Detection of Salmonella, Shigella and Campylobacter Species in Clinical Samples of Patients with Acute Gastroenteritis by Culture and Molecular Method

Year 2022, Volume: 44 Issue: 6, 807 - 813, 28.11.2022

Gamze Avci , Nuri Kiraz , Hülya Duran , Berna Erdal

https://doi.org/10.20515/otd.1097173

Abstract

Acute gastroenteritis (AGE) is among the most common infectious diseases all over the world. Campylobacter, Salmonella and Shigella species are among the first bacterial agents of AGE. In this study, it was aimed to determine the prevelance of Campylobacter, Salmonella and Shigella by culture method and molecular method in stool samples sent to our laboratory and to compare both methods. Samples of adult and pediatric patients who applied to the Namık Kemal University Medical Faculty Hospital with the complaint of diarrhea between 2019-2020 were included. Stool samples were studied by conventional culture methods and polymerase chain reaction (PCR) method for the detection of Campylobacter, Salmonella and Shigella species. In our study, stool samples of 400 (77% adults, 23% children) patients were evaluated. In the evaluation of the samples by culture, agents were detected in 14 samples (3.5%), 10 (2.5%) were Campylobacter spp., 4 (1%) were Salmonella spp, Shigella spp. could not be isolated. By culture method, Campylobacter spp. and Salmonella spp. prevalence was 6.5% and 2.2% in children, and 1.3% and 0.7% in adults, respectively. In the evaluation of the samples by PCR, the causative agent was found in 38 samples (9.6%); Campylobacter spp. was found in 33 (8.3%) and Salmonella spp. was found in 5 (1.3%) samples, Shigella spp. not detected. The same causative microorganism was detected in the PCR method in all 14 stool samples with growth in the culture. In 24 samples, no growth was detected in the culture, only by PCR method, Campylobacter spp. or Salmonella spp. detected. Although stool culture is the gold standard method in the diagnosis of AGE, as a result of our research, PCR was found to be advantageous to culture because of its rapid results and high detection rate. Therefore, we believe that it would be beneficial to use molecular methods in routine diagnosis.

Keywords

Campylobacter, Salmonella, Shigella, PCR

Supporting Institution

TNKÜ BAP

Project Number

NKUBAP.02.YL.20.246

Akut Gastroenteritli Hastaların Klinik Örneklerinde Salmonella, Shigella ve Campylobacter Türlerinin Kültür Yöntemi ve Moleküler Yöntem ile Tespit Edilmesi

Abstract

Akut gastroenterit (AGE), tüm dünyada yaygın olarak görülen enfeksiyon hastalıkları arasındadır. Campylobacter, Salmonella, Shigella türleri AGE’nin bakteriyel etkenleri arasında ilk sıralarda bulunmaktadır. Bu çalışmada, laboratuvarımıza gönderilen gaita örneklerinde kültür yöntemi ve moleküler yöntemle Campylobacter, Salmonella ve Shigella sıklığını saptamak ve her iki yöntemin kıyaslanması amaçlanmıştır. 2019-2020 yılları arasında Namık Kemal Üniversitesi Tıp Fakültesi Hastanesi’ne ishal yakınması ile başvuran, ayaktan erişkin ve çocuk hasta örnekleri dahil edilmiştir. Dışkı örnekleri Campylobacter, Salmonella ve Shigella türlerinin tespiti için konvansiyonel kültür yöntemleri ve polimeraz zincir reaksiyonu (PZR) yöntemi ile çalışılmıştır. Çalışmamızda 400 (%77 yetişkin, %23 çocuk) hastaya ait dışkı örneği değerlendirilmiştir. Örneklerin kültür ile değerlendirilmesinde 14 örnekte (%3.5) etken saptanmış; 10’u (%2.5) Campylobacter spp., 4’ü (%1) Salmonella spp. olarak tiplendirilmiş, Shigella spp. izole edilememiştir. Kültür yöntemi ile Campylobacter spp. ve Salmonella spp. sıklığı çocuklarda sırasıyla %6.5 ve %2.2, yetişkinlerde %1.3 ve %0.7 olarak saptanmıştır. Örneklerin PZR ile değerlendirilmesinde 38 örnekte (%9.6) etken saptanmış; 33’ünde (%8.3) Campylobacter spp., 5’inde (%1.3) Salmonella spp. varlığı tespit edilmiş, hiçbir örnekte Shigella spp. saptanamamıştır. Kültürde üreme saptanan 14 dışkı örneğinin tamamında PZR yönteminde de aynı etken mikroorganizma tespit edilmiştir. 24 örnekte ise kültürde üreme saptanmayıp sadece PZR’de Campylobacter spp. veya Salmonella spp. saptanmıştır. Gaita kültürü AGE tanısında altın standart yöntem olmasına rağmen araştırmamız sonucunda PZR’nin hem hızlı sonuç vermesi hem de saptama oranının yüksek olması nedeniyle kültüre avantajlı olduğu görülmüştür. Bu nedenle moleküler yöntemlerin rutin tanıda kullanılmasının faydalı olacağı kanaatindeyiz.

