การทดสอบการสร้างเอนไซม์ Extended-spectrum β-lactamases (ESBL) ของเชื้อ E. coli
การทดสอบการสร้างเอนไซม์ ESBL ของเชื้อ E. coli โดยใช้วิธี disk diffusion โดยวางยา disk ยาเป็นคู่โดย cefotaxime (CTX: 30 μg) คู่กับ cefotaxime/clavulanuc acid (CTX/CLA: 30/10 μg) และ ceftazidime (CAZ: 30 μg) คู่กับ ceftazidime/clavulanuc acid (CAZ/CLA: 30/10 μg) หาก ESBL ผลบวกจะพบว่ามีความแตกต่างของ inhibition zone ของยาแต่ละคู่ > 5 มิลลิเมตร
ข้อพิจารณาด้านจริยธรรมในการศึกษา
การศึกษาในครั้งนี้ได้รับรองจากคณะกรรมการจริยธรรมการวิจัยในมนุษย์โรงพยาบาลร้อยเอ็ดเอกสารอ้างอิงเลขที่ 034/2561
สถิติที่ใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูล
การศึกษาครั้งนี้สถิติที่ใช่ในการวิเคราะห์ข้อมูลได้แก่ สถิติเชิงพรรณนา การวิเคราะห์แบบตัวแปรเดี่ยว (Univariable analysis) นำเสนอ Crude Odds ratio (OR C) และ 95% CI การวิเคราะห์แบบตัวแปรพหุ (Multivariable analysis) โดยใช้สถิติ Multiple logistic regression นำเสนอข้อมูลในรูปแบบของค่า Adjusted Odds ratio (OR Adj) และ 95% CI และค่า p-value โดยกำหนดระดับนัยสำคัญที่ p < 0.05
ผลการศึกษา
ข้อมูลทั่วไปของกลุ่มศึกษาและกลุ่มควบคุม
กลุ่มศึกษาจำนวน 125 ราย ส่วนใหญ่เป็นเพศหญิงร้อยละ 51.0 อายุเฉลี่ย 63.2+ 10.6 ปี ส่วนใหญ่เป็นผู้ป่วยของแผนกอายุรกรรม (ร้อยละ 51.2) และมีสถานภาพสมรสคู่ (ร้อยละ 75.0) กลุ่มความคุมจำนวน 250 ราย ส่วนใหญ่เป็นเพศชายร้อยละ 56.0 อายุเฉลี่ย 56.0+ 11.4 ปี เป็นผู้ป่วยของแผนกอายุรกรรม (ร้อยละ 56.0) และมีสถานภาพสมรสคู่ (ร้อยละ 62.0) (ตารางที่ 1)
การวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างการใช้ยาปฏิชีวนะต่อการติดเชื้อ ESBL-E.coli ด้วยการวิเคราะห์ตัวแปรเชิงเดี่ยว
ผลการวิเคราะห์ความสัมพันธ์ ด้วยการวิเคราะห์ตัวแปรเชิงเดี่ยวพบว่าการที่ผู้ป่วยได้รับยาปฏิชีวนะในกลุ่ม third generation cephalosporins (OR=3.6; 95%CI: 1.73-8.83) และ carbapenems (OR=2.4; 95%CI: 1.27-3.04) (ตารางที่ 2)
ตารางที่ 1 ข้อมูลทั่วไปของกลุ่มศึกษาและกลุ่มควบคุม
ข้อมูลทั่วไป |
กลุ่มศึกษา
จำนวน (ร้อยละ)
(n=125) |
กลุ่มควบคุม
จำนวน (ร้อยละ)
(n=250) |
p-value |
เพศ |
|
|
0.256 |
ชาย |
61 (49.0) |
140 (55.0) |
|
หญิง |
64 (51.0) |
110 (45.0) |
|
อายุ (ปี) |
|
|
0.667 |
≤ 60 |
89 (51.0) |
113 (56.0) |
|
> 60 |
86 (49.0) |
137 (44.0) |
|
Mean±SD |
63.2±10.6 |
56.0±11.4 |
|
หอผู้ป่วย |
|
|
0.765 |
ศัลยกรรม |
20 (16.0) |
