Badanie wrażliwości na antybiotyki – przeciwdziałanie AMR
W przypadku zakażenia bakteryjnego powinno zostać przeprowadzone oznaczenie lekowrażliwości (AST) w celu określenia właściwej ścieżki terapeutycznej dla danego rodzaju patogenu [1]. Aby rozpocząć skuteczne leczenie należy dowiedzieć się jaki szczep bakterii wywołał zakażenie, a także na jaki antybiotyk i w jakiej dawce jest wrażliwy. Informacje te uzyskane dzięki AST pozwalają klinicystom rozpocząć leczenie celowane.
Prawidłowa identyfikacja zakażenia bakteryjnego w połączeniu z oznaczeniem lekowrażliwości może mieć znaczący wpływ na zmniejszenie przypadków oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe (AMR). Nieprawidłowa diagnoza jest jedną z głównych przyczyn powodujących nadużywanie i niewłaściwe stosowanie antybiotyków. Zlecanie odpowiednich badań i szybki dostęp do wyników umożliwiają dobór indywidualnych terapii, a tym samym optymalizację procesu rekonwalescencji. Terapia celowana jest nie tylko najkorzystniejsza z punktu widzenia pacjenta (który szybciej powróci do zdrowia), ale również systemu opieki zdrowotnej, gdyż pozwala zredukować niepotrzebne koszty. [2]
Dlaczego należy wykonywać badanie lekowrażliwości?
Leczenie infekcji powinno opierać się na terapii celowanej, niestety w praktyce często tak nie jest. Jak pokazują statystyki, nawet 80% przypadków podejrzenia zakażenia układu moczowego okazuje się nie potwierdzać w badaniach, a co za tym idzie, nie wymagają one leczenia przy wykorzystaniu antybiotyku [3]. Najpoważniejszym czynnikiem mającym wpływ na wzrost oporności na antybiotyki jest ich nadużywanie i niewłaściwe stosowanie, co jest szczególnie widoczne w krajach, w których są one sprzedawane bez recepty.
Znajomość profilu oporności bakterii wywołujących zakażenie pozwala na właściwe dobranie antybiotyku, a oznaczanie AST jest jedynym skutecznym krokiem w kierunku podjęcia odpowiednich decyzji terapeutycznych. Terapia celowana szybciej i łatwiej wygra z zakażeniem przy jednoczesnym zmniejszeniu ryzyka rozwoju antybiotykooporności [4].
Przykład: zakażenia układu moczowego a badanie wrażliwości na antybiotyki.
Jako badanie skriningowe dla zakażeń układu moczowego (ZUM) najczęściej stosowane jest badanie przy użyciu testu paskowego. Jest to metoda wykorzystująca reakcję chemiczną do wykrywania azotynów, produktów przemiany materii niektórych gatunków bakterii (np.: Escherichia, Proteus, Klebsiella). Istnieją jednak gatunki bakterii, które azotynów nie wytwarzają (np.: Enterococcus, Staphylococcus), co sprawia, że badanie tego parametru nie jest najlepszym rozwiązaniem do prowadzenia badań przesiewowych w kierunku ZUM. Ponadto wysoka liczba białych krwinek nie zawsze musi być związana z infekcją bakteryjną. W związku z tym, ujemnego wyniku na pasku testowym nie należy interpretować jako wykluczenie zakażenia, jeżeli u pacjenta występują charakterystyczne objawy [5].
Kompletna diagnostyka ZUM i dobór odpowiedniego antybiotyku wymaga przeprowadzenia praco- i czasochłonnych badań laboratoryjnych – posiewu moczu i antybiogramu. Z uwagi na wiele czynników, badania te nie są wykonywane każdorazowo.
Możliwość szybkiego wykluczenia ZUM mogłaby pomóc w redukcji przepisywanych pacjentom niepotrzebnie antybiotyków. Badanie, które by to umożliwiało mogłoby usprawnić funkcjonowanie laboratorium i lepsze zarządzanie przepisywanymi środkami przeciwdrobnoustrojowymi.
