Evaluation of colistin-ampicillin/sulbactam combination efficacy in imipenem-resistant Acinetobacter baumannii strains

İmipeneme dirençli Acinetobacter baumannii izolatlarında kolistin-ampisilin/sulbaktam kombinasyonu etkinliğinin değerlendirilmesi

AYTEKİN ÇIKMAN,Mehmet Reşat CEYLAN,MEHMET PARLAK,MUSTAFA KASIM KARAHOCAGİL,Mustafa BERKTAŞ

Abstract

The increasing emergence of multi-drug resistant Acinetobacter baumannii strains as nosocomial pathogens lead to the use of antimicrobial combinations in the treatment of infections due to these bacteria. The aim of this study was to determine the MIC values of colistin and ampicillin/sulbactam and their in vitro synergistic activities by E-test in order to evaluate the effect of this combination against imipenem- resistant A.baumannii isolates. A total of 33 A.baumannii strains isolated from clinical specimens as etiologic agents of nosocomial infections and identified as imipenem-resistant were included in the study. Identification of the isolates was performed by conventional methods and their imipenem resistance was detected with BD Phoenix automated system (Becton Dickinson, USA). MIC values and in vitro synergistic activity of colistin and ampicillin/sulbactam combination were analyzed by E-test (AB Biodisk, Sweden) on Mueller-Hinton agar medium. Synergistic, additive, indifferent and antagonist effects of A.baumannii strains were evaluated by fractional inhibitory concentration (FIC) index. The combination was considered to be synergistic when the FIC index was ≤ 0.5, additive when it was 1- > 0.5 and antagonistic when ≥ 2. Of the 33 strains included in the study, 21 were resistant to colistin; 30 were resistant and 3 were moderately susceptible to ampicillin/sulbactam. MIC50 and MIC90 values and MIC range of A.baumannii strains for colistin were 8, 32 and 0.13-128 μg/ml; for ampicillin/sulbactam those values were 48, 256 and 12-256 μg/ml, respectively. According to the FIC indices, 15 strains showed synergistic, four additive, five indifferent and nine antagonistic activity to colistin and ampicillin/sulbactam combination. Among the 12 colistin-susceptible strains, nine showed antagonistic, two indifferent and one synergistic activity to the tested combination while among the 21 colistin-resistant strains 14 showed synergistic, four additive and three indifferent activity. As a result, the combination of colistin with ampicillin/sulbactam, demonstrated high synergistic activity in vitro. While the synergistic effect of this combination was more significant in colistin-resistant strains, antagonistic effect of colistin-susceptible strains was found to be notable. Therefore, colistin resistance should be primarily determined before using colistin and ampicillin/sulbactam combination in A.baumannii infections since this combination seemed to be more effective in case of colistin resistance. However, these data should be supported by further advanced clinical studies.

Özet

Karbapenemler dahil olmak üzere birçok antibiyotiğe dirençli olan Acinetobacter baumannii suşlarının hastane enfeksiyonları etiyolojisinde artış göstermesi, bu bakterilerle gelişen enfeksiyonlarda çeşitli antimikrobiyal kombinasyonların kullanımını zorunlu kılmaktadır. Bu çalışmada, hastane enfeksiyonu etkeni olan imipeneme dirençli A.baumannii suşlarına karşı kolistin-ampisilin/sulbaktam kombinasyonunun değerlendirilmesi amacıyla, antibiyotiklerin MİK değerleri ve in vitro sinerjistik etkinliği E-test yöntemiyle araştırılmıştır. Çalışmaya, çeşitli klinik örneklerden izole edilen ve imipeneme dirençli olduğu belirlenen hastane enfeksiyon etkeni 33 A.baumannii suşu alınmıştır. Konvansiyonel yöntemlerle tanımlanan A.baumannii suşlarının imipenem direnci, BD Phoenix otomatize sistemi (Becton Dickinson, ABD) ile belirlenmiştir. İzolatların kolistin ve ampisilin/sulbaktam için MİK değerleri ile in vitro sinerjistik etkinliği Mueller- Hinton agar besiyerinde E-test yöntemiyle (AB Biodisk, İsveç) araştırılmıştır. A.baumannii suşlarının sinerjik, aditif, indiferan ve antagonist etkileri fraksiyonel inhibitör konsantrasyon (FİK) indeksi ile değerlendirilmiş; FİK indeksi ≤ 0.5 ise sinerji, 1- >0.5 ise aditif ve ≥ 2 ise antagonist etki olarak kabul edilmiştir. Çalışmaya alınan 33 A.baumannii suşunun 21i kolistine dirençli, 12si duyarlı bulunurken, 30 izolat ampisilin/ sulbaktama dirençli, üçü ise orta duyarlı olarak saptanmıştır. A.baumannii suşlarının kolistin için MİK50, MİK90 ve MİK aralığı sırasıyla; 8, 32 ve 0.13-128 μg/ml olarak belirlenmiş; ampisilin/sulbaktam için bu değerler sırasıyla; 48, 256 ve 12-256 μg/ml olarak bulunmuştur. FİK indeksine göre, kolistin-ampisilin/sulbaktam kombinasyonu ile, suşların 15inde sinerjik, dördünde aditif, beşinde indiferan ve dokuzunda antagonist etki görülmüştür. CLSI kriterlerine göre kolistine duyarlı bulunan 12 A.baumanni suşunun dokuzunda antagonistik, ikisinde indiferan ve birinde sinerjik etki saptanmış; buna karşın kolistine dirençli 21 suşun 14ünde sinerjik, dördünde aditif ve üçünde indiferan etki belirlenmiştir. Sonuç olarak; kolistinin ampisilin/sulbaktamla kombinasyonu in vitro şartlarda yüksek sinerjik etki göstermiştir. Ancak bu kombinasyonun sinerjik etkisi kolistine dirençli suşlarda daha belirgin olup, kolistine duyarlı suşlarda antagonist etkinin belirgin olduğu izlenmiştir. Bu nedenle A.baumannii enfeksiyonlarında kolistin-ampisilin/sulbaktam kombinasyonu yerine öncelikle kolistin direncinin araştırılması, direncin saptanması durumunda bu kombinasyonun uygulanmasının daha etkin olacağı düşünülmüş; bu verilerin ileri klinik çalışmalarla desteklenmesi gerektiği kanısına varılmıştır.