75 (30.0) |
|
อายุรกรรม |
64 (51.2) |
140 (56.0) |
|
ICU |
41 (32.8) |
35 (14.0) |
|
สถานภาพ |
|
|
0.856 |
โสด |
22 (17.0) |
49 (20.0) |
|
คู่ |
90 (75.0) |
158 (62.0) |
|
หย่าร้าง |
2 (2.0) |
7 (3.0) |
|
หม้าย |
11 (6.0) |
36 (15.0) |
|
ตารางที่ 2 ผลการวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างการใช้ยาปฏิชีวนะต่อการติดเชื้อ ESBL-E.coli ด้วยการวิเคราะห์ตัวแปรเชิงเดี่ยว
ตัวแปร |
กลุ่มศึกษา
จำนวน (ร้อยละ)
(n=125) |
กลุ่มควบคุม
จำนวน (ร้อยละ)
(n=250) |
Crude
OR |
95% CI |
p-value |
Frist generation cephalosporins
ไม่ใช้
ใช้ |
104 (85.6)
21 (14.4) |
215 (84.0)
35 (16.0) |
1
0.9 |
0.41-1.91 |
0.781 |
Second generation cephalosporins
ไม่ใช้
ใช้ |
112 (88.0)
13 (12.0) |
230 (89.2)
20 (10.8) |
1
1.7 |
0.51-4.20 |
0.674 |
Third generation cephalosporins
ไม่ใช้
ใช้ |
38 (31.0)
87 (69.0) |
85 (35.0)
165 (65.0) |
1
3.6 |
1.73-8.83 |
0.003 |
Aminoglycosides
ไม่ใช้
ใช้ |
109 (87.0)
16 (13.0) |
210 (84.0)
40 (16.0) |
1
1.4 |
0.19- 1.75 |
0.214 |
Sulfamethoxazole/Trimethoprim
ไม่ใช้
ใช้ |
105 (84.0)
20 (16.0) |
210 (85.0)
40 (15.0) |
1
1.2 |
0.55- 1.81 |
0.410 |
Carbapenems
ไม่ใช้
ใช้ |
60 (47.0)
65 (53.0) |
162 (65.0)
88 (35.0) |
1
2.4 |
1.20-4.14 |
<0.001 |
Tetracyclines
ไม่ใช้
ใช้ |
110 (88.0)
15 (12.0) |
228 (91.0)
22 (9.0) |
1
1.4 |
0.71- 2.83 |
0.329 |
Quinolones
ไม่ใช้
ใช้ |
110 (90.0)
15 (10.0) |
200 (78.0)
50 (22.0) |
1
1.7 |
0.19-9.78 |
0.434 |
ความสัมพันธ์ระหว่างการใช้ยาปฏิชีวนะต่อการติดเชื้อ ESBL-E.coli ด้วยการวิเคราะห์ตัวแปรเชิงพหุด้วยวิธีพหุถดถอยโลจีสติก
ผลการวิเคราะห์ความสัมพันธ์ด้วยการวิเคราะห์ตัวแปรเชิงพหุด้วยวิธีพหุถดถอยโลจีสติกโดยปรับค่าด้วย เพศ อายุ ผลการวิเคราะห์ข้อมูลพบว่าผู้ป่วยที่ได้รับยาปฏิชีวนะในกลุ่ม carbapenems (OR Adj. =2.1; 95%CI: 1.98-4.41), third generation cephalosporin (OR Adj. =3.2; 95%CI: 1.95-6.93) เป็นปัจจัยที่มีความสัมพันธ์ต่อการติดเชื้อชนิดนี้ (ตารางที่ 3)
ตารางที่ 3 ผลการวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างการใช้ยาปฏิชีวนะต่อการติดเชื้อ ESBL-E.coli ด้วยการวิเคราะห์ตัวแปรเชิงพหุ
ตัวแปร |
กลุ่มศึกษา
จำนวน (ร้อยละ)
(n=125) |
กลุ่มควบคุม
จำนวน (ร้อยละ)
(n=250) |
Crude
OR(95%CI) |
Adjusted
OR (95% CI) |
p-value |
3 generation cephalosporin
ไม่ใช้
ใช้ |
38 (31.0)
