University of Khartoum

Phenotypic and Genotypic Characterization of Carbapenems-resistant to Fermentative and Non-Fermentative Gram Negative Bacteria

Phenotypic and Genotypic Characterization of Carbapenems-resistant to Fermentative and Non-Fermentative Gram Negative Bacteria

Show simple item record

dc.contributor.advisor Abdalla Osman Ahmed en_US
dc.contributor.author M. Elsheikh, Mohamed Elmutasim Abdelhamid
dc.contributor.other Microbiology en_US
dc.date 2018
dc.date.accessioned 2018-07-11T12:16:38Z
dc.date.available 2018-07-11T12:16:38Z
dc.date.submitted 2018
dc.identifier.uri http://khartoumspace.uofk.edu/123456789/26599
dc.description.abstract Background The spread of carbapenem resistant Enterobacteriaceae has become a major public health problem. Most of carbapenemases genes are plasmid encoded and therefore resistance can easily spread. A high mortality rates is being reported due to infections caused by carbapenem resistant Enterobacteriaceae because of limited treatment options available. The aim of this study is to characterize the phenotypes and genotypes associated with carbapenems-resistant in Gram negative bacilli isolated from Sudanese patients. Methods: This is a cross sectional study carried out in different hospitals in Khartoum State. Three hundreds and seventy clinical isolates of Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii and Pseudomonas aeruginosa form Khartoum state were screened for meropenem resistance by Kirby-Bauer disk diffusion method. The meropenem resistant strains were screened for the presence of carbapenemases by Modified Hodge Test. The meropenem resistant phenotype was also confirmed by automated Vitek2® system. Genes encoding different classes of carbapenemases (blaNDM-1, blaOXA-181/48, blaVIM, blaKPC, blaOXA-23, blaOXA-24, blaOXA-51 and blaOXA-58) were tested in meropenem resistant strains by dual tubed multiplex PCR. In addition to PCR screening and for better characterization of resistance, the whole genomes of four selected multi-drug resistant clinical isolates were sequenced. Results: Screening of the 367 clinical isolates using meropenem disc diffusion method resulted in 36 (9.8%) resistant strains. However only 72% (26/36) isolates were found positive with Modified Hodge Test. Vitek2 Showed 50% (18/36) exhibit¬ed intermediate or resistance designations to imipenem, meropenem or both. In carbapenem resistant bacterial isolates (n=36), the most frequently detected gene was blaOXA-51 27.8 % (10/36), followed by blaNDM-1 and blaOXA-181/48 16.7% (6/36) , while blaKPC and blaOXA-23 were less detected 2.7% (1/36). These genes were mostly detected in Pseudomonas aeruginosa 17 (52%), followed by Klebsiella pneumonia 11(33%), Escherichia coli 3(9%) and Acinetobacter baumannii2(6%). The most frequently determining genes among Pseudomonas aeruginosa were VIM and OXA-51, 14% (5/34) in each. While the most frequently detected gene among Klebsiella pneumoniae was NDM-1 at a rate of 11% (4/36). The overall rate of concordance between phenotypic and genotypic testing was 82.4% for the detection of carbapenemases by Modified Hodge Test and 70.6% by Vitek2. Using genome sequence data, a wide range of antimicrobial resistance genes to major antibiotics classes were predicted, which were in concordance with the phenotypic methods. Conclusion: In response to the high rate of carbapenemases and carbapenem-resistance encoding genes among Enterobacteriaceae in Sudan, nation-wide antibiotics resistance control and monitoring programs are immediately needed. Based on the finding of this study, Tigecycline can still be used as non-beta lactam antibiotic for the treatment of infections caused by carbapenem-resistance gram negative bacteria. en_US
dc.language.iso en en_US
dc.publisher University of Khartoum en_US
dc.subject Microbiology en_US
