1พบ., วว. (กมารเวชศาสตร) รองศาสตราจารย 2วท.ม. (จลชววทยา) นกวทยาศาสตร 3ป. (จลชววทยา) พนกงานวทยาศาสตรการแพทย ภาควชากมารเวชศาสตร คณะแพทยศาสตร มหาวทยาลยสงขลานครนทร อ.หาดใหญ จ.สงขลา 90110 รบตนฉบบวนท 30 กนยายน 2548 รบลงตพมพวนท 31 มนาคม 2549

นพนธตนฉบบ

ความไวของเชอ Klebsiella pneumoniae สายพนธทดอตอยาตานจลชพหลายขนานตอยา meropenem, imipenem, cefepime, cefoxitin and ciprofloxacin

พรพมล พฤกษประเสรฐ1

วนสนนทน ธญญพาณชย2ละมาย แกวจงหวด3

In vitro activity of meropenem, imipenem, cefepime, cefoxitin and ciprofloxacin against multiresistant Klebsiellapneumoniae.Pruekprasert P, Tunyapanit W, Kaewjungwad L.Department of Pediatrics, Faculty of Medicine,Prince of Songkla University, Hat Yai, Songkhla, 90110, ThailandSongkla Med J 2006;24(3):147-151

Abstract:One hundred strains of Klebsiella pneumoniae, resistant to amikacin and ceftazidime, were tested in vitro for susceptibility

to meropenem, imipenem, cefepime and cefoxitin by the E test, and tested for susceptibility to ciprofloxacin by the disk test. Allstrains tested were highly susceptible to meropenem and imipenem with minimal inhibitory concentrations for 90 percent of thestrains (MIC90) of 0.125 and 1 mg/L, respectively. Seventy-seven and 61 percent of strains were susceptible to cefepime andcefoxitin, but with lower levels of activity with MIC90 of 64 and > 256 mg/L, respectively. Only 32 percent of strains weresusceptible to ciprofloxacin. All 13 strains resistant to amikacin, ceftazidime, cefepime, cefoxitin and ciprofloxacin weresusceptible to meropenem and imipenem.

สงขลานครนทรเวชสาร ความไวของเชอ multiresistant K. pneumoniae ตอยาตานจลชพปท 24 ฉบบท 3 พ.ค.-ม.ย. 2549 พรพมล พฤกษประเสรฐ, วนสนนทน ธญญพาณชย, ละมาย แกวจงหวด148

These results suggest that meropenem and imipenem should be recommended as therapy for multiresistant K. pneumoniaeinfections. Other antimicrobial agents might be useful but should be confirmed with the antimicrobial susceptibility test.Cefoxitin should be used with special caution because of its very high MIC90 .

Key words: Klebsiella pneumoniae, meropenem, imipenem

บทคดยอ:ศกษาความไวของเชอ Klebsiella pneumoniae สายพนธทดอตอ amikacin และ ceftazidime จำนวน 100 สายพนธ ตอ

meropenem, imipenem, cefepime, cefoxitin และ ciprofloxacin โดยหาคาความเขมขนตำสดของยาทสามารถยบยงการเจรญเตบโตของเชอได (MIC) ของ meropenem, imipenem, cefepime และ cefoxitin โดยวธ E-test และศกษาความไวของเชอตอ ciprofloxacinโดยวธ disk diffusion ผลการศกษาพบวาเชอทกสายพนธไวตอ meropenem และ imipenem โดยมคาความเขมขนตำสดทสามารถยบยงการเจรญเตบโตของเชอไดรอยละ 90 ของสายพนธทใชศกษา (MIC90) เทากบ 0.125 และ 1.0 มก./ล. ตามลำดบ เชอรอยละ77 และ 61 ไวตอ cefepime และ cefoxitin แตคา MIC90 ของยาทงสองมระดบสงมากคอ 64 และ >256 มก./ล. ตามลำดบ เชอไวตอciprofloxacin เพยงรอยละ 32 เชอ 13 สายพนธทดอตอยาตานจลชพ 5 ชนด คอ amikacin, ceftazidime, cefepime, cefoxitin และciprofloxacin ทกสายพนธยงไวตอ meropenem และ imipenem

จากผลการศกษาน นาจะใช meropenem และ imipenem รกษาการตดเชอทเกดจาก K. pneumoniae ทดอตอยาหลายขนานไดอยางมนใจ ยาอนอก 3 ชนด ตองดผลความไวของเชอกอนใหการรกษา สำหรบ cefoxitin ตองใชอยางระมดระวงเปนพเศษ เนองจากคาMIC90 มระดบสงมาก