87 (69.0) |
85 (35.0)
165 (65.0) |
1
3.6(1.73-8.83) |
1
3.2(1.92-6.93) |
0.004 |
Carbapenems
ไม่ใช้
ใช้ |
60 (47.0)
65 (53.0) |
162 (65.0)
88 (35.0) |
1
2.4(1.20-4.14) |
1
2.1(1.98-4.41) |
<0.001 |
ORC: Crude Odds Ratio; ORA: Adjusted Odds Ratio ปรับค่าด้วย เพศ และ อายุ; 95% CI: 95% Confident interval; p-value จาก multiple logistic regression analysis.
วิจารณ์
การศึกษาครั้งนี้เป็นการศึกษาถึงความสัมพันธ์ระหว่างผู้ป่วยในโรงพยาบาลร้อยเอ็ดที่รักษาด้วยยาปฏิชีวนะกับความเสี่ยงในการติดเชื้อ ESBL-E.coli โดยผลการวิเคราะห์ข้อมูลพบว่าปัจจัยที่มีความสัมพันธ์ที่ก่อให้เกิดการติดเชื้อ ESBL-E.coli สายพันธุ์สร้างเอนไซม์ ESBL ที่สำคัญ ได้แก่ ผู้ป่วยมีประวัติการได้รับยาปฏิชีวนะในกลุ่ม carbapenems มีความเสี่ยง 2.1 เท่า (OR Adj. =2.1; 95%CI: 1.98-4.41) และ third generation cephalosporin มีความเสี่ยง 3.2 เท่า (OR Adj. =3.2; 95%CI: 1.95-6.93) สอดคล้องกับหลายการศึกษาที่ผ่านมาที่พบว่าผู้ป่วยได้รับยาปฏิชีวนะในกลุ่ม carbapenem, third และ fourth generation cephalosporin ได้แก่ eftazidime, cefixime, cefotaxime และ ceftazidime-clavulanic acid เป็นปัจจัยเสี่ยงต่อการติดเชื้อชนิดนี้ 14--17 แต่การศึกษาในครั้งนี้ยังมีความแตกต่างในหลายประเทศที่ผ่านมาได้แก่ การศึกษาที่ประเทศญี่ปุ่นพบว่าผู้ป่วยที่ได้รับยาปฏิชีวนะในกลุ่ม corticosteroids, quinolones, tazobactam/piperacillin และ cefmetazole เป็นปัจจัยเสี่ยงที่สำคัญที่ทำให้เกิดการติดเชื้อชนิดนี้ 15 ที่ประเทศอินเดียพบว่าผู้ป่วยที่มีการใช้ยาปฏิชีวนะในกลุ่ม fluoroquinolones, levofloxacin และ gentamicin เป็นปัจจัยเสี่ยงสำคัญ 16 ที่ประเทศเดนมาร์คผู้ป่วยที่ได้รับยาปฏิชีวนะในกลุ่ม nitrofurantoin และ macrolides เป็นปัจจัยเสี่ยงที่ก่อให้เกิดการติดเชื้อ 18 ที่ประเทศจีนพบว่าผู้ป่วยที่ได้รับยาปฏิชีวนะในกลุ่ม glucocorticoids และยาในกลุ่มกดภูมิคุ้มกันเป็นปัจจัยเสี่ยงที่สำคัญ 19 ที่ประเทศตุรกีพบว่าผู้ป่วยที่ใช้ยาปฏิชีวนะ ciprofloxacin มากกว่า 1 ครั้งใน 1 ปีมีความเสี่ยง 2.8 เท่า 20 ที่ประเทศสเปนพบว่าผู้ป่วยที่ได้รับยาปฏิชีวนะกลุ่ม second-generation cephalosporins มีความเสี่ยงต่อการติดเชื้อ ESBL-E.coli สูงถึง 21.42 เท่า21 แต่การศึกษาในครั้งนี้พบว่าการใช้ยาปฏิชีวนะในกลุ่ม second-generation cephalosporins ไม่มีความสัมพันธ์ ที่ประเทศไต้หวันพบว่าผู้ป่วยที่มีประวัติการได้รับยาปฏิชีวนะมาก่อนและรักษาด้วยยา oxyimino-cephalosporins มีความเสี่ยงต่อการติดเชื้อชนิดนี้สูงถึง 5.16 เท่า 22
