Pozitif kan kültürü şişelerinden karbapenemaz üreten Enterobacterales suşlarının hızlı tespiti ve karbapenemaz karakterizasyonu amacıyla kombinasyon disk testlerinin doğrudan beta-laktam inaktivasyon metoduna dayalı olarak kullanımının etkinliğinin araştırılması
Investigation of the effectiveness of using combination disc tests based on the direct beta-lactam inactivation method for the rapid detection and characterization of carbapenemase producing Enterobacterales strains from positive blood culture bottles
Yazar: TUĞBA AYVALIK
Danışman: PROF. DR. EMEL SESLİ ÇETİN
Süleyman Demirel Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2024
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Toplum ve hastane kaynaklı enfeksiyonların başlıca etkenlerinden olan Enterobacterales'in neden olduğu enfeksiyonların tedavisinde son tercih olan karbapenemlere karşı antimikrobiyal direnç giderek artmakta ve karbapenem direnci sıklıkla karbapenemaz enzimi üretimi ile olmaktadır. Karbapenemaz enzimlerinin erken tespit edilmesi hem tedavinin doğru planlanabilmesi hem de enfeksiyon kontrolünde oldukça önemlidir. Çalışmamızda, doğrudan beta-laktam inaktivasyon metodunun kombinasyon disk testine dayalı fenotipik yöntemlerle birlikte kullanımının (dBLIMplus) karbapenemaz üreten Enterobacterales suşlarının pozitif kan kültürü şişelerinden hızlı tespitinde ve karbapanemaz karakterizasyonunda etkinliği değerlendirilmiştir.
Hastane kaynaklı enfeksiyon etkeni olarak değerlendirilip Escherichia coli veya Klebsiella pneumoniae olarak tanımlanan 60 adet suş (PZR ile belirlenmiş 15'er adet A, B, D sınıfı karbapenemaz pozitif ve 15 adet karbapenemaz negatif) dBLIMplus validasyonu için seçilmiştir. Validasyon suşlarına dBLIMplus uygulanarak dBLIMplus değerlendirme zon çapı kriterleri belirlenmiştir. Daha sonra dBLIMplus'ın rutin laboratuvarda kullanımını değerlendirmek için E. coli veya K. pneumoniae olarak tanımlanan toplamda 100 adet klinik suşa dBLIMplus uygulanıp, değerlendirilmiştir. dBLIMplus'ın 6. saatte değerlendirilmesinin daha uygun olduğu, karbapanemaz aktivitesini %100 duyarlılık ve özgüllükle, karbapenemaz karakterizasyonunu ise %92,8 duyarlılık ve %100 özgüllükle tespit ettiği bulunmuştur (Mc Nemar, p=0,125; Cohen Kappa ĸ=0,920). Tek bir karbapenemaz sınıfına ait direnç geni tespit edilen 24 klinik suşun 22'sinde (%91,6) dBLIMplus ile doğru Ambler sınıfı belirlenebilmiş, A sınıfı karbapenemazları tespit etmede duyarlılığı %87,5, özgüllüğü %100; D sınıfı karbapanemazları tespit etmede duyarlılığı %93,7, özgüllüğü %98,8 olarak bulunmuştur.
Sonuç olarak, dBLIMplus doğrudan pozitif kan kültürü şişelerinden karbapenemaz aktivitesinin tespiti ve karakterizasyonunda referans yöntemle %90'ın üzerindeki uyumu ile rutin laboratuvar uygulamalarında kullanılabilecek oldukça uygun bir fenotipik yöntem olarak ileri sürülebilir. dBLIMplus ile hızlı karbapenemaz tespiti antimikrobiyal yönetim ve enfeksiyon kontrol uygulamaları açısından hız kazandıracağı gibi, uygunsuz antimikrobiyal kullanımını sınırlayarak antimikrobiyal direncin azalmasına da katkı sağlayacaktır. 
Anahtar Kelimeler: antimikrobiyal yönetim, dBLIMplus, Enterobacterales, hızlı tespit, karbapenemaz

Abstract:
Antimicrobial resistance is gradually increasing against carbapenems, which are the last choice in the treatment of infections caused by Enterobacterales, one of the main causes of community and hospital-acquired infections and carbapenem resistance is mainly caused by the production of carbapenemase enzymes. Early detection of carbapenemase enzymes is crucial for the appropriate management of treatment and infection control. In this study, the effectiveness of the direct beta-lactam inactivation method combined with combination disk test-based phenotypic methods (dBLIMplus) was evaluated in the rapid detection and carbapenemase characterization of carbapenemase-producing Enterobacterales strains from positive blood culture bottles.
Sixty strains (15 each of class A, B, D carbapenemase positive and 15 carbapenemase negative by PCR), which were evaluated as the causative agent of hospital-acquired infection and identified as Escherichia coli or Klebsiella pneumoniae, were selected for dBLIMplus validation. dBLIMplus evaluation zone diameter criteria were determined by applying dBLIMplus to the validation strains. To evaluate the utility of dBLIMplus in the routine laboratory, dBLIMplus was applied to a total of 100 clinical strains identified as E. coli or K. pneumoniae.
It was determined that it was more appropriate to evaluate dBLIMplus at the 6th hour and that dBLIMplus detected carbapenemase activity with 100% sensitivity and specificity, while carbapenemase characterization could be performed with 92.8% sensitivity and 100% specificity (Mc Nemar, p=0,125; Cohen Kappa ĸ=0,920). The correct Ambler class could be determined with dBLIMplus in 22/24 clinical strains (91.6%) in which a resistance gene belonging to a single carbapenemase class was detected. While the sensitivity of dBLIMplus in detecting class A carbapenemases was 87.5% and its specificity was 100%, its sensitivity in detecting class D carbapenemases was found to be 93.7% and its specificity was 98.8%.
In conclusion, dBLIMplus can be suggested as a highly appropriate phenotypic method that can be used in routine laboratory applications, with over 90% compatibility with the reference method in the detection and characterization of carbapenemase activity directly from positive blood culture bottles. Rapid carbapenemase detection will accelerate antimicrobial management and infection control practices, as well as contribute to the reduction of antimicrobial resistance by limiting inappropriate antimicrobial use.
Keywords: antimicrobial management, dBLIMplus, Enterobacterales, rapid detection, carbapenemase