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1 Ann Clin Microbiol Vol. 6, No. 3, September, 03 ISSN 055 Strategies for Interpretive Standards of βlactams Susceptibility Testing and Identification of ExtendedSpectrum βlactamases and Carbapenemases in Enterobacteriaceae YeonJoon Park, Wonkeun Song Department of Laboratory Medicine, College of Medicine, The Catholic University of Korea, Seoul, Hallym University College of Medicine, Chuncheon, Korea The Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) and the European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST) have recently revised the susceptibility interpretive criteria of oxyiminoβlactams and carbapenems for Enterobacteriaceae. According to the new criteria, susceptibility testing results are sufficient to detect extendedspectrum βlactamases (ESBLs) and carbapenemases; it is not necessary to perform ESBL or carbapenemase detection tests for therapeutic purposes. Thus, it has been recommended that these related tests be performed only for infection control. These changes in the susceptibility guidelines are supported by some clinical cases and the results of pharmacodynamic and animal studies. However, differences still exist between the breakpoints established by the CLSI and EUCAST with regard to some oxyiminoβlactam and carbapenem antibiotics, in particular, the breakpoints for ceftazidime and cefepime established by the CLSI are higher than those established by the EUCAST. Also, similar numbers of successful and unsuccessful cases have been reported regarding the use of cephalosporins or carbapenems in treating infections caused by lowminimal inhibitory concentration (MIC) ESBLproducers or lowmic carbapenemaseproducers. Finally, routine susceptibility test methods are not as accurate as researchpurpose test methods, showing differences in MICs ranging approximately from to μg/ml. In conclusion, it is strategically prudent to continue to perform ESBL and carbapenemase detection tests and to avoid the use of the corresponding antimicrobial agents for the treatment of ESBL or carbapenemaseproducing bacterial infections. (Ann Clin Microbiol 03;6:9) Key Words: βlactams, Carbapenemase, Enterobacteriaceae, Extendedspectrum βlactamases, Microbial sensitivity tests INTRODUCTION 00년이전까지 Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) 에서는 extendedspectrum βlactamase (ESBL) 가 Enterobacteriaceae에대한 cephalosporin제의감수성을저하시키기때문에 ESBL 검출시험을시행하여 ESBL 양성인균주는감수성시험결과와관계없이모든 cephalosporin제를내성으로보고하라고하였으며 carbapenem에대한감수성이저하된 Enterobacteriaceae는 carbapenemase 생성을검출하기위하여 modified Hodge 시험 (MHT) 을시행할것을권고하였다 []. 