Susceptibility of Slovenian Enterobacterales isolates to fosfomycin and comparison of antimicrobial susceptibility testing methods

Zaradi naraščajočega pojavljanja večkratno odpornih bakterij (VOB) se v zdravstvu povečuje potreba po novih strategijah za zdravljenja okužb s tovrstnimi povzročitelji. Fosfomicin je starejši antibiotik, ki spada v skupino fosfonskih antibiotikov. Zaradi nizke molekulske mase in nizke vezave na plazemske proteine v telesu dosega dobro distribucijo in visoko difuzibilnost v tkiva. Najvišje serumske koncentracije doseže po 2–2,5 ure. Intravensko apliciran fosfomicin se nespremenjen izloči z glomerulno filtracijo v ledvicah v 90 odstotkih. Fosfomicin v bakterijsko citoplazmo vstopa s pomočjo heksoza fosfatnega in glicerol-3-fosfatnega transportnega sistema ter deluje kot analog fosfoenolpiruvata in zavira encimsko katalizirano reakcijo prve stopnje sinteze peptidoglikana. Ima širok spekter delovanja, saj je med drugim učinkovit proti večkratno odpornim po Gramu negativnim in po Gramu pozitivnim bakterijam. V splošnem je varen antibiotik, ki je v Evropi in ZDA indiciran za zdravljenje nezapletenih okužb sečil, v Evropi pa se poleg tega lahko uporablja tudi za zdravljenje drugih okužb sečil ter za zdravljenje sepse in okužb mehkih tkiv. Najpomembnejši mehanizem rezistence je encimska inaktivacija. Referenčna metoda za določanje občutljivosti bakterij za fosfomicin po priporočilih EUCAST je agar dilucijska metoda, s pomočjo katere smo določili distribucijo minimalnih inhibitornih koncentracij (MIK) izolatov izbranih vrst enterobakterij (N 506) ter Acinetobacter baumannii (N 55). Med posameznimi vrstami enterobakterij so velike razlike v MIK50, MIK90 in okvirnih epidemioloških mejnih vrednosti. Najnižje vrednosti smo določili pri Escherichia coli in Citrobacter spp., pri ostalih pa so bile bistveno višje. Občutljivost izolatov E. coli za peroralni fosfomicin je bila visoka in je znašala 93,4 %. Za intravenski fosfomicin je bilo občutljivih 95,5 % izolatov E. coli, 66,2 % izolatov Klebsiella pneumoniae, 92,2 % izolatov K. oxytoca, 50,0 % izolatov Enterobacter cloacae kompleks in 97,1 % izolatov Citrobacter spp. Pomembno razliko v občutljivosti med ne-VOB in VOB izolati smo opažali samo pri K. pneumoniae (79,8 % in 39,6 %). Ob upoštevanju razmejitvenih vrednosti za enterobakterije bi bilo za intravenski fosfomicin občutljivih 1,8 % izolatov A. baumannii. Za določanje MIK se pogosto uporabljajo preprostejši komercialni gradient difuzijski testi. EUCAST jih zaradi nezanesljivih rezultatov odsvetuje za testiranje občutljivosti za fosfomicin. Med našo raziskavo smo analizirali kategorično ujemanje. Pri peroralnem fosfomicinu smo opažali veliko napako v 0,8 % in zelo veliko napako v 0,8 %, pri intravenskem pa 2,4 % zelo velikih napak, kar za diagnostični test ni več sprejemljivo.The increasing emergence of multidrug-resistant (MDR) bacteria has led to a growing need for new strategies to treat MDR bacterial infections. Fosfomycin is an older antibiotic that belongs to the group of phosphonic antibiotics. Due to its low molecular weight and low binding to plasma proteins in the body, it achieves good distribution and high tissue diffusibility. It reaches peak serum concentrations after 2-2.5 hours. Intravenously administered fosfomycin is excreted in the kidneys unchanged by glomerular filtration at a rate of 90%. Fosfomycin enters the bacterial cytoplasm through the hexose phosphate and glycerol-3-phosphate transport systems and functions as an analogue of phosphoenolpyruvate inhibiting the enzyme-catalysed first-stage reaction of peptidoglycan synthesis. It has a wide spectrum of activity as it is effective against several MDR Gram-negative and Gram-positive bacteria. It is an overall safe antibiotic indicated for treating uncomplicated urinary tract infection both in Europe and in the USA and may also be used in Europe for treating other urinary tract infections, sepsis and soft tissue infections. The most relevant resistance mechanism is enzyme inactivation. The reference method for determining the susceptibility of bacteria to fosfomycin according to EUCAST is the agar dilution method, which was performed to determine the distribution of minimum inhibitory concentrations (MIC) of selected Enterobacteriaceae isolates (N 506) and Acinetobacter baumannii (N 55). There are significant differences in MIC50, MIC90, and in tentative epidemiological cut-off values between individual Enterobacteriaceae species with the lowest values determined for Escherichia coli and Citrobacter spp., whereas the others were significantly higher. The susceptibility of E. coli isolates to oral fosfomycin was high and amounted to 93.4%. 95.5% of E. coli isolates, 66.2% of Klebsiella pneumoniae isolates, 92.2% of K. oxytoca isolates, 50.0% of Enterobacter cloacae complex isolates, and 97.1% of Citrobacter spp. isolates were susceptible to intravenous fosfomycin. A significant difference in susceptibility between non-MDR and MDR isolates was observed only for K. pneumoniae (79.8% and 39.6%). Considering the enterobacterial cut-off values, 1.8% of A. baumannii isolates would be susceptible to intravenous fosfomycin. Simpler commercial gradient diffusion tests are often used to determine MICs. EUCAST advises against them for fosfomycin susceptibility testing due to unreliable results. During our study, we analyzed categorical agreement and observed a major error rate of 0.8% and a very major error rate of 0.8% for oral fosfomycin, and a major error rate of 2.4% for intravenous fosfomycin which is no longer acceptable for a diagnostic test