Tradycyjne i nowe metody badania AST
Badanie wrażliwości na antybiotyki jest wykonywane od lat, a wykorzystywanych do tego jest kilka metod. Metoda dyfuzyjno-krążkowa (nazywana czasem metodą Kirbyego – Bauera) jest szeroko stosowana do badania lekooporności. W metodzie tej badany szczep bakterii (pochodzący z posiewu moczu) jest równomiernie nanoszony na podłoże mikrobiologiczne, a następnie na jego powierzchni umieszczane są w równych odstępach krążki bibuły nasączone różnego rodzaju antybiotykami. Tak przygotowane płytki inkubuje się około 24 godzin, po których odczytuje się średnice zahamowania wzrostu wokół każdego krążka z antybiotykiem [6]. Metoda ta jest stosunkowo prosta i niedroga, jednakże generuje dużo pracy a wynik można uzyskać dopiero po kilku dniach.
Obecnie metody są standaryzowane a czasami automatyzowane i opierają się na fenotypowaniu bakterii. Jednak ich wyniki często nie są dostępne wcześniej niż dwa dni po przekazaniu materiału do badań, w czasie , gdy mogłoby rozpocząć się już leczenie [7]. Skrócenie czasu uzyskania wyniku przy jednoczesnym zachowaniu fenotypowego charakteru badania może mieć pozytywny wpływ na system ochrony zdrowia jako całość, poprzez redukcję rosnących wskaźników oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe [2].
W zależności od szczepu bakterii, który podejrzewamy o wywołanie zakażenia, jak i od dostępnych środków, wykorzystywane są różne metody oznaczania AST.. Jednakże ciągle trwają badania nad ulepszeniem czy powstaniem nowych technologii, które pozwoliłyby przyspieszyć uzyskanie wyniku AST. Diagnostyka oparta na nanofluidach jest jednym z najbardziej obiecujących nowych narzędzi do przeprowadzania AST [8]. Diagnostyka oparta na nanofluidach pozwala na przechwytywanie pojedynczych bakterii z płynów ustrojowych, takich jak mocz, i inkubowanie ich z jednoczesną ekspozycją na działanie antybiotyków. Możliwość monitorowania pojedynczych komórek sprawia, że uzyskanie wyniku jest możliwe tak szybko, jak szybko komórka odpowiada na działanie antybiotyku.
White paper
Diagnostyka odgrywa kluczową rolę w racjonalnym przepisywaniu antybiotyków. Dobrze znane badanie lekowrażliwości jest wiarygodnym narzędziem do fenotypowego oznaczania oporności na antybiotyki [6]. Obecnie dostępnych jest kilka narzędzi wspierających wydajność badania AST.
Badanie lekowrażliwości w miejscu opieki nad pacjentem
System PA-100 AST wykorzystuje nanofluidy do wykonywania szybkich badań AST. Jako łatwe w użyciu i szybkie narzędzie do oceny lekowrażliwości może znaleźć zastosowanie w gabinetach lekarzy pierwszego kontaktu czy oddziałach ratunkowych.
Trendy w AMR
Zmiana spojrzenia na sposób w jaki przepisywane są antybiotyki z pewnością nie jest jedyną drogą, za pomocą której powinniśmy walczyć ze zjawiskiem oporności na antybiotyki, jednak stanowi ważną część tej walki [2]. Dostępność antybiotyków jest różna w poszczególnych krajach, co należy mieć na uwadze podczas tworzenia krajowych wytycznych postępowania[10]. Badania przeprowadzone w 2019 roku analizujące wytyczne w kilku europejskich krajach co do stosowania fluorochinolonów (klasa antybiotyków o szerokim spektrum często stosowana do leczenia infekcji bakteryjnych) wykazały dużą zmienność (od 11% do 32%) pomiędzy krajami, jeżeli chodzi o odsetek przypadków oporności E. coli na wyżej wymieniony antybiotyk.
