Detection of the Presence of Extended-Spectrum Beta-Lactamase Enzyme in Gram-negative Bacteria According to CLSI and EUCAST Criteria

INTRODUCTION: Expanded spectrum beta-lactamase is a critical source that is limiting the using areas of beta-lactam antibiotics by hydrolysing them. The method to be used for accurate detection of ESBL production is significant. CLSI and EUCAST are the two most commonly used standards for the determination of antibiotic susceptibility. This study aimed to investigate the sensitivity and specificity of these standards for ESBL detection.
METHODS: This study includes 76 ESBL producers and 74 ESBL negative strains, which were isolated from urine specimens that sent to the Medical Microbiology Laboratory of Haydarpasa Numune Training and Research Hospital from April to July 2014. For screening tests, ceftazidime (10µg and 30µg), cefotaxime (5µg and 30µg), ceftriaxone (30µg), cefpodoxime (10µg), cefepime (30µg) ve aztreonam (30µg) disks; for confirmation tests double-disk synergy and combination disk method were used. For molecular confirmation tests, CTX-M, TEM and SHV resistance genes were investigated by polymerase chain reaction.
RESULTS: ESBL producing isolates were found at 86.8% as CTX-M, 47.4% as TEM and 9.2% as SHV. More than one resistance gene was detected in some isolates. Beta-lactam susceptibilities of ESBL producers with CLSI and EUCAST breakpoints were 29.2% and 19.7% for ceftazidime, 14.5% and 15.8% for cefepime, 2.6% and 13.2% for aztreonam, respectively. Among the screening disks, cefpodoxime (interpreted by EUCAST criteria), showed the highest sensitivity and specificity. This was followed by cefpodoxime (CLSI), cefotaxime and ceftriaxone with similar sensitivity and specificity for both standards.
DISCUSSION AND CONCLUSION: There was no significant difference between CLSI and EUCAST in determining ESBL production. The suggestion of EUCAST that using different disks for screening and confirmation tests increases the sensitivity of detecting ESBL, especially in ceftazidime; however, it may cause practical difficulties. For both standards, the use of cefpodoxime, cefotaxime or ceftriaxone disks in screening and; cefotaxime and cefotaxime- clavulanate disks in confirmation tests will provide more accurate results.

Gram Negatif Bakterilerde Genişlemiş Spektrumlu Beta Laktamaz Enzimi Varlığının CLSI ve EUCAST Kriterlerine Göre Saptanması

GİRİŞ ve AMAÇ: Genişlemiş spektrumlu beta laktamaz (GSBL) beta laktam antibiyotikleri hidrolize ederek bu antibiyotiklerin kullanım alanlarını sınırlayan önemli bir direnç kaynağıdır. GSBL üretiminin doğru bir şekilde saptanmasında, kullanılacak yöntem son derece önemlidir. Antibiyotik duyarlılıklarının belirlenmesinde Clinical Laboratory Standards Institute (CLSI) ve European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST) en yaygın olarak kullanılan iki standarttır. Bu çalışmada bu iki standartın GSBL tespitine yönelik duyarlılık ve özgüllüklerinin araştırılması amaçlanmıştır.
YÖNTEM ve GEREÇLER: Çalışmamıza Nisan 2014-Temmuz 2014 tarihleri arasında Haydarpaşa Numune Eğitim ve Araştırma Hastanesi Tıbbi Mikrobiyoloji Laboratuvarına gönderilen idrar örneklerinden GSBL ürettiği belirlenen 76 ve GSBL negatif 74 izolat dahil edilmiştir. Tarama testleri için seftazidim (10µg ve 30µg), sefotaksim (5µg ve 30µg), seftriakson (30µg), sefpodoksim (10µg), sefepim (30µg) ve aztreonam (30µg) diskleri kullanılmıştır. Doğrulama testleri için çift disk sinerji testi ve kombinasyon disk yöntemi uygulanmıştır. Moleküler doğrulama testi için CTX-M, TEM ve SHV gen bölgelerinin varlığı polimeraz zincir reaksiyonu (PZR) ile saptanmıştır.
BULGULAR: Çalışmamızda GSBL üreten izolatların %86.8’i CTX-M, %47.4’ü TEM ve %9.2’si SHV olarak bulunmuştur. Bazı izolatlarda birden fazla direnç geni saptanmıştır. GSBL üreten izolatların beta laktam duyarlılıkları CLSI ve EUCAST kriterleri kullanılarak sırasıyla seftazidim için %29.2 ve %19.7, sefepim için %14.5 ve %15.8, aztreonam için %2.6 ve %13.2 olarak bulunmuştur. GSBL tarama testi için duyarlılık ve özgüllük dengesi en iyi disk EUCAST kriterlerine göre yorumlanan sefpodoksim diski olarak saptanmıştır. Bunu CLSI kriterleriyle yorumlanan sefpodoksim, ve her iki standardın de benzer duyarlılık ve özgüllük gösterdiği sefotaksim ve seftriakson diskleri izlemiştir.
TARTIŞMA ve SONUÇ: GSBL üretiminin tespitinde CLSI ve EUCAST kriterlerinin birbirine anlamlı bir üstünlüğü saptanmamıştır. EUCAST’in seftazidim ve sefotaksim için tarama ve doğrulama disk difüzyon testlerinde farklı içeriklerde diskler önermesinin özellikle seftazidimde duyarlılık artışını sağlamakla birlikte pratikte kullanım zorluğuna sebep olacağını düşünmekteyiz. Her iki standart için de tarama testlerinde sefpodoksim, sefotaksim veya seftriakson; doğrulama testlerinde ise sefotaksim ve sefotaksim-klavulonat disklerinin kullanılması daha doğru sonuç verilmesini sağlayacaktır.