dc.subject Phenotypic en_US
dc.subject Genotypic Characterization en_US
dc.subject Carbapenems-resistant en_US
dc.subject Fermentative en_US
dc.subject Non-Fermentative Gram Negative Bacteria en_US
dc.title Phenotypic and Genotypic Characterization of Carbapenems-resistant to Fermentative and Non-Fermentative Gram Negative Bacteria en_US
dc.type Thesis en_US
dc.Degree Ph.D en_US
dc.Faculty Medical Laboratory Sciences en_US
dc.description.arabic-abstract الانتشار الواسع للبكتريا المقاومة للمضادات الحيوية من مجموعة الكاربابنيميز فى البكتيريا المعويه سالبة الجرام أصبحت مشكلة مثيرة للقلق في مجال الصحة العامة. ومما يزيد هذه المشكلة تعقيدا هو ان الجينات المسئولة من مقاومة البكتيريا لهذا النوع من المضادات عادة ما تكون محمولة على البلازميدات وهو ما يسهل أنتشارها بسرعة كبيرة. اصبحت معدلات الوفيات بسبب الإصابات بهذه البكتريا المقاومة للمضادات الحيوية من مجموعة الكاربابنيميز مرتفعة وذلك بسبب قلة خيارات العلاج المتاحة. الهدف من هذه الدراسة تحديد النمط الظاهري والنمط الوراثي لمقاومة مجموعة الكاربابينيمس في العصيات سلبية الجرام المعزولة من المرضى في السودان. الطرائق: هذه الدراسة عبارة قطاع عرضي شملت عينة عشوائية من 370 عزلة بكتيرية من السلالات المعزولة من مرضى المستشفيات في ولاية الخرطوم بالسودان .تم جمع 370 عزلة بكتيرية جمعت من عدد من المستشفيات في ولاية الخرطوم. العزلات المشمولة بالدراسة تنتمي لبكتيريات معوية سالبة الجرام من نوع الايشريجية المعوية والمتحوصلة الرئوية و الزائفة الزنجارية و الراكدة البومانية . تم اختبار جميع العزلات البكتيرية لمقاومة المضاد الحيوي من نوع الميروبينيم بطريقة أختبار الانتشار من القرص وهو المعروف بطريقة كيربى بور .بعد ذلك تم إختبار السلالات المقاومة للميروبينيم بواسطة إختبار هودج المعدل و الذي يستعمل للكشف عن الانزيمات المحللة لمجموعة الكاربابنيميز. تم أيضا التأكد من مقاومة العزلات البكتيرية للمضاد الحيوي من نوع الميروبينيم عن طريق استعمال نظام الفايتك. للتأكد من وجود الجينات المسئولة من انتاج الانزيمات المحللة لمجموعة الكاربابنيميز تم إجراء إختبارالبى سى ار المزدوج المتعدد لعدد من الجينات الشائعة. وللحصول على الصورة الكاملة للتركيب الجيني ومعرفة العوامل الأخرى التي يمكن أن تؤدي الى مقاومة البكتريا لمجموعة الكاربابنيميز تم دراسة تسلسل الجينوم الكامل لأربعة عزلات مختارة لبكتريا متعددة المقاومة للمضادات الحيوية. النتائج: اختبار الانتشار من القرص لعدد 367 من الباكتيريا أوضح وجود عدد 36 سلالة مقاومة للميروبينيم (9.8%). بينما فقط 72% منها (26/36) اعطت نتيجه ايجابيه باختبار هودج المعدل. نصف العزلات (18/36) ابدت مقاومة متوسطة أوكاملة إلى الإميبينيم أو الميروبينيم أو كلاهما عند إختبارها بواسطة جهاز الفايتك. الجينات الأكثر شيوعا فى ال 36 عزلة من الباكتيريا المقاومة للكاربابينيمات حسب إختبار البي سي آر هي blaOXA-51بنسبة 27.8% تليها NDM-1 و blaOXA-181/48 بنسبة 16.7%.جينات blaKPC و blaOXA-23 كانت الأقل شيوعا بنسبة 2.7%. الزائفة الزنجارية كانت أكثر أنواع البكتريا إحتواء على الجينات المقاومة بنسبة 52% تليها المتحوصلة الرئوية بنسبة 33% ثم الايشريجية القولونية بنسبة 9% ثم الراكدة البومانية بنسبة 6%. الجينات الاكثر شيوعا فى الزائفة الزنجارية كانت VIM و OXA-51 بنسبة %14لكل منهما (5/36), بينما الجين الاكثر اكتشافا فى التحوصلة الرئوية كان NDM-1 بنسبة % 11 (36/4). المعدل العام للتوافق بين الاختبارات المظهرية والاختبارات الجينية كان عاليا بنسبة 84.8% عند استخدام اختبار هودج المعدل وبنسبة %70.6 عند استعمال جهاز الفايتك .دراسة بيانات تسلسل الجينوم كان مفيدا جدا و ادي الى اكتشاف طائفة واسعة من جينات مقاومة الميكروبات للمضادات الحيوية الرئيسية و التى كانت متوافقه لحد كبير مع الاختبارات المظهريه . الخلاصة ان وجود هذه النسبة العالية من البكتريا المعوية المقاومة لمجموعة الكاربابنيميز في السودان هو أمر مثير للقلق ويحتم التدخل السريع والفعال للسيطرة على معدلات الانتشار. وان الجدير بالذكر ان كل السلالات المقاومة لمجموعة الكاربابنيميز كانت حساسة للمضاد الحيوي من نوع تيقاسايكلين و الذي نوصي باستعماله في حالات الاصابة بالبكتريا المقاومة لمجموعة الكاربابنيميز en_US

Files in this item

Files Size Format View

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Share

Search DSpace


Browse

My Account