Jak może zmienić się sposób zarządzania środkami przeciwdrobnoustrojowymi
Kiedy mówimy o wzroście oporności w wymiarze globalnym, musimy pamiętać, że nie rozmawiamy tylko o bakteryjnej oporności na antybiotyki. Chodzi również o oporność wirusów, grzybów i pasożytów odpowiednio na leki przeciwwirusowe, przeciwgrzybicze i przeciwpasożytnicze. Wczesna i dokładna diagnostyka jest kluczowa w aspekcie kontroli zjawiska AMR. Sysmex posiada rozwiązania (np.: analizator UF-5000), które mogą wspierać laboratoria w wykrywaniu bakterii, na podstawie czego klinicyści mogą identyfikować infekcje i oceniać skuteczność leczenia.
Cały czas pracujemy nad usprawnieniem obecnie wykorzystywanych metod, ale również inwestujemy czas i zasoby w rozwijanie nowych metod i technologii. Są one jednym z głównych filarów programów zarządzania, wymagających posiadania świadomych zagrożenia decydentów ,zarówno w naszych rządach, szpitalach, przychodniach lekarskich jak też w codziennym życiu [11]. Dobrym początkiem byłoby przeprowadzenie szerokich kampanii społecznych w celu uświadomienia społeczeństwa o zagrożeniu płynącym z AMR. Badania POCT rozwijane w tym kierunku mają za zadanie wprowadzenie diagnostyki przeciwdziałającej zjawisku AMR do miejsc opieki nad pacjentem, w których intensywnie przepisuje się antybiotyki [12].
AMR towarzyszy nam już od pewnego czasu i nie ma żadnych przesłanek sugerujących, by miała szybko zniknąć. Z tego względu musimy wprowadzać nowe rozwiązania na wielu poziomach, od innowacji farmaceutycznych, przez szybką i wiarygodną diagnostykę, aż po świadomość społeczną.
Wszystko zaczyna się od diagnostyki
Na chwilę obecną technologia oparta o nanofluidy wydaje się najbardziej obiecującym narzędziem dla badań AST. Wkładem Sysmex w walkę z AMR jest System PA-100 AST, które umożliwia uzyskanie wyniku w 45 minut, co czyni go efektywnym i wygodnym rozwiązaniem do diagnostyki w miejscu opieki nad pacjentem.
Bibliografia
[1] Bayot ML, Bragg BN. (2020): Antimicrobial Susceptibility Testing. StatPearls Publishing; 2021 Jan-.
[2] World Health Organization (2016): Diagnostic stewardship: a guide to implementation in antimicrobial resistance surveillance sites (No. WHO/DGO/AMR/2016.3)
[3] Keller P. (2019): Ein neuer Schritt zur schnelleren Urinanalytik. Sysmex xtra 02/2019:50-52.
[4] Burnham CA et al. (2017): Diagnosing antimicrobial resistance. Nat Rev Microbiol 15, 697–703 (2017).
[5] Schmiemann G et al. (2010): The diagnosis of urinary tract infection: a systematic review. Deutsches Arzteblatt international, 107(21), 361–367.
[6] Reller BL et al. (2009): Antimicrobial Susceptibility Testing: A Review of General Principles and Contemporary Practices, Clinical Infectious Diseases, Volume 49, Issue 11, 1 December 2009, Pages 1749–1755
[7] Wheat PF. (2001): History and development of antimicrobial susceptibility testing methodology. Journal of Antimicrobial Chemotherapy, 48(suppl_1), 1-4.
[8] Khan ZA, Siddiqui MF, Park S. (2019): Current and Emerging Methods of Antibiotic Susceptibility Testing. Diagnostics. 9(2):49.
[9] Baltekin Ö et al. (2017): Antibiotic susceptibility testing in less than 30 min using direct single-cell imaging. Proceedings of the National Academy of Sciences, 114(34), 9170-9175.
[10] Malmros K et al. (2019): Comparison of antibiotic treatment guidelines for urinary tract infections in 15 European countries: results of an online survey. International journal of antimicrobial agents. 2019 Oct 1;54(4):478-86.
[11] CDC. (2019): Core Elements of Hospital Antibiotic Stewardship Programs. US Department of Health and Human Services, CDC
[12] Vasala A et al. (2020): Modern tools for rapid diagnostics of antimicrobial resistance. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, 10, 308.