เนื่องจากเชื้อ E. coli มีกลไกการดื้อยาปฏิชีวนะที่หลากหลายส่งผลให้เชื้อ E. coli เป็นปัญหาที่สำคัญและเกิดการดื้อยายาปฏิชีวนะได้หลายกลุ่ม โดยการศึกษาที่ประเทศสวิสเซอร์แลนด์พบว่าเชื้อ ESBL- E. coli ดื้อต่อยาปฏิชีวนะในกลุ่ม amoxicillin-clavulanic acid ร้อยละ 69.6, ciprofloxacin ร้อยละ 84.8, norfloxacin, ร้อยละ 83.9, trimethoprim-sulfamethoxazole ร้อยละ 75.9, resistance nitrofurantoin ร้อยละ 15 และดื้อต่อยา fosfomycin23 ที่ประเทศสเปนพบว่าเชื้อ ESBL-E. coli ดื้อต่อยา ciprofloxacin ร้อยละ 97.4, amoxicillin/clavulanate ร้อยละ 74.4, co-trimoxazole ร้อยละ 69.2 และ tobramycin ร้อยละ 61.5 24 จะเห็นว่าเชื้อชนิดนี้เป็นปัญหาสำคัญทางด้านสาธารณสุขในประเทศต่างๆทั่วทุกภูมิภาคของโลก
สำหรับจุดแข็งของการศึกษาในครั้งนี้คือผู้ป่วยที่ติดเชื้อ ESBL-E .coli ทุกรายมีผลการตรวจเพาะเชื้อยืนยันทางห้องปฏิบัติการ การวินิจฉัยการติดเชื้อยืนยันด้วยแพทย์ผู้เชี่ยวชาญ การเก็บข้อมูลประวัติการรักษาของผู้ป่วยจากเวชระเบียนดำเนินการโดยพยาบาลควบคุมโรคติดเชื้อในโรงพยาบาล กลุ่มควบคุมมีการสุ่มจากผู้ป่วยที่เข้ารับการรักษาในช่วงเดียวกันกับกลุ่มศึกษา ส่วนข้อจำกัดของการศึกษาในครั้งนี้คือผู้วิจัยไม่ได้ทำการศึกษาในปัจจัยอื่นๆที่อาจจะมีผลต่อการติดเชื้อชนิดนี้โดยเฉพาะปัจจัยด้านการทำหัตถการต่างๆเพื่อช่วยเหลือชีวิตผู้ป่วย การมีภาวะโรคร่วม และสภาวะแวดล้อมต่างๆของผู้ป่วย ซึ่งปัจจัยต่างๆเหล่านี้อาจจะมีผลต่อการติดเชื้อในผู้ป่วยได้
สรุป
การศึกษาครั้งนี้แสดงให้เห็นว่าผู้ป่วยที่มีประวัติการได้รับยาปฏิชีวนะกลุ่ม Carbapenems และ third generation cephalosporin มีความเสี่ยงในการติดเชื้อ ESBL-E.coli เพื่อเป็นการยืนยันผลการศึกษาวิจัยในครั้งนี้ควรมีการศึกษากลุ่มตัวอย่างที่มีขนาดใหญ่กว่าและกลุ่มประชากรที่แตกต่างจากการศึกษาในครั้งนี้
กิตติกรรมประกาศ
ขอขอบพระคุณผู้อำนวยการโรงพยาบาลร้อยเอ็ดที่อนุญาตให้ผู้วิจัยดำเนินการเก็บข้อมูลเพื่อใช้ในการศึกษา เจ้าหน้าที่ห้องปฏิบัติการจุลชีวิทยาคลินิกโรงพยาบาลร้อยเอ็ดทุกท่านที่สนับสนุนข้อมูลผลการตรวจเพาะเชื้อที่ใช้ในการศึกษาครั้งนี้
เอกสารอ้างอิง
1. Li X, Chen Y, Gao W, Ye H, Shen Z, Wen Z, et al. A 6-year study of complicated urinary tract infections in southern China: prevalence, antibiotic resistance, clinical and economic outcomes. Ther Clin Risk Manag 2017; 13: 147987.