그러나, 최근에는 CLSI와 European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST) 에서일부 oxyiminoβ lactam제와 carbapenem제의감수성기준을변경하면서새로운지침을채택하였다 [,3]. 즉, 새롭게변경된감수성기준을적용하면 ESBL 생성이나 carbapenemase 생성여부와관계없이 oxyiminoβlactam제나 carbapenem제에대하여감수성시험결과대로보고하면되고, ESBL 검출시험이나 carbapenemase 검출시험은치료목적으로는시행할필요가없고역학또는감염관리목적으로만시행하면된다고하였다. 이에현재까지개발된 ESBL과 carbapenemase 검출시험법에대하여알아보고 Enterobacteriaceae에대한새로운감수성기준과지침의적절성여부를분석하여국내의현실에적합한전략을제시하고자한다. Received June, 03, Revised 3 July, 03, Accepted 3 July, 03 Correspondence: Wonkeun Song, Department of Laboratory Medicine, Kangnam Sacred Heart Hospital, Hallym University College of Medicine, 9, Daerim dong, Youngdeungpogu, Seoul 50950, Korea. (Tel) 9559, (Fax) 703, ( ) swonkeun@hallym.or.kr c The Korean Society of Clinical Microbiology. This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution NonCommercial License ( which permits unrestricted noncommercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

2 Ann Clin Microbiol 03;6(3):9 ESBL PHENOTYPIC TEST. Double disk synergy (DDS) 시험 DDS 시험은 amoxicillinclavulanate와각각의 cefotaxime, ceftazidime, cefpodoxime, cefepime 또는 aztreonam 디스크사이에서억제대의증가현상 (potentiation, synergy) 이나타나면 ESBL 생성균주로판정하는시험이다 []. 저렴하고간편하게시행할수있으며모든세균을대상으로시행할수있는장점이있으나균종이나 βlactamase의종류에따라두디스크간의적정한간격이다르고판독이검사자의주관적인판단에의해이뤄지기때문에객관성이떨어지는것이단점이다.. CLSI ESBL 확진시험디스크법을이용한 CLSI 확진시험은 cefotaximeclavulanate 또는 ceftazidimeclavulanate 디스크의억제대가각각의 cefotaxime 또는 ceftazidime 디스크의억제대에비해 5 mm 이상증가하면 ESBL 생성균주로판정하는시험이다. 액체배지미량희석법을이용한 CLSI 확진시험은 cefotaximeclavulanate의 minimal inhibitory concentration (MIC) 이 cefotaxime의 MIC 보다 3 희석배수이상낮거나 ceftazidimeclavulanate의 MIC가 ceftazidime의 MIC 보다 3배이상낮으면 ESBL 생성균주로판정한다. 감수성시험자동화장비들은대부분이원리를이용하여 ESBL을검출하고있다. 간편하게시행할수있으며판정기준이정해져있어서검사자가객관적인판정을할수있다는장점이있으나 Klebsiella spp., Escherichia coli, Proteus mirabilis에대해서만검사가가능하다 []. 3. AmpC βlactamase 억제제함유 ESBL 디스크시험 ESBL과 AmpC βlactamase (AmpC) 를함께생성하는균주는 DDS 시험이나 CLSI ESBL 확진시험에서 ESBL 위음성을보일수있다. 이는 clavulanate에의한 ESBL 억제를 AmpC가저해할수있기때문이다 [5]. 