KAN KÜLTÜRÜ ŞEŞELERİNDEN DOĞRUDAN HIZLIANTİBİYOTİK DUYARLILIK TESTİ

Abstract

Kan dolaşımı enfeksiyonları ve sepsis, yüksek mortalite oranlarına sahip acil durumlardır ve uygun antimikrobiyal tedavinin hızla başlanması kritik öneme sahiptir. Konvansiyonel antibiyotik duyarlılık testleri genellikle 2-3 gün sürdüğünden, tedavi kararlarını geciktirebilmektedir. Bu çalışmanın amacı, pozitif kan kültürü şişelerinden doğrudan disk difüzyon yöntemiyle uygulanan hızlı antibiyotik duyarlılık testi yönteminin performansını (hız, doğruluk, güvenilirlik) çeşitli Gram-negatif ve Gram- pozitif bakteri türleri için standart disk difüzyon yöntemiyle karşılaştırmalı olarak değerlendirmektir. Çalışmaya, pozitif sinyal veren kan kültürü şişelerinden izole edilen Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii, Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis ve Enterococcus faecium suşları dahil edildi. Hızlı antibiyotik duyarlılık testi, doğrudan kan kültürü şişesinden Mueller-Hinton agar plaklarına ekim yapılarak ve antibiyotik diskleri yerleştirilerek uygulandı. İnhibisyon zon çapları 4., 6., 8. ve 16-20. saatlerde okundu. Bu sonuçlar, standart 16-20 saatlik inkübasyon sonrası subkültürden yapılan standart disk difüzyon sonuçları (referans yöntem) ile karşılaştırıldı. Performans; kategorik uyum (CA), çok büyük hata (VME), büyük hata (ME) ve küçük hata (mE) oranları hesaplanarak değerlendirildi. Geliştirilen hızlı antibiyotik duyarlılık testi yöntemi, test edilen çoğu bakteri türü için 6 ila 8 saatlik inkübasyonla stabil ve yorumlanabilir sonuçlar verdi. Bu süre, konvansiyonel yöntemlere kıyasla antibiyotik duyarlılık test sonuçlarının yaklaşık 36 saat daha erken elde edilmesini sağlama potansiyeli taşımaktadır. Genel olarak, birçok bakteri-antibiyotik kombinasyonunda, özellikle 8. saat okumalarında, referans yöntemle kabul edilebilir düzeyde kategorik uyum (%90 üzeri) saptandı. Acinetobacter baumannii ve Enterococcus faecalis izolatları için test edilen tüm antibiyotiklerde %100 CA ve sıfır hata oranı elde edildi. Ancak, klinik açıdan kritik öneme sahip ve kabul edilemez düzeyde yüksek hata oranları da belirlendi: Staphylococcus aureus için klindamisin ile %80 VME, Escherichia coli için amoksisilin/klavulanat ile %100 ME, Klebsiella pneumoniae için imipenem ile %46.7 ME ve Pseudomonas aeruginosa için seftazidim ile %57.1 ME oranları saptandı.Ayrıca Klebsiella Pneumoniae trimetoprim/sülfametoksazol ve Escherichia coli seftazidim kombinasyonlarında da yüksek VME oranları gözlendi. Pozitif kan kültürü şişelerinden doğrudan uygulanan disk difüzyon temelli hızlı antibiyotik duyarlılık testi yöntemi, antibiyotik duyarlılık sonuçlarını önemli ölçüde hızlandırma potansiyeline sahip umut verici bir yaklaşımdır. Yöntem, Acinetobacter baumannii ve Enterococcus faecalis gibi bazı patojenler için mükemmel performans göstermiştir. Ancak, Staphylococcus aureus klindamisin, Escherichia coli amoksisilin/klavulanat gibi bazı kritik kombinasyonlarda saptanan kabul edilemez VME ve ME oranları, yöntemin bu spesifik durumlar için tek başına güvenilir olmadığını göstermektedir. Bu nedenle, hızlı antibiyotik duyarlılık testi sonuçlarının, özellikle yüksek hata riski taşıyan kombinasyonlar için, bir ön bildirim olarak değerlendirilmesi ve tedavi kararlarının (özellikle de-eskalasyon) mutlaka standart yöntemlerle doğrulanması gerekmektedir. Yöntemin klinik faydasını artırmak için daha fazla optimizasyon, geniş çaplı validasyon ve hızlı tanımlama yöntemleriyle entegrasyonu önerilmektedir.

Bloodstream infections and sepsis are medical emergencies with high mortality rates, and the rapid initiation of appropriate antimicrobial therapy is critical. Conventional antibiotic susceptibility tests (AST) typically take 2-3 days, which can lead to delays in treatment decisions. The aim of this study was to comparatively evaluate the performance (speed, accuracy, reliability) of a rapid AST method applied directly from positive blood culture bottles using the disk diffusion method for various Gram-negative and Gram-positive bacterial species against the standard disk diffusion method. The study included Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii, Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis, and Enterococcus faecium strains isolated from positive signal blood culture bottles. The rapid AST was performed by direct inoculation from the blood culture bottle onto Mueller-Hinton agar plates and placement of antibiotic disks. Inhibition zone diameters were read at 4, 6, 8, and 16-20 hours. These results were compared with the standard disk diffusion results (reference method) performed after 16-20 hours of incubation from subculture. Performance was assessed by calculating the Categorical Agreement (CA), Very Major Error (VME), Major Error (ME), and Minor Error (mE) rates. The developed rapid AST method provided stable and interpretable results for most tested bacterial species with 6 to 8 hours of incubation. This timeframe has the potential to provide antibiotic susceptibility test results approximately 36 hours earlier compared to conventional methods. Overall, acceptable levels of categorical agreement (above 90%) with the reference method were found in many bacteria- antibiotic combinations, particularly at the 8-hour readings. For Acinetobacter baumannii and Enterococcus faecalis isolates, 100% CA and zero error rates were achieved for all tested antibiotics. However, clinically critical and unacceptably high error rates were also identified: VME rates of 80% for clindamycin against Staphylococcus aureus, ME rates of 100% for amoxicillin/clavulanate against Escherichia coli, 46.7% for imipenem against Klebsiella pneumoniae, and 57.1% for ceftazidime against Pseudomonas aeruginosa were determined. High VME rates were also observed for Klebsiella pneumoniae trimethoprim/sulfamethoxazole and Escherichia coli ceftazidime combinations. The disk diffusion-based rapid AST method applied directly from positive blood culture bottles is a promising approach with the potential to significantly accelerate antibiotic susceptibility results. The method showed excellent performance for some pathogens such as Acinetobacter baumannii and Enterococcus faecalis. However, the unacceptable VME and ME rates found in certain critical combinations, such as Staphylococcus aureus clindamycin and Escherichia coli amoxicillin/clavulanate, indicate that the method is not reliable on its own for these specific scenarios. Therefore, the rapid AST results should be considered a preliminary report, and treatment decisions (especially de-escalation) must be confirmed by standard methods, particularly for combinations with a high risk of error. Further optimization, large-scale validation, and integration with rapid identification methods are recommended to enhance the clinical utility of the method.