blaTEM and vanA as indicator genes of antibiotic resistance contamination in a hospital-urban wastewater treatment plant system J. Glob. Antimicrob. Resist., 2 (2014), pp. 309-315
Nasri, J. Subirats, A. Sànchez-Melsió, H. Ben Mansour, C.M. Borrego, J.L. Balcázar 2017 Abundance of carbapenemase genes (blaKPC, blaNDM and blaOXA-48) in wastewater effluents from Tunisian hospitals Environ. Pollut., 229 pp. 371-374, 10.1016/j.envpol.2017.05.095
Ng, C., Tay, M., Tan, B., Le, T. H., Haller, L., Chen, H., … Gin, K. Y. H. (2017). Characterization of metagenomes in urban aquatic compartments reveals high prevalence of clinically relevant antibiotic resistance genes in wastewaters. Frontiers in Microbiology, 8(NOV), 1–12. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.02200
Pei, R.T., Kim, S.C., Carlson, K.H., Pruden, A. 2006. “Effect of river landscape on the sediment concentrations of antibiotics and corresponding antibiotic resistance genes (ARG)”, Water Res, 40, 2427–2435.
R.C. Picão, J.P. Cardoso, E.H. Campana, A.G. Nicoletti, F.V.B. Petrolini 2013 The route of antimicrobial resistance from the hospital effluent to the environment: focus on the occurrence of KPC-producing Aeromonas spp. and Enterobacteriaceae in sewage Diagn. Microbiol. Infect. Dis., 76 (2013), pp. 80-85
Ploy, M. C., Lambert, T., Couty, J. P., & Denis, F. (2000). Integrons: An antibiotic resistance gene capture and expression system. Clinical Chemistry and Laboratory Medicine, 38(6), 483–487. https://doi.org/10.1515/CCLM.2000.070
Proia, L., Adriana, A., Jessica, S., Carles, B., Marinella, F., Marta, L., … Servais, P. (2018). Antibiotic resistance in urban and hospital wastewaters and their impact on a receiving freshwater ecosystem. Chemosphere, 206, 70–82. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2018.04.163
Rodriguez-Mozaz, S., Chamorro, S., Marti, E., Huerta, B., Gros, M., Sanchez-Melsio, A., Borrego, M.C., Barcelo, D., Balcazar, L.J., 2015. Occurence of antibiotics and antibiotic resistance genes in hospital and urban wastewater and their impact on the receiving river. Water Research 69, 234-242.
Rowe, W., Baker-Austin, C., Verner-Jeffreys, D. W., Ryan, J. J., Micallef, C., Maskell, D. J., & Pearce, G. P. (2017). Overexpression of antibiotic resistance genes in hospital effluents over time. The Journal of antimicrobial chemotherapy, 72(6), 1617–1623. doi:10.1093/jac/dkx017
Schmitz, F. J., Sadurski, R., Kray, A., Boos, M., Geisel, R., Koöhrer, K., … Fluit, A. C. (2000). Prevalence of macrolide-resistance genes in Staphylococcus aureus and Enterococcus faecium isolates from 24 European university hospitals. Journal of Antimicrobial Chemotherapy, 45(6), 891–894.
Schwarz, S., Kehrenberg, C., Doublet, B., & Cloeckaert, A. (2004). Molecular basis of bacterial resistance to chloramphenicol and florfenicol. FEMS Microbiology Reviews, 28(5), 519–542. https://doi.org/10.1016/j.femsre.2004.04.001
Shilei, Z., Yun, B., Ze, J., Chunguang, W., & Tie, Z. (2017). Detection of resistance phenotype and gene of avian Escherichia coli to β-lactam antibiotics. International Journal of Agriculture and Biology, 19(3), 535–538. https://doi.org/10.17957/IJAB/15.0331
Spratt, B.G. 1994. “Resistance to antibiotics mediated by target alterations”. Science, 264, 388-93.
Suzuki, M. T., & Taylor, L. T. (2000). Quantitative Analysis of Small-Subunit rRNA Genes in Mixed Microbial Populations via 5 Ј -Nuclease Assays Downloaded from http://aem.asm.org/ on November 26 , 214 Lane Medical Library, 66(11), 4605–4614. https://doi.org/10.1128/AEM.66.11.4605-4614.2000.Updated Tenover, F.C., Hugles, J.M. 1996. “The challenges of emerging infectious diseases development and spread of multiply resistant bacterial pathogens”, JAMA, 275, 300-4.