이를보완할수있는방법으로 CLSI 디스크확진시험에사용하는항생제디스크인 cefotaxime, ceftazidime, cefotaximeclavulanate, ceftazidimeclavulanate에 AmpC 억제제인 phenylboronic acid나 cloxacillin을첨가하여 CLSI 확진시험과같은방법과판정기준을적용하면 ESBL과 AmpC를동시에생성하는 E. coli, Klebsiella spp., P. mirabilis에서도 ESBL을대부분검출할수있을뿐만아니라 AmpC를선천적으로갖고있는 Enterobacter, Serratia marcescens, Citrobacter freundii 등에서도 ESBL 생성을정확히검출할수있다 [6]. CARBAPENEMASE PHENOTYPIC TEST 국내의경우, 최근들어 imipenem이나 meropenem 등의 carbapenem제에도 내성인 Acinetobacter baumannii가중환자실을중심으로급격하게증가하고있으며아직은드물지만 carbapenemase 생성 Enterobacteriaceae (CPE) 의보고도점차증가하고있다. 이러한세균들은 βlactam제는물론, fluoroquinolone 제, aminoglycoside제, trimethoprimsulfamethoxazole 등에도내성을보여환자의치료와감염관리에커다란문제가되고있다. 특히, 이세균에의한중증감염은사망률과이환율이매우높다 [9]. 이동성내성유전자에의해 carbapenem제에내성을일으키는대표적인 βlactamase인 carbapenemase는 amino acid 서열에따라 Ambler class A (serine carbapenemases), class B (metalloβlactamase, MBL), class D (OXA carbapenemases) 로나뉜다. Class A는염색체성인 NmcA, Sme, IMI, SFC가있고 plasmid성인 KPC, IMI, GES5 등이있다 [0]. Class A에서는 KPC가가장흔하며 996년에미국동부에서처음발견된이후수년만에전세계적으로전파되었다 []. 국내는아직매우드물지만몇예가보고된바있다 [,3]. Class B는 VIM과 IMP 가흔하고최근에는 NDM이급속히증가하고있다 []. 일본에서보고된 IMP 생성 S. marcescens가최초의 MBL 생성균주였고 [5], 한국에서는 SIM 형이보고된바가있다 [6]. Class D 에는 OXA, PSE가있고 OXA과관련된새로운변종들이계속나타나고있다 [0,7]. 현재 CPE는 plasmid에의해발현되는 KPC (class A), VIM과 NDM (class B), OXA (class D) 등이가장흔하다. AmpC 또는 CTXM ESBL 생성에 porin 결손이동반되는경우에도 carbapenem MIC를증가시킬수있으며국내에서분리되는 carbapenem 내성 Enterobacteriaceae (CRE) 의대부분이 AmpC 생성과 porin 결손이동반된경우이다 [0]. 최근주요다제내성그람음성균인다제내성 Pseudomonas aeruginosa (MRPA), 다제내성 A. baumannii (MRAB), CRE에의한감염이 methicillin 내성 Staphylococcus aureus, vancomycin 내성 S. aureus, vancomycin 내성 Enterococcus 감염과함께의료관련감염증으로지정되었고, 일부 carbapenemase 검출시험이보험에등재되면서 carbapenemase 검출시험의필요성이증대되고있다. Carbapenemase 표현형시험에는 carbapenemase의생성여부를검출하는 MHT와 Carba NP 시험등이있으며 carbapenemase의 type (class A, B, D) 을감별할수있는 Carba NP II 시험과 carbapenemase 억제시험등이있다 (Table ).. Modified hodge 시험 MHT는 CLSI 지침에따라서 0.5 McFarland에맞춘 E. coli ATCC 59 균액을 MuellerHinton 배지에바르고 meropenem ( 또는 ertapenem) 디스크를놓은후, 대상균집락을따서디스크끝부분에서바깥쪽으로긋는다. 35± o C, 대기환경에

3 YeonJoon Park and Wonkeun Song : Susceptibility Testing, ESBL and Carbapenemases 3 Table. Interpretation of carbapenemase phenotypic tests Test Carbapenemase Class A Class B Class D AmpC with porin loss ESBL with porin loss Modified hodge Carba NP Carba NP II Imipenemtazobactam ImipenemEDTA Carbapenemase inhibition Meropenem±PBA Meropenem±CLX Meropenem±DPA / / / / Abbreviations: EDTA, ethylene diamine tetraacetic acid; PBA, phenylboronic acid; CLX, cloxacillin; DPA, dipicolinic acid. 