Keywords

Campylobacter, Salmonella, Shigella, PZR

Project Number

NKUBAP.02.YL.20.246

References

• Referans1. İnal AS, Kibar F, Yaman A, Taşova Y. Erişkin Akut Gastroenterit olgularında etiyolojik ajanlar. Cukurova Med J 2021;46(2):654-662.
• Referans2. Ziyade N, Elgörmüş N, Arabacı Ç, Kara E, Karayel F. Postmortem bakteriyolojik kültürlerinde Salmonella türleri izole edilen otopsi olgularının değerlendirilmesi. FLORA 2019;24(4):313-320.
• Referans3. Bozok T, Bozok TŞ. Üçüncü basamak bir hastanede rotavirüs, enterik adenovirüs ve enterik parazit enfeksiyonlarının prevalansı ve demografik özellikleri: Altı yıllık retrospektif kesitsel çalışma. Mersin Univ Saglık Bilim Derg 2021;14(2):199-207.
• Referans4. Çekin Y, Özyurt ÖK, Dağlar D, et al. Salmonella türlerinin izolasyonunda CHROM agar Salmonella besiyerinin değerlendirilmesi. J Clin Anal Med 2015;6(1): 29-31.
• Referans5. Göktaş Ş, Gökmen AA, Şamlıoğlu P. Akut gastroenterit etkenlerinin moleküler yöntemlerle saptanması. J Clin Exper Invest 2018;9(1):21-25.
• Referans6. Gülmez D, Gür D, Hasçelik G, Güleşen R, Levent B. Ulusal Enterik Patojenler Laboratuvar Sürveyans Ağına (UEPLA) dâhil olan bir üniversite hastanesinin deneyimleri: Dört yıllık Salmonella, Shigella ve Campylobacter verileri. Türk Mikrobiyol Cem Derg 2012;42(3):85-92.
• Referans7. Güney M, Başustaoğlu AC. Gülhane Askeri Tıp Akademisi Eğitim Hastanesi’nde akut bakteriyel gastroenterit etkenleri arasında Campylobacter jejuni ve Campylobacter coli’nin yeri ve bunların antimikrobiklere duyarlılıklarının araştırılması. Türk Mikrobiyol Cem Derg 2010;40(3):183-192.
• Referans8. Cunningham SA, Sloan LM, Nyre LM, Vetter EA, Mandrekar J, Patel R. Three-hour molecular detection of Campylobacter, Salmonella, Yersinia, and Shigella species in feces with accuracy as high as that of culture. J Clin Microbiol 2010;48(8):2929–2933.
• Referans9. Koziel M, Corcoran D, O'Callaghan I, Sleator RD, Lucey B. Validation of the Enteric Bio Panel II® multiplex polymerase chain reaction system for detection of Campylobacter spp., Salmonella spp., Shigella spp., and verotoxigenic E. coli for use in a clinical diagnostic setting. Diag Microbiol Infect Dis 2013;75;46–49.
• Referans10. Hayamo M, Alemayehu T, Tadesse B, Mitiku E, BedawiZ. Shigella and Salmonella, antibiotics susceptibility patternand associated risk factors among diarrheic children in Southern Ethiopia: a crosssectional study. doi: https://doi.org/10.21203/rs.2.22226/v1 (Erişim tarihi: 20.01.2022)
• Referans11. Wohlwend N, Tiermann S, Risch L, Risch M, Bodmera T. Evaluation of a Multiplex Real-Time PCR assay for detecting major bacterial enteric pathogens in fecal specimens: Intestinal inflammation and bacterial load are correlated in Campylobacter infections. J Clin Microbiol 2016;54(9):2262-66.
• Referans12. Buchan BW, Olson WJ, Pezewski M, et al. Clinical evaluation of a Real-Time PCR assay for identification of Salmonella, Shigella, Campylobacter (Campylobacter jejuni and C.coli), and Shiga Toxin-Producing Escherichia coli isolates in stool specimens. J Clin Microbiol 2013;51(12):4001– 4007.
