Objective: Infections caused by carbapenemase-producing Enterobacteriaceae are among the current health problems that threaten public health all over the world. Various rapid diagnostic tests are used to detect carbapenemase in these bacteria, for which even minutes are important in their treatment. Reaction-based colormatic rapid diagnostic method based on enzyme-substrate interaction works on the principle of changing the color of phenol red by lowering the pH of the environment when the carbapenemase in the bacteria hydrolyzes the carbapenem. In our study, we aimed to detect the presence of carbapenemase in carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae isolates with this method and to investigate the sensitivity and specificity of the method.
Methods: Our study included 100 carbapenem-resistant and 25 carbapenem-sensitive K. pneumoniae isolates, whose antimicrobial susceptibility was determined by routine laboratory tests obtained from various clinical samples sent microbiology laboratory between 2018 and 2023. The presence of carbapenemase was investigated in all isolates with a reaction-based method based on enzyme-substrate interaction. The sensitivity and specificity of the method were determined by the detection of carbapenemase genes (oxa-48, ndm, kpc, imp and vim) by PCR that used as the gold standard for this diagnosis.
Results: Carbapenemase gene was detected in 97 of the carbapenem-resistant isolates (oxa-48, n=58; ndm, n=16; oxa-48+ndm, n=15 and kpc, n=8) by PCR. Ninety-four of these isolates were detected as carbapenemase positive by the reaction-based method based on enzyme-substrate interaction. All carbapenem-susceptible isolates were detected as carbapenemase negative by rapid diagnostic method. For rapid diagnostic method; Its sensitivity was calculated as 96.9%, specificity as 100%, positive predictive value as 100%, and negative predictive value as 90.3%.
Conclusion: There are problems in the tests used for the rapid detection of carbapenemase production, such as cost, time and the need for expertised personnel. The method tested in our study is cost-effective, easily applicable, and detects the presence of carbapenemase with high sensitivity and specificity in approximately 1 hour. The routine utilization of this method which provides accurate and reliable results in a short time period should be evaluated in clinical laboratories.
Amaç: Karbapenemaz üreten Enterobacteriaceae kaynaklı enfeksiyonlar tüm dünyada halk sağlığını tehdit eden güncel sağlık sorunlarındandır. Tedavisinde dakikaların bile önemli olduğu bu bakterilerde karbapenemaz tespiti için çeşitli hızlı tanı testleri kullanılmaktadır. Enzim-substrat etkileşimine dayalı reaksiyon temelli kolormatik hızlı tanı yöntemi; yaklaşık bir saatte, in vitro ortamda bakterideki karbapenemazın karbapenemi hidroliz etmesiyle ortam pH’ını düşürerek fenol kırmızısının renginin değişmesi prensibiyle çalışır. Çalışmamızda karbapenem dirençli Klebsiella pneumoniae izolatlarında karbapenemaz varlığı, bu yöntemle tespit edilerek yöntemin duyarlılık ve özgüllüğünün araştırılması amaçlanmıştır.
Gereç ve Yöntem: Çalışmamıza hastanemiz mikrobiyoloji laboratuvarına 2018-2023 yılları arasında gönderilmiş çeşitli klinik örneklerden elde edilen rutin laboratuvar testleriyle tanımlanıp antimikrobiyal duyarlılıkları belirlenmiş karbapenem dirençli 100, karbapenem duyarlı 25 K. pneumoniae izolatı dahil edilmiştir. İzolatların tümünde enzim-substrat ilişkisine dayalı reaksiyon temelli yöntem ile karbapenemaz varlığı araştırılmıştır. Yöntemin duyarlılık ve özgüllüğü, bu tanıda altın standart olan PZR ile karbapenemaz genlerinin (oxa-48, ndm, kpc, imp ve vim) tespitiyle belirlenmiştir.
Bulgular: PZR ile karbapenem dirençli izolatların 97’sinde (oxa-48 n=58, ndm n=16, oxa-48+ndm n=15 ve kpc n=8) karbapenemaz geni tespit edilmiştir. Bu izolatların 94’ü enzim-substrat ilişkisine dayalı reaksiyon temelli yöntem ile karbapenemaz pozitif saptanmıştır. Karbapenem duyarlı izolatların tümü hızlı tanı yöntemiyle karbapenemaz negatif saptanmıştır. Hızlı tanı yönteminin; duyarlılığı %96.9, özgüllüğü %100, pozitif prediktif değeri %100, negatif prediktif değeri ise %90.3 olarak hesaplanmıştır.
Sonuç: Karbapenemaz üretiminin hızlı tespiti için kullanılan testlerde maliyet, zaman ve uzman personel gereksinimi gibi birtakım sorunlar bulunmaktadır. Çalışmamızda test ettiğimiz yöntem uygun maliyetli, kolay uygulanabilir ve ortalama 1 saatte karbapenemaz varlığını yüksek duyarlılık ve özgüllükte tespit etmektedir. Kısa sürede doğru ve güvenilir sonuç veren bu yöntemin rutin laboratuvarlarda kullanımı değerlendirilmelidir.
Bu çalışma Marmara Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü Etik Kurulu tarafından 19.09.2022-90 onay tarihi ve numarasıyla etik onay almıştır.
Çalışma, Marmara Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri (BAP) Koordinasyon Birimi tarafından 2023 yılında TYL-2023-10952 numaralı proje ile desteklenmiştir.
Primary Language | Turkish |
---|---|
Subjects | Public Health (Other) |
Journal Section | Research Articles |
Authors | |
Publication Date | May 30, 2024 |
Submission Date | March 28, 2024 |
Acceptance Date | April 18, 2024 |
Published in Issue | Year 2024 Volume: 4 Issue: 2 |