서 60시간배양한후대상균주를그은부위의균성장이증가되면 carbapenemase 양성으로판정한다 []. CTXM ESBL 또는 AmpC 생성과 porin 결손이동반된 carbapenem 비감수성균주도간혹위양성을보일수있고 [], 일부 NDM 생성균주등은위음성을보이기도한다 [].. Carba NP 및 Carba NP II 시험 Carba NP 시험방법은다음과같다..5 ml tube에 00 μl 의 0 mm TrisHCl lysis buffer를넣고대상균집락을따서이 tube에넣어섞는다. 세균이용해되도록실온에 30분방치한후 0,000 g으로 5분간원심분리한다. 각검사균주당 96 well microplate의 개의 well (solution A, 00 μl; solution Aimipenem 3 mg/ml, 00 μl) 을이용한다. 원심분리한 tube의상층액 30 μl 를 번 well과 번 well에각각분주하고 pipette을이용하여섞는다. 37 o C에최대 시간동안배양후색의변화를판정한다. 번 well과 번 well이모두빨강색이면 carbapenemase 음성, 번 well이빨강색이고 번 well이오렌지색또는노랑색이면 carbapenemase 양성, 번 well 과 번 well이모두노랑색이면판독불가로판정한다. Solution A는 ml의 0.5% (wt/vol) phenol red solution과 6.6 ml 멸균증류수를섞은용액에 N NaOH 용액을한방울씩첨가하여 ph 7.로맞춘후최종농도가 0. mm 이되도록 0 μl의 0 mm ZnSO 를넣어서제조한다. Carba NP 시험은 KPC, MBL, OXA 생성 Enterobacteriaceae와 MBL 생성 P. aeruginosa에모두양성을보이고 AmpC 생성과 porin 결손이동반된 Enterobacteriaceae는모두음성을보여 MHT에서와같은흔한위음성과위양성이거의없는검사로알려져있다. MHT 는하룻밤배양이필요하나이검사는 시간정도의배양후결과를알수있는신속한검사이다. Carba NP 시험이 00% 의예민도와 00% 의특이도를보였다는보고가있다 [3]. Carba NP II 시험은 carbapenemase의생성여부와 carbapenemase type을동시에검출할수있는검사법으로각검사균주당 96 well microplate의 개의 well (solution A well, solution Aimipenem well, solution Aimipenemtazobactam well, solution AimipenemEDTA well) 을이용하여 Carba NP 시험과같은방법으로시행한다. Solution Aimipenem well과 solution AimipenemEDTA well이양성이면 class A carbapenemase 로, solution Aimipenem well과 solution Aimipenemtazobactam well이양성이면 class B carbapenemase로, solution Aimipenem well, solution Aimipenemtazobactam well, solation AimipenemEDTA well이모두양성이면 class D carbapenemase로판정한다. Carba NP II 시험도 00% 의예민도와 00% 의특이도를보였다고하였다 []. 3. Carbapenemase 억제시험 Carbapenemase 억제시험은 carbapenem제에특정 carbapenemase 억제제를추가하여 carbapenemase의활성을억제하는원리를이용한검사이다. Class A carbapenemase의검출을위해서는 phenylboronic acid를, class B carbapenemase (MBL) 의검출을위해서는 EDTA나 dipicolinic acid를억제제로이용한다. Carbapenemase 억제시험은 meropenem 디스크의억제대보다 carbapenemase 억제제를혼합한 meropenem 디스크의억제대가증가 (5 mm 이상 ) 하는지를보는 combination 디스크시험이다 [5,6]. 예를들어 class A carbapenemase인 KPC 생성 K. pneumoniae는 combination 디스크시험에서 phenylboronic acid를첨가한 meropenem 디스크의억제대가 5 mm 이상증가한다. Class B carbapenemase인 VIM 생성 P. aeruginosa와 NDM 생성 K. pneumoniae는 combination 디스크시험에서 dipicolinic acid를첨가한 meropenem 디스크의억제대가 5 mm 이상증가한다. AmpC 생성과 porin 결손이동반된 K. pneumoniae는 combination 디스크시험에서 phenylboronic acid를첨가한 meropenem 디스크와 cloxacillin를첨가한 meropenem 디스크의억제대가 5 mm 이상증가한다. 이외에도 MBL 생성여부를검출할수있는상품화된 Etest MBL strip (biomerieux, MarcyI Etoile, France) 등이있다.