• Referans13. Keşli R, Bilgin H, Pirgon Ö, Feyzioğlu B, Güzelant A. Çocuklarda son üç yılda gaita örneklerinden izole edilen Salmonella ve Shigella suşlarının antimikrobik direncinin araştırılması (2008-2011). Türk Mikrobiyol Cem Derg 2012;42(2):66-72.
• Referans14. Kara TK, Özdemir H, Kurt F, et al. Prevalence of Salmonella and Shigella spp. and antibiotic resistance status in acute childhood gastroenteritis. J Pediatr Inf 2015;9:102-7.
• Referans15. Çiftçi N, Türk-Dağı H, Tuncer İ. Akut gastroenterit tanılı hastalarda Campylobacter ve Salmonella türlerinin yeri ve antimikrobiklere duyarlılıkları. Klimik Derg 2019; 32(2):127-31.
• Referans16. Ağralı MŞ. İshal yakınmasıyla çocuk kliniğine başvuran hastalarda bakteriyel gastroenterit etkenlerin araştırılması. Necmettin Erbakan Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Konya 2019.
• Referans17. Demircan ŞA, Arslan V, Sevim Ş, Gürkaynak P, Cesur S. Shigella flexneri’ye bağlı ishal sonrasında akut böbrek yetmezliği gelişen olgu. Anadolu Güncel Tıp Derg 2020;2(1):28-30.
• Referans18. Ünlü Ö, Çiçek C, Filcan A, Şakru N, Tuğrul HM. Bir üniversite hastanesine başvuran hastalarda gastroenterit etkenlerinin dağılımı: On üç aylık veriler. Türk Mikrobiyol Cem Derg 2013;43(4):149-154.
• Referans19. İbrahim B, Durmaz G, Heydarlou MM. Enfeksiyöz ishallerde Campylobacter jejuni prevalansının çeşitli yöntemlerle araştırılması. Osmangazi J Med 2020; 42(5):474-481.
• Referans20. Çeviker SA, Yıldırım D, Yılmaz M. Salmonella Paratyphi A’ya bağlı pansitopeni, ileus ve akut böbrek yetmezliği: Olgu Sunumu. Osmangazi Tıp Derg 2019;41(4): 429-433.
• Referans21. Özüdoğru B, Kazık Y, Kızılaslan M, Temel F. Bayburt il merkezinde Shigella sonnei gastroenterit salgını, Ekim 2014. Turk Hij Den Biyol Derg 2018;75(4):409–420.
• Referans22. Güleşen R. Ulusal Enterik Patojenler Surveyans Ağı. XXXVII. Türk Mikrobiyoloji Kongresi, 16-20 Kasım 2016 Antalya (http://tmc-online.org/images/37_kongre/ revasiye_gulesen.pdf).
• Referans23. Yazıcı V, Gültekin B, Aydın N, Aral YZ, Aydoğdu A, Karaoğlu AÖ. Akut gastroenteritli olguların dışkı örneklerinde bazı bakteri ve virüslerin araştırılması. ANKEM Derg 2009;23(2):59-65.
• Referans24. Kayman T, Abay S, Hızlısoy H. Campylobacter türlerinin fenotipik yöntemler ve multipleks polimeraz zincir reaksiyonu ile tanımlanması ve antibiyotik duyarlılıkları. Mikrobiyol Bul 2013;47(2):230-239.
• Referans25. Özcan N, Bacalan F, Tuncel ET. Gastroenterit etkeni olan Campylobacter türlerinin immünokromatografi, kültür-MALDI-TOF MS ve moleküler yöntemler ile saptanması, Tübitak Projesi, Diyarbakır 2018.
• Referans26. Platts-Mills JA, Liu J, Gratz J,et al. Detection of Campylobacter in stool and determination of significance by culture, Enzyme Immunoassay, and PCR in developing countries. J Clin Microbiol 2014;52(4):1074–1080.
• Referans27. Harrington SM, Buchan BW, Doern C, et al. Multicenter evaluation of the BD Max Enteric Bacterial Panel PCR assay for rapid detection of Salmonella spp., Shigella spp., Campylobacter spp. (C.jejuni and C.coli), and Shiga toxin 1 and 2 genes. J Clin Microbiol 2015;53(5):1639-1647.
• Referans28. Fitzgerald C. Campylobacter. Clin Lab Med 2015;35(2):289-298.