Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
การพัฒนาวิธีการทดสอบความไวรับต่อยาต้านจุลชีพของ อาร์โคแบคเตอร์บัตซ์เลอไร: การเปรียบเทียบวิธีทดสอบและการกำหนดค่าคัทออฟทางระบาดวิทยา
Year (A.D.)
2024
Document Type
Thesis
First Advisor
Taradon Luangtongkum
Faculty/College
Faculty of Veterinary Science (คณะสัตวแพทยศาสตร์)
Degree Name
Master of Science
Degree Level
Master's Degree
Degree Discipline
Veterinary Science and Technology
DOI
10.58837/CHULA.THE.2024.1312
Abstract
Arcobacter butzleri is an emerging zoonotic pathogen associated with gastrointestinal illnesses in humans, yet standardized antimicrobial susceptibility testing (AST) methods and interpretive breakpoints for this microorganism remain unavailable. Broth microdilution, despite being endorsed by the CLSI-VAST subcommittee, is often impractical in several laboratories. Therefore, this study aimed to evaluate agar dilution as a more feasible alternative to broth microdilution. A total of 415 A. butzleri isolates from various meat sources in Bangkok, Thailand were confirmed by PCR and tested against ciprofloxacin, erythromycin, gentamicin, and tetracycline. AST was conducted using broth microdilution under aerobic conditions for 24 hours as the reference method. This was compared to agar dilution methods performed under aerobic conditions at 37 °C for 24 and 48 hours, and under microaerobic conditions at 37 °C for 48 hours, mimicking one of the Campylobacter AST standards. Tentative epidemiological cut-off (ECOFF) values were determined using eligible MIC distributions and the ECOFFinder. Percentage agreement, Cohen’s kappa and Gwet’s AC1 were used to assess agreement levels between methods by using proposed tentative ECOFF values, as well as the commonly applied Campylobacter breakpoints. Tentative ECOFFs proposed in this study were as follows: ciprofloxacin 0.5 µg/ml, erythromycin 16 µg/ml, gentamicin 2 µg/ml, and tetracycline 16 µg/ml. The agar dilution method under aerobic conditions for 24 hours showed the highest agreement with the reference method when the tentative ECOFF values were applied, with very high percentage agreement of more than 99% for all antibiotics. Kappa values showed very good levels of agreement for all antibiotics (>0.90) except for erythromycin that could not be calculated due to imbalanced data. Paradoxically low kappa values were addressed by Gwet’s AC1 values, which also showed agreement levels ranging from 0.999 – 1.000 for all antibiotics. The application of Campylobacter breakpoints yielded the same values for percentage agreement, kappa, and Gwet’s AC1 for ciprofloxacin and gentamicin due to the similar threshold values. Lower percentage agreement was observed for erythromycin (97.58) and especially tetracycline (76.14%). The values obtained for Cohen’s kappa and Gwet’s AC1 were used synergistically to suggest that the method with the best agreement was aerobic conditions for 24 hours for all antibiotics, except tetracycline, for which aerobic conditions for 48 hours was the best method. The lowest agreement was observed in the microaerobic conditions for 48 hours for all antibiotics, especially with the application of Campylobacter breakpoints. These findings support the reliability of the agar dilution method under aerobic conditions for 24 hours as an alternative AST method for A. butzleri and highlight the need for species-specific interpretive criteria to strengthen AMR surveillance.
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