4 Ann Clin Microbiol 03;6(3):9 Table. Old and new interpretative standards for Enterobacteriaceae Breakpoint (μg/ml) Organization Old New CTX CRO CAZ ATM FEP IPM MPM EPM CTX CRO CAZ ATM FEP IPM MPM EPM DPM CLSI EUCAST S R S R Abbreviations: CTX, cefotaxime; CRO, ceftriaxone; CAZ, ceftazidime; ATM, aztreonam; IPM, imipenem; MPM, meropenem; EPM, ertapenem; DPM, doripenem; S, susceptible; R, resistant. NEW INTERPRETIVE STANDARDS AND GUIDELINES OF CEPHALOSPORINS, AZTREONAM, AND CARBAPENEM SUSCEPTIBILITY TESTING CLSI는약동학, 약력학, 임상치료효과, MIC 분포등을분석하여일부 cephalosporin제 (cefazolin, cefotaxime, ceftriaxone, ceftizoxime, ceftazidime) 와 aztreonam 및 carbapenem제 (ertapenem, imipenem, meropenem) 의감수성시험해석기준을 00 0년에변경하였다 (Table ). 이기준을적용하면위의항균제에대한감수성시험결과를 ESBL이나 carbapenemase 생성여부와관계없이그대로보고하기때문에감수성시험결과보고를위한 ESBL 검출시험은더이상필요없다고하였다. 단, moxalactam, cefonicid, cefamandole, cefoperazone에대해서는아직평가가이뤄지지않았기때문에 E. coli, Klebsiella spp., Proteus spp. 에대하여이약제의감수성시험을할때는 ESBL 검출시험을같이시행하여 ESBL 양성이나오면내성으로보고해야한다고하였다. MHT도역학또는감염관리목적으로만시행하도록하였다. Carbapenem제의 MIC나억제대가중간범위에속하는균주에의한감염시에는 carbapenem제를최대용량으로투여하거나정맥주사사용기간을연장하라고하였다. 변경된 carbapenem제감수성기준을적용할때는다음을주의해야한다고하였다. 첫째, carbapenem제의 MIC나억제대가중간범위에속하는균주감염에대한 carbapenem제치료의임상적효과는불확실하다. 둘째, Proteus spp., Providencia spp., Morganella spp. 의 imipenem MIC는 meropenem 이나 doripenem 의 MIC보다높은경향을보인다 (MIC가중간또는내성을보임 ). 이균종들은 carbapenemase 이외의기전에의해서 MIC가증가할수있다 []. EUCAST에서는 EUCAST에서정한 Enterobacteriaceae에대한 cephalosporin제와 carbapenem제의감수성기준을따르면 ESBL, plasmidmediated AmpC, carbapenemase를포함한임상적으로중요한내성기전을모두검출할수있다고하였다 (Table ). 일부균주는 3, 세대 cephalosporin제또는 carbapenem제에감수성이나중간을보일수있으나검사결과대로보고하고 ESBL과 carbapenemase 검출시험은감염관리목적으로만시행하라고하였다. ESBL 생성 Enterobacteriaceae (EPE) 또는 CPE가각각의 cephalosporin제또는 carbapenem제에감수성을보여도검사결과대로보고하라고하였다. Imipenem은 Proteus spp., Providencia spp., Morganella spp. 에서저농도내성이흔하다고하였다 [7].. 