A Comparison of Disk Diffusion and Etest with Broth Microdilution Methods for Susceptibility Testing of Ceftazidime and Trimethoprim/Sulfamethoxazole Against Clinical Isolates of Burkholderia pseudomallei in Northeast Thailand

Sereywatana  Chea; ณัฏฐญาณ์ ทองเหลา; ลำใย วงลคร; แววตา คู่วัจนกุล; สุทัศน์ สุทธิประภา; ศิรินทิพย์ บุญจรัสภิญโญ; อุมาพร ยอดประทุม; ภาวนา พนมเขต; โสรัจสิริ เจริญสุดใจ

ผู้แต่ง

Sereywatana Chea สาขาวิชาเวชศาสตร์เขตร้อน คณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น จ.ขอนแก่น ประเทศไทย
ณัฏฐญาณ์ ทองเหลา สาขาวิชาจุลชีววิทยา คณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น จ.ขอนแก่น ประเทศไทย
ลำใย วงลคร หน่วยจุลชีววิทยาคลินิก งานห้องปฏิบัติการเวชศาสตร์ชันสูตร โรงพยาบาลศรีนครินทร์ คณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น จ.ขอนแก่น ประเทศไทย
แววตา คู่วัจนกุล หน่วยจุลชีววิทยาคลินิก งานห้องปฏิบัติการเวชศาสตร์ชันสูตร โรงพยาบาลศรีนครินทร์ คณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น จ.ขอนแก่น ประเทศไทย
สุทัศน์ สุทธิประภา สาขาวิชาเวชศาสตร์เขตร้อน คณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น จ.ขอนแก่น
ศิรินทิพย์ บุญจรัสภิญโญ สาขาวิชาเวชศาสตร์ชุมชน เวชศาสตร์ครอบครัวและอาชีวเวชศาสตร์ คณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น จ.ขอนแก่น ประเทศไทย
อุมาพร ยอดประทุม สาขาวิชาจุลชีววิทยา คณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น จ.ขอนแก่น ประเทศไทย
ภาวนา พนมเขต วิทยาลัยแพทยศาสตร์และการสาธารณสุข มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี จ.อุบลราชธานี ประเทศไทย
โสรัจสิริ เจริญสุดใจ สาขาวิชาจุลชีววิทยา คณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น จ.ขอนแก่น ประเทศไทย

คำสำคัญ:

เบอโคลเดอเรียสูโดมาลีอาย, การเปรียบเทียบวิธีทดสอบความไวของยาปฏิชีวนะ, เซฟตาซิดิม, ไตรเมโทพริม/ซัลฟาเมทอกซาโซล

บทคัดย่อ

หลักการและวัตถุประสงค์: โรคเมลิออยด์ หรือโรคเมลิออยโดสีสเกิดจากแบคทีเรีย Burkholderia pseudomallei เป็นโรคติดเชื้อที่ถูกละเลยและมีอัตราการเสียชีวิตสูงในพื้นที่ที่มีการระบาด การทดสอบความไวต่อยาต้านจุลชีพมีความสำคัญสำหรับการเลือกใช้ยารักษาที่มีประสิทธิภาพเพื่อลดความรุนแรงของโรคและเพิ่มอัตราการรอดชีพของผู้ป่วย การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเปรียบเทียบความคุ้มทุนและประสิทธิผลของการตรวจความไวต่อยาเซฟตาซิดิมและไตรเมโทพริม/ซัลฟาเมทอกซาโซลของ B. pseudomallei ด้วยวิธี disk diffusion และ Etest เทียบกับวิธี broth microdilution ด้วยเครื่องอัตโนมัติ

วิธีการศึกษา: นำ B. pseudomallei จำนวน 199 สายพันธุ์ที่แยกได้จากผู้ป่วยโรคเมลิออยด์ในภาคตะวันออกเฉียงเหนือที่รวบรวมจาก 3 แหล่ง มาทดสอบความไวต่อยาเซฟตาซิดิมและไตรเมโทพริม/ซัลฟาเมทอกซาโซลด้วยวิธี disk diffusion และ Etest และ วิธี broth microdilution ด้วยเครื่องอัตโนมัติ และประเมินผลตามเกณฑ์ ของสถาบันห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ และการแพทย์ (Clinical and Laboratory Standards Institute)