2. Curran KG, Heiman Marshall KE, Singh T, Doobovsky Z, Hensley J, Melius B, et al. An outbreak of Escherichia coli O157:H7 infections following a dairy education school field trip in Washington state, 2015. Epidemiol Infect 2018; 146: 442-9.
3. Lochan H, Pillay V, Bamford C, Nuttall J, Eley B. Bloodstream infections at a tertiary level paediatric hospital in South Africa. BMC Infect Dis 2017 ; 17: 750.
4. Ukah UV, Glass M, Avery B, Daignault D, Mulvey MR, Reid-Smith RJ, et al. Risk factors for acquisition of multidrug-resistant Escherichia coli and development of community-acquired urinary tract infections. Epidemiol Infect 2018; 146: 46-57.
5. Peirano G, Gregson DB, Kuhn S, Vanderkooi OG, Nobrega DB, Pitout JDD. Rates of colonization with extended-spectrum β-lactamase-producing Escherichia coli in Canadian travellers returning from South Asia: a cross-sectional assessment. CMAJ Open 2017; 5: E8505.
6. Lukuke HM, Kasamba E, Mahuridi A, Nlandu RN, Narufumi S, Mukengeshayi AN, et al. [Nosocomial urinary tract and surgical site infection rates in the Maternity Ward at the General Referral Hospital in Katuba, Lubumbashi, Democratic Republic of the Congo]. Pan Afr Med J 2017; 28: 57.
7. Kotagiri P, Chembolli D, Ryan J, Hughes PD, Toussaint ND. Urinary Tract Infections in the First Year Post-Kidney Transplantation: Potential Benefits of Treating Asymptomatic Bacteriuria. Transplant Proc 2017; 49: 20705.
8. Ismail MD, Ali I, Hatt S, Salzman EA, Cronenwett AW, Marrs CF, et al. Association of Escherichia coli ST131 Lineage with risk of Urinary Tract Infection Recurrence among young women. J Glob Antimicrob Resist 2017; 3: 245-67
9. Zhang M, Xu Y, Jiang Z, Qian J, Zhang Z, Sun N, et al. [Study on risk factor of central venous catheter infection in ICU: 1 160 patients report]. Zhonghua Wei Zhong Bing Ji Jiu Yi Xue 2017; 29: 10826.
10. Chapelet G, Boureau AS, Dylis A, Herbreteau G, Corvec S, Batard E, et al. Association between dementia and reduced walking ability and 30-day mortality in patients with extended-spectrum beta-lactamase-producing Escherichia coli bacteremia. Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2017; 36: 241722.