새로운감수성기준과지침의근거새로운감수성기준과지침의근거는첫째, 약동학모델연구에의하면 cephalosporin제의 breakpoint를 μg/ml로줄여도 cephalosporin의혈청농도가 MIC 이상으로유지된다고하였고 [], 둘째, 동물실험에서 MIC가같은 EPE 감염과비 EPE 감염의예후에차이가없었고 MIC가더중요한예후인자라는것을입증했다는점 [9], 셋째, cephalosporin 감수성 EPE 감염의치료실패에대한이전의많은보고들이 6 μg/ml의 MIC를보였던균주의감염으로이균주는새로개정된기준에의하면감수성이아니라는것이다 [30]. Carbapenem MIC와 CPE 감염의관계도이와유사하여, carbapenem MIC가 μg/ml 미만인경우에는 VIM 생성 K. pneumoniae 혈류감염이나 carbapenemase 음성 K. pneumoniae 혈류감염의사망률에차이가없었으나 MIC가 μg/ml 이상이었던 VIM 양성 Klebsiella 혈류감염의사망률은.9% 로급격히증가하였다는보고가있다 [3]. 특히약하게활성화된 βlactamase 생성균주감염은치료실패의주요인자가될수없다는것이확실하며 세대 cephalosporin은전형적인 TEM βlactamase에의해파괴될수있지만이효소생성균에의한요로감염에는여전히광범위한효과가있다 [3]. 더군다나전형적인 βlactamase와광범위 βlactamase 의경계가불분명하다. 예를들어 TEM는 ceftazidime에큰영향을주지만 cefotaxime과 ceftriaxone에대해서는 희석배수만큼의 MIC (0.03 μg/ml μg/ml) 만을증가시킬뿐이다 [33]. 이와같이약한 EPE에대해서까지일괄적으로

5 YeonJoon Park and Wonkeun Song : Susceptibility Testing, ESBL and Carbapenemases 5 cefotaxime과 ceftriaxone에내성이라고규정하는것은문제가있다.. 새로운지침의문제점 Enterobacteriaceae에대하여 ESBL과 carbapenemase 검출시험을하지않고감수성기준에의한결과만으로치료를결정한다는지침은 3가지중요한문제점이있다. 첫째, CLSI와 EUCAST의일부 oxyiminoβlactam제와 carbapenem제의감수성기준에차이가큰편이다. 0년국내 30 개병원에서수집한 주의 ESBL 생성 E. coli와 K. pneumoniae에대하여 cefotaxime, ceftazidime, cefepime의 MIC를한천희석법으로측정한결과, 새로운 CLSI 기준을적용하였을때 cefotaxime은대부분의균주가 MIC μg/ml 이상으로내성이었으나, ceftazidime은 E. coli의 39.7%, K. pneumoniae의 6.0% 가감수성이었고, cefepime 은 E. coli의 6.%, K. pneumoniae 의 3.% 가감수성이었다 (Fig., 미발표자료 ). Song 등 [3] 의연구에서도국내에서분리된 9주의 ESBL 또는 AmpC 생성 Enterobacteriaceae 중, 새로운 CLSI/EUCAST 기준에의한 ceftazidime, aztreonam, cefepime, imipenem의감수성률이각각 7.7%/.5%, 39.%/.9%, 75.5%/33.0%, 0.9%/95.7% 로나타 나큰차이를보였다. 둘째, MIC가낮은 EPE 또는 CPE에의한감염에 cephalosporin제나 carbapenem제로치료하는것이효과가있다는증거가아직충분하지못하다는것이다. Paterson 등 [30] 의연구에의하면낮은 MIC (0.5 μg/ml) 를보인 5예의균혈증중 예는 cephalosporin 치료에실패하였고 3예는성공하였다. MIC가 0.5 μg/ml였던 예중한예는 cephalosporin 치료에성공하였고한예는실패하였다. 그리고 cephalosporin MIC가 0.5 μg/ml인여러예들이 cephalosporin 치료에실패하였다. 즉, MIC가낮을수록치료성공률은증가하지만 EPE의낮은 MIC가치료성공의명확한지표는아니라는것을알수있다. CTXM 생성균주에대한 ceftazidime 치료효과도다양한결과를보인다. Bin 등 [35] 은중국에서발생한 7예의 MIC 0.5 μg/ml인 CTXM 생성 K. pneumoniae 균혈증이모두 ceftazidime에성공적으로치료됐다고보고하였다. 반면에 Ho 등 [36] 은 ceftazidime 디스크에 mm 이상의억제대를보인 7예의 ESBL 생성 E. coli 감염에서 예는 ceftazidime 치료에실패하였고이중 3예는사망하였다고하였다. 이 7예중 6예가 CTX M9 또는 CTXM 였고 Etest로측정한 ceftazidime의 MIC는 0.06 μg/ml였다. 치료에실패한예중 3예는 ceftazidime Fig.. Distribution of MICs by new CLSI interpretation criteria for E. coli and K. pneumoniae isolates producing ESBLs in Korea.