ผลการศึกษา: วิธี disk diffusion ของยาเซฟตาซิดิม (30 ไมโครกรัม) เมื่อเปรียบเทียบกับวิธี broth microdilution ให้ผลสอดคล้องหมวดหมู่ (categorical agreement) ร้อยละ 96 (191/199) มีผลผิดพลาดหลัก (major error) ร้อยละ 0.5 (1/199) และผลผิดพลาดเล็กน้อย (minor error) ร้อยละ 3.5 (7/199) วิธี Etest ของยาเซฟตาซิดิม เมื่อเทียบกับวิธี broth microdilution ให้ผลสอดคล้องหมวดหมู่ ร้อยละ 98.5 (196/199) ไม่มีผลผิดพลาดหลัก แต่มีผลผิดพลาดเล็กน้อยร้อยละ 1.5 (3/199) อย่างไรก็ตาม วิธี disk diffusion ของยาไตรเมโทพริม/ซัลฟาเมทอกซาโซล (1.25/23.75 ไมโครกรัม) เมื่อเทียบกับวิธี broth microdilution แสดงผลสอดคล้องหมวดหมู่ ผลผิดพลาดหลัก ผลผิดพลาดเล็กน้อย เท่ากับร้อยละ 13.6 (27/199), 76.4 (152/199) และ 10.1 (20/199) ตามลำดับ ในขณะที่ Etest ของยาไตรเมโทพริม/ซัลฟาเมทอกซาโซล เมื่อเทียบกับวิธี broth microdilution ให้ผลสอดคล้อง หมวดหมู่ร้อยละ 46.2 (92/199) ผลผิดพลาดหลักร้อยละ 53.8 (107/199) และไม่มีผลผิดพลาดเล็กน้อย การเปรียบเทียบทั้งหมด ไม่พบข้อผิดพลาดที่สำคัญมาก (very major error)

สรุป: วิธี disk diffusion และวิธี Etest ของยาเซฟตาซิดิม อาจเป็นประโยชน์ในพื้นที่ที่มีทรัพยากรจำกัดในการจัดการโรคเมลิออยด์ อย่างไรก็ตาม ในกรณีการทดสอบยาไตรเมโทพริม/ซัลฟาเมทอกซาโซล วิธี broth microdilution ควรใช้เพื่อประเมินประสิทธิผลของยาปฏิชีวนะเพื่อใช้เป็นแนวทางในการตัดสินใจรักษาโรคเมลิออยด์อย่างเหมาะสม

References

Gassiep I, Armstrong M, Norton R. Human melioidosis. Clin Microbiol Rev 2020;33(2):e00006- 19. doi:10.1128/CMR.00006-19

Savelkoel J, Dance DAB, Currie BJ, Limmathurot¬sakul D, Wiersinga WJ. A call to action: time to recognise melioidosis as a neglected tropical disease. Lancet Infect Dis 2022;22(6):e176-e82. doi:10.1016/S1473-3099(21)00394-7

Turner P, Kloprogge S, Miliya T, Soeng S, Tan P, Sar P, et al. A retrospective analysis of melioidosis in Cambodian children, 2009-2013. BMC Infect Dis 2016;16(1):688. doi:10.1186/s12879-016-2034-9

Hinjoy S, Hantrakun V, Kongyu S, Kaewrakmuk J, Wangrangsimakul T, Jitsuronk S, et al. Melioidosis in Thailand: present and future. Trop Med Infect Dis 2018;3(2):38. doi:10.3390/tropicalmed 3020038

Currie BJ, Ward L, Cheng AC. The epidemiology and clinical spectrum of melioidosis: 540 cases from the 20 year Darwin prospective study. PLoS Negl Trop Dis 2010;4(11):e900. doi:10.1371/journal.pntd.0000900

Cheng AC, Currie BJ. Melioidosis: epidemiology, pathophysiology, and management. Clin Microbiol Rev 2005;18(2):383-416.

Somprasong N, Yi J, Hall CM, Webb JR, Sahl JW, Wagner DM, et al. Conservation of resistance-nodulation-cell division efflux pump-mediated antibiotic resistance in Burkholderia cepacia complex and Burkholderia pseudomallei complex species. Antimicrob Agents Chemother 2021; 65(9):e0092021. doi:10.1128/AAC.00920-21

Chirakul S, Somprasong N, Norris MH, Wuthiekanun V, Chantratita N, Tuanyok A, et al. Burkholderia pseudomallei acquired ceftazidime resistance due to gene duplication and amplification. Int J Antimicrob Agents 2019;53(5):582-8. doi:10.1016/j.ijantimicag.2019.01.003

Sarovich DS, Price EP, Von Schulze AT, Cook JM, Mayo M, Watson LM, et al. Characterization of ceftazidime resistance mechanisms in clinical isolates of Burkholderia pseudomallei from Australia. PLoS One 2012;7(2):e30789. doi:10.1371/journal.pone.0030789.

Pibalpakdee P, Wongratanacheewin S, Taweechai¬supapong S, Niumsup PR. Diffusion and activity of antibiotics against Burkholderia pseudomallei biofilms. Int J Antimicrob Agents 2012;39:356– 9. doi:10.1016/j.ijantimicag.2011.12.010.