11. Saputra S, Jordan D, Mitchell T, Wong HS, Abraham RJ, Kidsley A, et al. Antimicrobial resistance in clinical Escherichia coli isolated from companion animals in Australia. Vet Microbiol 2017; 211: 4350.
12. Lee H, Han SB, Kim JH, Kang S, Durey A. Risk factors of urinary tract infection caused by extended spectrum β-lactamase-producing Escherichia coli in emergency department. Am J Emerg Med 2018; 36: 1608-12.
13. Narksawat K, Danchaivijitr S, Siripanichgon K, Rongrungrueng Y. Risk factors for multi-drug resistant Acinetobacter baumannii nosocomial infection. J Med Assoc Thai 2007; 90: 16339.
14. Pouladfar G, Basiratnia M, Anvarinejad M, Abbasi P, Amirmoezi F, Zare S. The antibiotic susceptibility patterns of uropathogens among children with urinary tract infection in Shiraz. Medicine (Baltimore) 2017 ; 96: e7834.
15. Namikawa H, Yamada K, Fujimoto H, Oinuma K-I, Tochino Y, Takemoto Y, et al. Clinical Characteristics of Bacteremia Caused by Extended-spectrum Beta-lactamase-producing Escherichia coli at a Tertiary Hospital. Intern Med Tokyo Jpn 2017; 56: 180715.
16. Nisha KV, Veena SA, Rathika SD, Vijaya SM, Avinash SK. Antimicrobial susceptibility, risk factors and prevalence of bla cefotaximase, temoneira, and sulfhydryl variable genes among Escherichia coli in community-acquired pediatric urinary tract infection. J Lab Physicians 2017; 9: 15662.
17. Patel HB, Lusk KA, Cota JM. The Role of Cefepime in the Treatment of Extended-Spectrum Beta-Lactamase Infections. J Pharm Pract 2017; 897190017743134.
18. Søgaard M, Heide-Jørgensen U, Vandenbroucke JP, Schønheyder HC, Vandenbroucke-Grauls CMJE. Risk factors for extended-spectrum β-lactamase-producing Escherichia coli urinary tract infection in the community in Denmark: a case-control study. Clin Microbiol Infect 2017; 23: 95260.
19. Xu M, Fan Y, Wang M, Lu X. Characteristics of Extended-Spectrum β-Lactamases-Producing Escherichia coli in Fecal Samples of Inpatients of Beijing Tongren Hospital. Jpn J Infect Dis 2017; 70: 2904.
20. Arslan H, Azap OK, Ergönül O, Timurkaynak F, Urinary Tract Infection Study Group. Risk factors for ciprofloxacin resistance among Escherichia coli strains isolated from community-acquired urinary tract infections in Turkey. J Antimicrob Chemother 2005; 56: 9148.
21. Calbo E, Romaní V, Xercavins M, Gómez L, Vidal CG, Quintana S, et al. Risk factors for community-onset urinary tract infections due to Escherichia coli harbouring extended-spectrum beta-lactamases. J Antimicrob Chemother 2006; 57: 7803.
22. Wu UI, Yang CS, Chen WC, Chen YC, Chang SC. Risk factors for bloodstream infections due to extended-spectrum beta-lactamase-producing Escherichia coli. J Microbiol Immunol Infect 2010; 43: 3106.
23. Meier S, Weber R, Zbinden R, Ruef C, Hasse B. Extended-spectrum β-lactamase-producing Gram-negative pathogens in community-acquired urinary tract infections: an increasing challenge for antimicrobial therapy. Infection 2011; 39: 33340.
24. Merino I, Shaw E, Horcajada JP, Cercenado E, Mirelis B, Pallarés MA, et al. CTX-M-15-H30Rx-ST131 subclone is one of the main causes of healthcare-associated ESBL-producing Escherichia coli bacteraemia of urinary origin in Spain. J Antimicrob Chemother 2016; 71: 212530.