Utvärdering av fyra screeningmetoder för identifiering av kolistinresistens hos Escherichia coli och Klebsiella pneumoniae | Evaluation of four screening methods for the detection of colistin-resistant Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae

Multiresistens hos gramnegativa bakterier är ett stort problem i stora delar av världen. Avsaknaden av nya preparat har resulterat i återintroduktion av ett tidigare stoppat antibiotikum, kolistin, men dessvärre kantas resistensbestämningen av flertalet problem. Kolistin är en positivt laddad molekyl som binder till lipid A i yttermembranet, vilket destabiliseras och resulterar i celldöd. Flertalet resistensmekanismer mot kolistin finns beskrivna och majoriteten resulterar i förändrad lipid A-struktur, vilket leder till försämrad kolistininbindning. Syftet med examensarbetet var att utvärdera fyra potentiella screeningmetoder för att upptäcka kolistinresistens och jämföra resultaten mot buljongspädning som referensmetod. De fyra screeningmetoderna var buljongeluering och diskdiffusion samt de kommersiellt tillgängliga screeningtesterna Superpolymyxin och Rapid polymyxin NP. Totalt analyserades 57 helgenomsekvenserade Enterobacterales, varav 28 Escherichia coli och 29 Klebsiella pneumoniae, där aktuella resistensmekanismer var kända. Samtliga isolat analyserades en gång per metod och utöver detta analyserades även tre kontrollstammar. Vid buljongspädning erhölls värde för minsta inhiberande koncentration (MIC) kolistin, vilket användes för klassificering som känslig (MIC ≤ 2 mg/l) eller resistent (MIC > 2 mg/l). De fyra screeningtesterna var designade för att upptäcka resistenta isolat och innehöll 2–4 mg/l kolistin. Resultaten från screeningtesterna var kvalitativa och känslighetskategoriserade isolaten. Sensitivitet och specificitet beräknades för metoderna. Högst sensitivitet (100 %) noterades för Superpolymyxin och Rapid polymyxin NP, och lägst specificitet (76 %) för buljongeluering. Med hänsyn till resultat, prevalens, hållbarhets-, tids- och kostnadseffektivitet drogs slutsatsen att Rapid polymyxin NP är bästa alternativet som screeningmetod av utvärderade metoder.

Infections due to multidrug resistant Gram-negative bacteria are a major problem in large parts of the world. Due to lack of treatment options, a previously banned antibiotic, colistin, has been reintroduced. Unfortunately, susceptibility testing of colistin is problematic and currently the only recommended method is broth microdilution (BMD). Colistin is a positively charged molecule that binds to lipid A at the negatively charged outer cell membrane, which leads to cell disruption. Several mutations causing colistin resistance have been identified, most of them cause alterations of lipid A, resulting in impaired colistin outer cell membrane interaction. The aim of this study was to evaluate four potential screening methods for colistin resistance and compare the results with BMD (reference method). The four screening methods were broth disk elution, disk diffusion and the commercially available tests Superpolymyxin and Rapid polymyxin NP. A collection of 57 whole genome sequenced Enterobacterales consisting of 28 Escherichia coli and 29 Klebsiella pneumoniae were included in the study. Reference results were obtained by BMD, where the estimated minimum inhibitory concentration (MIC) values were used for classification of the isolates as sensitive (MIC ≤ 2 mg/l) or resistant (MIC > 2 mg/l). Sensitivity and specificity were calculated for the methods. The highest sensitivity (100 %) was noted for Superpolymyxin and Rapid polymyxin NP, and the lowest specificity (76 %) for broth disk elution. Considering the results, prevalence, durability, time and cost efficiency, it was concluded that Rapid polymyxin NP is the best alternative as a screening method of evaluated methods.