Thompson, C. S., Traynor, I. M., Fodey, T. L., Faulkner, D. V., & Crooks, S. R. H. (2017). Screening method for the detection of residues of amphenicol antibiotics in bovine, ovine and porcine kidney by optical biosensor. Talanta, 172(April), 120–125. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2017.05.047
Tian, Z., Zhang, Y., Yu, B., & Yang, M. (2016). Changes of resistome, mobilome and potential hosts of antibiotic resistance genes during the transformation of anaerobic digestion from mesophilic to thermophilic. Water Research, 98, 261–269. https://doi.org/10.1016/j.watres.2016.04.031
Timraz K, Xiong Y, Al Qarni H, Hong PY (2017) Removal of bacterial cells, antibiotic resistance genes and integrase genes by on-site hospital wastewater treatment plants: surveillance of treated hospital effluent quality. Environ Sci Water Res Technol 3:293–303. https://doi.org/10.1039/c6ew00322b
Von Wintersdorff, C. J. H., Penders, J., Van Niekerk, J. M., Mills, N. D., Majumder, S., Van Alphen, L. B., … Wolffs, P. F. G. (2016). Dissemination of antimicrobial resistance in microbial ecosystems through horizontal gene transfer.
Frontiers in Microbiology, 7(FEB), 1–10. https://doi.org/10.3389/fmicb.2016.00173 Walia S., Murleedharn C., Band J., Kanwar M., Kumar A., 2016 Quantitation of antibiotic resistance genes pollution in hospital waste water effluent and Urban Clinton River Water, Michigan, USA Current Medicine Research and Practice 6 (2016) 149–151 Contents
Wang, Q., Wang, P., & Yang, Q. (2018). Occurrence and diversity of antibiotic resistance in untreated hospital wastewater. Science of the Total Environment, 621, 990–999. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.10.128
Young S, Nayak B, Sun S, Badgley BD, Rohr JR, Harwood VJ. 2016. Vancomycin-resistant enterococci and bacterial community structure following a sewage spill into an aquatic environment. Appl Environ Microbiol 82:5653–5660. doi:10.1128/AEM.01927-16.
Yüce, A., 2001, Antimikrobik İlaçlara Direnç Kazanma Mekanizmaları, Klimik Dergisi. 14(2): 41-46.
Zhang, T., Zhang, M., Zhang, X., and Fang, H. H. 2009. Tetracycline resistance genes and tetracycline resistant lactose-fermenting enterobacteriaceae in activated sludge of sewage treatment plants. Environ. Sci. Technol. 43, 3455–3460. doi: 10.1021/es803309m

APA	İÇGEN B (2019). Hastane Atık Sularındaki Antibiyotik Direnç Genlerinin Yayılımlarının Analizi. , 1 - 34.
Chicago	İÇGEN Bülent Hastane Atık Sularındaki Antibiyotik Direnç Genlerinin Yayılımlarının Analizi. (2019): 1 - 34.
MLA	İÇGEN Bülent Hastane Atık Sularındaki Antibiyotik Direnç Genlerinin Yayılımlarının Analizi. , 2019, ss.1 - 34.
AMA	İÇGEN B Hastane Atık Sularındaki Antibiyotik Direnç Genlerinin Yayılımlarının Analizi. . 2019; 1 - 34.
Vancouver	İÇGEN B Hastane Atık Sularındaki Antibiyotik Direnç Genlerinin Yayılımlarının Analizi. . 2019; 1 - 34.
IEEE	İÇGEN B "Hastane Atık Sularındaki Antibiyotik Direnç Genlerinin Yayılımlarının Analizi." , ss.1 - 34, 2019.
ISNAD	İÇGEN, Bülent. "Hastane Atık Sularındaki Antibiyotik Direnç Genlerinin Yayılımlarının Analizi". (2019), 1-34.

APA	İÇGEN B (2019). Hastane Atık Sularındaki Antibiyotik Direnç Genlerinin Yayılımlarının Analizi. , 1 - 34.
Chicago	İÇGEN Bülent Hastane Atık Sularındaki Antibiyotik Direnç Genlerinin Yayılımlarının Analizi. (2019): 1 - 34.
MLA	İÇGEN Bülent Hastane Atık Sularındaki Antibiyotik Direnç Genlerinin Yayılımlarının Analizi. , 2019, ss.1 - 34.
AMA	İÇGEN B Hastane Atık Sularındaki Antibiyotik Direnç Genlerinin Yayılımlarının Analizi. . 2019; 1 - 34.
Vancouver	İÇGEN B Hastane Atık Sularındaki Antibiyotik Direnç Genlerinin Yayılımlarının Analizi. . 2019; 1 - 34.
IEEE	İÇGEN B "Hastane Atık Sularındaki Antibiyotik Direnç Genlerinin Yayılımlarının Analizi." , ss.1 - 34, 2019.
ISNAD	İÇGEN, Bülent. "Hastane Atık Sularındaki Antibiyotik Direnç Genlerinin Yayılımlarının Analizi". (2019), 1-34.