Sawasdidoln C, Taweechaisupapong S, Sermswan RW, Tattawasart U, Tungpradabkul S, Wongratana¬cheewin S. Growing Burkholderia pseudomallei in biofilm stimulating conditions significantly induces antimicrobial resistance. PLoS One 2010;5(2):e9196. doi:10.1371/journal.pone.0009196

Dance DA. Treatment and prophylaxis of melioidosis. Int J Antimicrob Agents 2014;43(4):310–8. doi:10.1016/j.ijantimicag.2014.01.005.

Piliouras P, Ulett GC, Ashhurst-Smith C, Hirst RG, Norton RE. A comparison of antibiotic susceptibility testing methods for cotrimoxazole with Burkholderia pseudomallei. Int J Antimicrob Agents 2002;19(5): 427-9. doi:10.1016/s0924-8579(02) 00016-x

Lumbiganon P, Tattawasatra U, Chetchotisakd P, Wongratanacheewin S, Thinkhamrop B. Comparison between the antimicrobial susceptibility of Burkholderia pseudomallei to trimethoprim-sulfamethoxazole by standard disk diffusion method and by minimal inhibitory concentration determination. J Med Assoc Thai 2000;83(8):856-60.

Wuthiekanun V, Cheng AC, Chierakul W, Amornchai P, Limmathurotsakul D, Chaowagul W, et al. Trimethoprim/sulfamethoxazole resistance in clinical isolates of Burkholderia pseudomallei. J Antimicrob Chemother 2005;55(6):1029-31. doi:10.1093/jac/dki151

Hassan MR, Vijayalakshmi N, Pani SP, Peng NP, Mehenderkar R, Voralu K, et al. Antimicrobial susceptibility patterns of Burkholderia pseudom¬allei among melioidosis cases in Kedah, Malaysia. Southeast Asian J Trop Med Public Health 2014;45(3):680-8.

Saiprom N, Amornchai P, Wuthiekanun V, Day NP, Limmathurotsakul D, Peacock SJ, et al. Trimethoprim/sulfamethoxazole resistance in clinical isolates of Burkholderia pseudomallei from Thailand. Int J Antimicrob Agents 2015;45(5): 557-9. doi:10.1016/j.ijantimicag.2015.01.006

Dance DA, Davong V, Soeng S, Phetsouvanh R, Newton PN, Turner P. Trimethoprim/sulfamethox-azole resistance in Burkholderia pseudomallei. Int J Antimicrob Agents 2014;44(4):368-9. doi:10.1016/j. ijantimicag.2014.06.003

Lonsway DR, Elrod MG, Kendrick N, Tiller R, Sullivan MM, Edwards JR, et al. Correlation between Etest and reference broth microdilution for antimicrobial susceptibility testing of Burkholderia pseudomallei. Microb Drug Resist 2020;26(4):311-8. doi:10.1089/mdr.2019.0260

Dutta S, Haq S, Hasan MR, Haq JA. Antimicrobial susceptibility pattern of clinical isolates of Burkholderia pseudomallei in Bangladesh. BMC Res Notes 2017;10(1):299. doi:10.1186/s13104- 017-2626-5

Clinical and Laboratory Standards Institute. Methods for antimicrobial dilution and disk susceptibility testing of infrequently isolated or fastidious bacteria. 3rd ed. Wayne, PA: Clinical and Laboratory Standards Institute; 2016.

Nhung PH, Van VH, Anh NQ, Phuong DM. Antimicrobial susceptibility of Burkholderia pseudomallei isolates in Northern Vietnam. J Glob Antimicrob Resist 2019;18:34-6. doi:10.1016/j.jgar. 2019.01.024

Wuthiekanun V, Cheng AC, Chierakul W, Amornchai P, Limmathurotsakul D, Chaowagul W, et al. Trimethoprim/sulfamethoxazole resistance in clinical isolates of Burkholderia pseudomallei. J Antimicrob Chemother 2005;55(6):1029-31. doi:10.1093/jac/dki151.

Crowe A, McMahon N, Currie BJ, Baird RW. Current antimicrobial susceptibility of first-episode melioidosis Burkholderia pseudomallei isolates from the Northern Territory, Australia. Int J Antimicrob Agents 2014;44(2):160-2. doi:10.1016/j. ijantimicag.2014.04.012

Dance DAB, Wuthiekanun V, Baird RW, Norton R, Limmathurotsakul D, Currie BJ. Interpreting Burkholderia pseudomallei disc diffusion susceptibility test results by the EUCAST method. Clin Microbiol Infect 2021;27(6):827-9. doi:10.1016/j. cmi.2021.02.017

Karatuna O, Dance DAB, Matuschek E, Ahman J, Turner P, Hopkins J, et al. Burkholderia pseudomallei multi-centre study to establish EUCAST MIC and zone diameter distributions and epidemiological cut-off values. Clin Microbiol Infect 2020;27(5): 736-41. doi:10.1016/j.cmi.2020.07.001