คำสำคญ: Klebsiella pneumoniae, meropenem, imipenem

บทนำการตดเชอ Klebsiella pneumoniae (K. pneumoniae) สายพนธ

ทดอตอยาตานจลชพหลายชนด เปนปญหาสำคญในการรกษาผปวยในโรงพยาบาล เชอสายพนธดงกลาวมกดอตอยาในกลมทเคยใชรกษาไดผล เชน aminoglycoside (gentamicin, amikacin),cephalosporin รนท 3 (cefotaxime, ceftriaxone, ceftazidime),penicillin (piperacillin), co-trimoxazole รวมทง quinolone(ciprofloxacin)1-4 เชอยงสามารถถายทอดคณสมบตการดอยาใหแกเชออนๆ ทอยในกลม enterobacteriaceae ดวยกน เชน Escherichiacoli, Enterobacter species ทำใหเปนปญหามากขน5-7 การศกษาหลายแหงพบวาเชอดงกลาวยงไวตอยาในกลม carbapenem (meropenem,imipenem) และบางสวนไวตอ cephalosporin บางตว (cefepime,cefotaxime) และ ciprofloxacin กลมผวจยจงสนใจศกษาความไวของเชอ K. pneumoniae ทดอตอยา amikacin และ ceftazidimeทแยกไดจากผปวยของโรงพยาบาลสงขลานครนทร ตอยาตานจลชพดงกลาว เพอเปนแนวทางในการเลอกใชยาตานจลชพรกษาผปวยทตดเชอดอยาดงกลาวตอไป

วสดและวธการวธการศกษา เปนการศกษาแบบทดลองเชอแบคทเรย เกบตวอยางเชอ K. pneumoniae ทดอตอ

ยา amikacin, ceftazidime และ cefotaxime จากหองปฏบตการจลชววทยา ภาควชาพยาธวทยา คณะแพทยศาสตร มหาวทยาลยสงขลานครนทร นำเชอมาทดสอบความไวกบยา amikacin และceftazidime โดยวธ disk diffusion เพอยนยนวาเปนสายพนธทดอตอยาทงสองจรง นำเชอทผลทดสอบยนยนวาดอยาจำนวน 100ตวอยางมาทำการศกษา

ยาตานจลชพ ใช disk ทดสอบความไวมาตรฐานของยาamikacin, ceftazidime และ ciprofloxacin ของบรษท Oxoid ใชแผนE test ของยา meropenem, imipenem, cefepime และ cefoxitin ของบรษท AB BIODISK

วธการศกษา ศกษาความไวของเชอตอยา meropenem,imipenem, cefepime และ cefoxitin โดยวธ E test เพอหาคาminimum inhibitory concentration (MIC) ซงเปนคาความเขมขนตำทสดของยาตานจลชพทสามารถยบยงการเจรญเตบโตของเชอแบคทเรยได และศกษาความไวของเชอตอยา ciprofloxacin โดยวธdisk diffusion

Songkla Med J Activity of antimicrobial agents against multiresistant K. pneumoniaeVol. 24 No. 3 May-Jun. 2006 Pruekprasert P, Tunyapanit W, Kaewjungwad L. 149

ตารางท 1 แสดงผลความไวของเชอ K. pneumoniae ทดอยา amikacin และ ceftazidime จำนวน 100 ตวอยาง

ยาตานจลชพ ระดบความไวตอยาตานจลชพ

เชอไวตอยา เชอดอยาระดบปานกลาง เชอดอยาระดบสง

Meropenem 100 - -Imipenem 100 - -Cefepime 77 7 16Cefoxitin 61 13 26Ciprofloxacin 32 33 35

ตารางท 2 แสดงคา minimum inhibitory concentration (MIC)ของยาตานจลชพตอเชอ K. pneumoniae ทดอยาamikacin และ ceftazidime จำนวน 100 ตวอยาง

ยาตานจลชพ MIC (มก./ล.)*

MIC50 MIC90

Meropenem 0.064 0.125 Imipenem 0.38 1 Cefepime 3 64 Cefoxitin 6 >256

*ชวงความเขมขนของยาทใชทดสอบตงแต 0.016 ถง 256 มก./ล.