Arcobacter butzleri เป็นเชื้อก่อโรคติดต่อจากสัตว์สู่คนที่ทำให้เกิดโรคระบบทางเดินอาหารในมนุษย์ที่มีความสำคัญ อย่างไรก็ตามในปัจจุบันยังไม่มีวิธีทดสอบความไวต่อยาต้านจุลชีพที่ได้มาตรฐาน รวมทั้งยังไม่มีค่า breakpoint ที่ใช้ใน การบ่งบอกการดื้อต่อยาต้านจุลชีพของจุลินทรีย์ชนิดนี้ ถึงแม้วิธี broth microdilution จะได้รับการรับรองจากคณะอนุกรรมการ CLSI-VAST ให้เป็นวิธีการทดสอบความไวต่อยาต้านจุลชีพที่น่าเชื่อถือ แต่วิธีนี้ก็ยังไม่เหมาะสำหรับการนำไปใช้งานจริงในห้องปฏิบัติการหลายแห่ง ดังนั้นการศึกษานี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินวิธี agar dilution สำหรับใช้เป็นทางเลือกในการทดสอบความไวต่อยาต้านจุลชีพ ของเชื้ออาร์โคแบคเตอร์ โดยเชื้อ A. butzleri จำนวนทั้งหมไอโซเลท ที่แยกได้จากเนื้อสัตว์ชนิดต่างๆ ในกรุงเทพมหานคร ประเทศไทย จะถูกยืนยันและระบุสายพันธุ์ด้วยวิธี PCR แล้วนำไปทดสอบความไวต่อยาต้านจุลชีพหลัก 4 ชนิด ได้แก่ ซิโปรฟลอกซาซิน อีริโทรไมซิน เจนตามัยซิน และเตตราไซคลิน การทดสอบความไวต่อยาต้านจุลชีพจะดำเนินการด้วยวิธี broth microdilution โดยเพาะบ่มเชื้อภายใต้สภาวะที่มีอากาศเป็นเวลา 24 ชั่วโมง ซึ่งวิธีนี้จะใช้เป็นวิธีอ้างอิงเพื่อเปรียบเทียบกับวิธี agar dilution ที่ทำการเพาะบ่มเชื้อในสภาวะที่แตกต่างกัน อันได้แก่ สภาวะที่มีอากาศที่อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 24 และ 48 ชั่วโมง รวมทั้งสภาวะที่มีอากาศเพียงเล็กน้อยที่อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 48 ชั่วโมง ซึ่งเป็นสภาวะมาตรฐาน ที่ใช้ในการทดสอบความไวต่อยาต้านจุลชีพของเชื้อแคมไพโลแบคเตอร์ ค่าคัทออฟทางระบาดวิทยา (ECOFF) จะถูกคำนวณโดยอาศัยข้อ มูลการแจกแจงความถี่ของค่าความเข้มข้นของยาที่ต่ำที่สุดที่สามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อได้ และโปรแกรม ECOFFinder ค่าเปอร์เซ็นต์ความสอดคล้อง ค่า Cohen’s Kappa และค่า Gwet’s AC1 ที่วิเคราะห์จากค่า ECOFF ที่ได้จากการศึกษาครั้งนี้และค่า breakpoint ของเชื้อแคมไพโลแบคเตอร์ จะถูกนำมาใช้เพื่อประเมินระดับความสอดคล้องระหว่างวิธีต่างๆ ที่ใช้ในการทดสอบ ความไวต่อยาต้านจุลชีพกับวิธีอ้างอิง ผลการศึกษาพบว่าค่า ECOFF ที่พบในการศึกษาครั้งนี้มีดังนี้ ซิโปรฟลอกซาซิน 0.5 µg/ml, อีริโทรไมซิน 16 µg/ml, เจนตามัยซิน 2 µg/ml และเตตราไซคลิน 16 µg/ml เมื่อใช้ค่า ECOFF เป็นตัวกำหนดในการวิเคราะห์ พบว่าวิธี agar dilution ที่เพาะบ่มภายใต้สภาวะที่มีอากาศ เป็นเวลา 24 ชั่วโมง มีความสอดคล้องสูงสุดกับวิธีอ้างอิง โดยมีเปอร์เซ็นต์ความสอดคล้องสูงมากกว่า 99 เปอร์เซ็นต์ สำหรับยาปฏิชีวนะทั้ง 4 ตัวที่ทดสอบ ในทำนองเดียวกันค่า Kappa ก็แสดงให้เห็นระดับความสอดคล้องที่สูงมาก (>0.90) สำหรับยาปฏิชีวนะทุกตัวยกเว้นอีริโทรไมซินที่ไม่ สามารถคำนวณได้เนื่องจากข้อมูลมีความไม่สมดุล ในกรณีที่ค่า Kappa ที่คำนวณได้มีค่าต่ำและขัดแย้งกับค่าเปอร์เซ็นต์ความสอดคล้อง การแก้ไขสามารถทำได้โดยใช้ค่า Gwet’s AC1 ซึ่งแสดงให้เห็นว่าระดับความสอดคล้องมีค่าสูงมาก โดยอยู่ในช่วง 0.999 – 1.000 สำหรับยาปฏิชีวนะทุกตัวที่ทำการทดสอบ เมื่อใช้ค่า breakpoint ของเชื้อแคมไพโลแบคเตอร์เป็นตัวกำหนดการวิเคราะห์ พบว่าค่าเปอร์เซ็นต์ความสอดคล้อง ค่า Cohen’s Kappa และค่า Gwet’s AC1 มีค่าสูงมากสำหรับยาซิโปรฟลอกซาซินและเจนตามัยซิน ในขณะที่ยาอีริโทรไมซินและเตตราไซคลินจะมีค่า เปอร์เซ็นต์ความ สอดคล้องต่ำกว่าโดยมีค่าอยู่ที่ 97.58 และ 76.14 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ นอกจากนี้ค่า Cohen’s Kappa และค่า Gwet’s AC1 ที่คำนวณได้ยังแสดงให้เห็นว่าวิธี agar dilution ที่เพาะบ่มในสภาวะที่มีอากาศ เป็นเวลา 24 ชั่วโมงเป็นวิธีที่มีความสอดคล้อง กับวิธีอ้างอิงสูงที่สุดสำหรับยาปฏิชีวนะทุกตัวยกเว้นเตตราไซคลิน ที่วิธี agar dilution ที่เพาะบ่มในสภาวะที่มีอากาศเป็นเวลา 48 ชั่วโมง เป็นวิธีที่ดีที่สุดในทางตรงกันข้ามวิธี agar dilution ภายใต้สภาวะที่มีอากาศเพียงเล็กน้อยเป็นเวลา 48 ชั่วโมง จะให้ผลการทดสอบที่แย่ที่สุดสำหรับยาทุกตัวที่ทำการทดสอบโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้ค่า breakpoint ของเชื้อ แคมไพโลแบคเตอร์ เป็นตัวกำหนดการวิเคราะห์ โดยสรุปผลการศึกษาครั้งนี้แสดงให้เห็นว่าวิธี agar dilution ที่เพาะบ่มภายใต้สภาวะที่มีอากาศเป็นเวลา 24 ชั่วโมงเป็นวิธีที่มีความเหมาะสมและสามารถใช้เป็นทางเลือกในการทดสอบความ ไวต่อยาต้านจุลชีพของเชื้อ A. butzleri ได้เป็นอย่างดีนอกจาก นี้การศึกษาครั้งนี้ยังเน้นให้เห็นถึงความจำเป็นที่ต้องมีเกณฑ์การตีความเพื่อ ระบุการดื้อต่อยาต้านจุลชีพที่เฉพาะเจาะจงกับเชื้อแต่ละสปีชีส์เพื่อ ช่วยให้การเฝ้าระวังการดื้อยาต้านจุลชีพมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
Yusof, Myzatul Hanis Zahiyah, "Improving antimicrobial susceptibility testing of arcobacter butzleri: comparative methods and epidemiological cut-off value (ECOFF) determination" (2024). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 74279.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/74279