การทดสอบทกวธทำตามมาตรฐานของ National Committeefor Clinical Laboratory Standards (NCCLS) โดยใช Escherichiacoli ATCC 25922 เปนตวควบคม8

ผลการศกษาเชอ K. pneumoniae ทดอยา amikacin และ ceftazidime

จำนวน 100 ตวอยาง เกบระหวางเดอนกมภาพนธ พ.ศ. 2541 ถงมถนายน พ.ศ. 2542 เกบจากผปวยเพศชาย 60 ราย เพศหญง40 ราย เปนผปวยเดก 32 ราย, ผใหญ 68 ราย ผปวยทกคนมอาการและอาการแสดงของการตดเช อ เช อแยกไดจากส งสงตรวจดงน ปสสาวะ 51 ตวอยาง เสมหะ 21 ตวอยาง เนอเยอหรอหนองจากแผล 20 ตวอยาง เลอด 4 ตวอยาง นำในชองทอง3 ตวอยาง และนำไขสนหลง 1 ตวอยาง

ผลการทดสอบความไวของเชอทดอยา amikacin และceftazidime ตอยาตานจลชพ และ MIC ของยาตานจลชพตอเชอแสดงในตารางท 1 และ 2 ตามลำดบ และผลการทดสอบความไวของเชอทดอยาตานจลชพมากกวา 2 ขนานตอยาตานจลชพ แสดงในตารางท 3

วจารณเชอ K. pneumoniae เปนเชอทกอใหเกดปญหาการตดเชอ

ในโรงพยาบาล1-2, 9-11 การแพรระบาดของเชอนมเพมมากขนหลงจากมการใชยากลม extended-spectrum cephalosporins11

กลไกการดอยาของ K. pneumoniae มหลายกลไกแตกลไกทสำคญ คอ การลดการนำยาเขาสเซลลซงเกยวของกบการเปลยนแปลงของ outer membrane proteins (OMPs)2, 4, 9 และการผลตเอนไซม β-lactamase ชนด extended-spectrum β–lactamases(ESBLs) โดยกลไกนทำใหเกดปญหาการแพรกระจายของเชอดอยาไปทวโลก2-3, 7, 11-12 เอนไซม ESBLs ทสรางโดย K. pneumoniaeรายงานครงแรก ในป พ.ศ. 2523 เอนไซมนมคณสมบตในการยอยสลายยากลม oxyiminocephalosporins (cefotaxime, ceftazidimeและ ceftriaxone) รวมถง aztreonam ซงเปนยากลม monobactamนอกจากนยงพบวา K. pneumoniae ทสราง ESBLs มกจะดอตอยากลม aminoglycosides และ fluoroquinolones มากกวาชนดทไมสรางเอนไซมน 2-4, 7, 9, 11-13

การดอยาของ K. pneumoniae ตอยาตานจลชพในกลมตางๆ เกดจากกลไกดงน การดอยากลม cephalosporins เกดจากการหายไปของ OmpK35 และ OmpK36 porin ซงเปน outermembrane proteins ทยอมใหสารและยาตานจลชพเขาไปใน เซลลของแบคทเรย การหายไปของ porins ดงกลาวมผลทำให K.pneumoniae ดอยา cefoxitin และ cephalosporins ตวอน รวมถง

สงขลานครนทรเวชสาร ความไวของเชอ multiresistant K. pneumoniae ตอยาตานจลชพปท 24 ฉบบท 3 พ.ค.-ม.ย. 2549 พรพมล พฤกษประเสรฐ, วนสนนทน ธญญพาณชย, ละมาย แกวจงหวด150

ciprofloxacin และหาก K. pneumoniae มการสราง ESBLs รวมดวยจะทำใหคา MIC ของยาในกลม cephalosporins รวมถง cefoxitinในการทำลายเชอเพมสงขน2-4, 9, 13, 15 กลไกการดอยา ciprofloxacinหรอยากลม quinolones จะเกยวของกบการเปลยนแปลงเปาหมายของยา (DNA gyrase หรอ DNA topoisomerase IV) บนโครโมโซมมผลทำใหยาจบกบเปาหมายไดลดลงหรอลดการสะสมของยาในเซลล เชอจงดอยา ในบางพนทพบวาการดอยา quinolones ของK. pneumoniae เกยวของกบยน qrn บนพลาสมดซงกลไกนจะทำใหเชอดอยาในระดบตำ และยงสามารถถายทอดการดอยาไปยงแบคทเรยอนได5, 14, 16

ในการศกษาผวจยไดคดเลอก K. pneumoniae ทดอยาamikacin และ ceftazidime ซงคาดวาการดอยาของเชอเกดจากการสรางเอนไซม ESBLs2-4, 7, 9, 11-14 มาทดสอบความไวของเชอกบยาตานจลชพในกลมตางๆ คอยากลม fluoroquinolones ใชยาciprofloxacin, ยากลม cephalosporins ใชยา cefoxitin และcefepime และยากลม carbapenem ใช imipenem และ meropenem

ดงนนจะเหนวาการศกษาถงแบบแผนความไวของเชอตอยาตานจลชพ จะทำใหเหนถงแนวโนมของการดอยา ซงขอมลดงกลาวจะเปนประโยชนในการเลอกใชยาอยางเหมาะสมจากผลการทดลองหากเชอ K. pneumoniae ดอยา ciprofloxacin สามารถเลอกใช cefepime ได และเมอเชอดอยา ciprofloxacin, cefoxitin,cefepime ยงสามารถใช imipenem และ meropenem ได เนองจากเชอยงคงไวตอยาสง นอกจากนยงควรมการศกษาถงกลไกการดอยาของเชอตอไป เนองจากการทราบถงกลไกการดอยาของเชอยงชวยชะลอและปองกนไมใหเช อพฒนากลไกการดอยาตานจลชพทใชรกษาและตอยาชนดใหมๆ ทจะนำมาใช

สรปศกษาความไวของเชอ Klebsiella pneumoniae สายพนธ

ทดอตอ amikacin และ ceftazidime จำนวน 100 สายพนธตอยาตานจลชพ 5 ชนด คอ meropenem, imipenem, cefepime,cefoxitin และ ciprofloxacin พบวาเชอทกสายพนธไวตอ mero-penem และ imipenem เชอรอยละ 77 และ 61 ไวตอ cefepimeและ cefoxitin ตามลำดบ เชอไวตอ ciprofloxacin เพยงรอยละ32 เชอ 13 สายพนธ ทดอตอยาตานจลชพหลายชนด คอamikacin, ceftazidime, cefepime, cefoxitin และ ciprofloxacinทกสายพนธยงไวตอ meropenem และ imipenem จากผลการศกษาน นาจะใช meropenem และ imipenem รกษาการตดเชอทเกดจาก K. pneumoniae ทด อตอยาหลายขนานไดอยางมนใจ ยาอนอก 3 ชนด ตองดผลความไวของเชอกอนใหการรกษา

กตตกรรมประกาศขอขอบคณ หวหนาภาควชาพยาธวทยาและหวหนาหนวย

จลชววทยา ภาควชาพยาธวทยา คณะแพทยศาสตร มหาวทยาลยสงขลานครนทร ทอนญาตใหเกบตวอยางเชอมาทำการศกษา

เอกสารอางอง1. Itokazu GS, Quinn JP, Bell-Dixon C, Kahan FM, Weinstein

RA. Antimicrobial resistance rates among aerobic gram-negative bacilli recovered from patients in intensive care

ตารางท 3 แสดงผลการทดสอบความไวของเชอ K. pneumoniae ทดอยาตานจลชพมากกวา 2 ขนาน ตอยาตานจลชพ

ชนดของเชอ รอยละของเชอทไวตอยาตานจลชพทใชทดสอบ

Klebsiella pneumoniae (จำนวน) Meropenem Imipenem Cefepime Cefoxitin Ciprofloxacin

เชอดอยา amikacin, ceftazidime และ ciprofloxacin (n=68) 100 100 72 54 0 เชอดอยา amikacin, ceftazidime และ cefoxitin (n=39) 100 100 49 0 21 เชอดอยา amikacin, ceftazidime และ cefepime (n=23) 100 100 0 17 17 เชอดอยา amikacin, ceftazidime, cefoxitin และ ciprofloxacin (n=31) 100 100 100 0 0 เชอดอยา amikacin, ceftazidime, cefepime และ cefoxitin (n=20) 100 100 0 0 20 เชอดอยา amikacin, ceftazidime, ciprofloxacin และ cefepime (n=19) 100 100 0 0 0 เชอดอยา amikacin, ceftazidime, cefepime, cefoxitin 100 100 0 0 0 และ ciprofloxacin (n=13)

Songkla Med J Activity of antimicrobial agents against multiresistant K. pneumoniaeVol. 24 No. 3 May-Jun. 2006 Pruekprasert P, Tunyapanit W, Kaewjungwad L. 151

units: evaluation of a national post marketing surveillanceprogram. Clin Infect Dis 1996;23:779-84.

2. Hernandez-Alles S, Benedi VJ, Martinez-Martinez L,Pascual A, Aguilar A, Tomas JM, et al. Development ofresistance during antimicrobial therapy caused by insertionsequence interruption of porin genes. Antimicrob AgentsChemother 1999;43:937-9.

3. Martinez-Martinez L, Hernandez-Alles S, Alberti S,Tomas JM, Benedi VJ, Jacoby GA. In vivo selection ofporin-deficient mutants of Klebsiella pneumoniae withincreased resistance to cefoxitin and expanded-spectrumcephalosporins. Antimicrob Agents Chemother 1996;40:342-8.

4. Domenech-Sanchez A, Pascual A, Suarez AI, AlvarezD, Benedi VJ, Martinez-Martinez L. Activity of nineantimicrobial agents against clinical isolates of Klebsiellapneumoniae producing extended-spectrum β-lactamasesand deficient or not in porins. J Antimicrob Chemother2000;46:858-9.

5. Martinez-Martinez L, Pascual A, Jacoby GA. Quinoloneresistance from a transferable plasmid. Lancet 1998;351:797-9.

6. Woloj M, tolmasky ME, Roberts MC, Crosa JH.Plasmid-encoded amikacin resistance in multiresistantstrains of Klebsiella pneumoniae isolated from neonateswith meningitis. Antimicrob Agents Chemother 1986;29:315-9.

7. Shannon K, Stapleton P, Xiang X, Johnson A, Beattle H,Bakri FE, et al. Extended-spectrum β-lactamase-producingKlebsiella pneumoniae strains causing nosocomialoutbreaks of infection in the United Kingdom. J ClinMicrobiol 1998;36:3105-10.

8. National Committee of Clinical Laboratory Standards.Performance standards for antimicrobial susceptibilitytesting; Ninth Informational supplement NCCLS DocumentsM100-S9. NCCLS: (Pa): Wayne (Pa): 1999.

9. Ardanuy C, Linares J, Dominguez MA, Hernandez-AllesS, Benedi VJ, Martinez-Martinez L. Outer menbraneprofiles of clonally related Klebsiella pneumoniae isolates

from clinical samples and activities of cephalosporinsand carbapenems. Antimicrob Agents Chemother 1998;42:1636-40.

10. Yan JJ, Ko WC, Wu HM, Tsai SH, Chuang CL, Wu JJ.Complexity of Klebsiella pneumoniae isolates resistantto both cephamycins and extended-spectrum cephalosporinsat a teaching hospital in Taiwan. J Clin Microbiol 2004;42:5337-40.

11. Pena C, Pujol M, Ardanuy C, Ricart A, Pallares R,Linares J, et al. Epidemiology and successful control ofa large outbreak due to Klebsiella pneumoniae producingextended-spectrum β-lactamases. Antimicrob AgentsChemother 1998;42:53-8.

12. Wachino JI, Doi Y, Yamane K, Shibata N, Yagi T, KubotaT, et al. Nosocomial spread of ceftazidime-resistantKlebsiella pneumoniae strains producing a novel class Aβ-lactamase, GES-3, in a neonatal intensive care unitin Japan. Antimicrob Agents Chemother 2004;48:1960-7.

13. เอนไซมเบตาแลคทาเมส: ตอนท 1 ขอมลปจจบน (Beta-lactamase enzymes: Part1 Current data). ใน: นลนอศวโภค, บรรณาธการ. ความกาวหนาในการรกษาดวยยาปฏชวนะ (Progress in antimicrobial therapy). กรงเทพฯ:ทพ พรนท; 2538:232-45.

14. Wang M, Sahm DF, Jacoby GA, Hooper DC. Emergingplasmid-mediated quinolone resistance associated withthe qrn gene in Klebsiella pneumoniae clinical isolatesin the United States. Antimicrob Agents Chemother2004;48:1295-9.

15. Hernandez-Alles S, Alberti S, Alvarez D, Domenech-Sanchez A, Martinez- Martinez L, Gil J, et al. Porinexpression in clinical isolates of Klebsiella pneumoniae .Microbiology 1999;145:673-9.

16. Deguchi T, Fukuoka A, Yasuda M, Nakano M, Ozeki S,Kanematsa E, et al. Alterations in the GyrA subunit ofDNA Gyrase and the ParC subunit of topoisomerase IVin quinolone-resistant clinical isolates of Klebsiellapneumoniae. Antimicrob Agents Chemother 1997;41:699-701.