6 6 Ann Clin Microbiol 03;6(3):9 MIC가 0.75 μg/ml였고치료에성공했던예중 3예는 μg/ml였다. 따라서 MIC가치료효과와관련이있음을나타냄과동시에 ceftazidime의감수성기준이 EUCAST 또는특히 CLSI에서주장하는것보다더낮아야한다는것을의미하기도하며낮은 MIC를보이는 CTXM 균주감염에 ceftazidime 을사용할수있다는확신을할수없게한다. Carbapenem과 CPE에대해서도아직데이터가부족하나같은문제점이있다. Daikos 등 [3] 은 VIM 생성 K. pneumoniae 균혈증의치료효과를구분하는데 carbapenem MIC μg/ml를제시하였으나, Weisenberg 등 [37] 이 KPC 생성 K. pneumoniae 의다양한연구결과를분석한결과에의하면, MIC μg/ml 와같은구분점은없다고하였다. 또한 carbapenemase 생성이의심되는경우에는 carbapenemase 검출시험을시행하는것이더확실하며 carbapenemase 양성인경우에는최대한주의해서 carbapenem을사용해야하며특히 carbapenem 단독치료를피해야한다고하였다. 셋째, 통상적으로시행하는감수성시험법은감수성 / 중간 / 내성을정확히구분할수있는검사법이아니다. 통상적으로시행하는감수성시험의 MIC가정확하다는전제하에 ESBL 또는 carbapenemase 검출없이감수성시험결과만으로치료약제를선택할수있다는견해가가능하다고할수있다. 대부분의임상미생물검사실에서는자동화장비나디스크법을이용해감수성시험을하고있다. 일반적으로정도관리균주의 MIC가기준치의 배 (3 희석배수 ) 범위내에있으면적합으로판정한다 [3]. 따라서 Enterobacteriaceae에대한 cephalosporin MIC의경우, 확실한감수성범위인 μg/ml인균주에비해 μg/ml인경우는감수성결과를그대로보고하는것이부정확할수있다. 국내에서분리된 6주의 EPE를대상으로 Vitek (biomerieux, Hazelwood, MO, USA) 와 MicroScan (Siemens, West Secramento, CA, USA) 자동화장비의 cefotaxime, ceftazidime, cefepime MIC를한천희석법과비교한결과, 특히 ceftazidime 과 cefepime에대한일치율 (categorical agreement) 이매우낮았다 ( 미발표자료 ). 영국의 개검사실에 TEM0 ceftazidimase 생성 E. coli NCTC 335 균주를보내디스크법으로항균제당 0회검사를시행하였다. 모든검사실에서 ceftazidime 내성을보였으나 cefotaxime은감수성과중간결과가다양하게나타났고 cefepime은중간과내성이다양하게나타났다 [3]. CPE의감수성시험결과는더다양하게나타나는것으로알려져있다. 주의 KPC 생성 K. pneumoniae에대한 Vitek 와 Etest의 MIC 결과가모두일치하지않았다는보고가있었고 [37], KPC 생성 K. pneumoniae에대한 Vitek 와전통적인방법을이용한 meropenem MIC 일치도가 3% 에불과하였다 [39]. 5주의 VIM 생성 K. pneumoniae에대해서도액체배지미량희석법에의한 imipenem MIC는 μg/ml였으나 Vitek 에서 는 6 μg/ml 였고 Phoenix 에서는 6 μg/ml 를보여많은 차이를보였다 [0]. British Society for Antimicrobial Chemotherapy (BSAC) 한천희석법으로 imipenem μg/ml, meropenem 6 μg/ml인 K. pneumoniae 0555 ( 세계적유행균주인 KPC 생성 K. pneumoniae ST5) 를이용하여영국의여러기관에서자동화장비로시험한 MIC 결과는매우다양하여, imipenem μg/ml, meropenem μg/ml로나타났다. BSAC법으로시행한경우에서도 56기관중 3기관이 imipenem 감수성, 7개기관중 0기관이 meropenem 감수성이었다 [,]. 이와같이세계적인유행균주들이 carbapenem 제에매우다양한감수성시험결과를보이게되어감수성시험결과로인해부적절한치료가우려된다. 이러한부정확성을고려할때, ESBL이나 carbapenemase 검출은반드시필요하며이효소가검출된경우에는치료에도반영을해야한다. REPORTING OF ESBL AND CARBAPENEMASE DETECTION TESTS Enterobacteriaceae 에대한감수성시험을한다음에 ESBL 의심균주에대하여 ESBL 검출시험을하게되면추가로하루가더걸리게된다. 특히중증감염환자인경우는이로인해치료가늦어져경과가나빠질수있다 [3, ]. 따라서 ESBL 검출시험이감수성시험과동시에이뤄지는것이좋다. 이미자동화장비에서는 ESBL 검출시험이동시에이뤄지고있다. 디스크법을사용하는검사실에서는감수성시험을할때 ceftazidime 과 cefotaxime 디스크사이에 amoxicillinclavulanate를놓는다거나 combination 디스크를함께사용하는것이좋다. Cephalosporin 비감수성을검출하는상품화된배지를이용하여검체에서바로신속하게검출할수도있다. 단, 이배지는 ESBL 뿐만아니라 AmpC나 carbapenemase 생성균주도자랄수있다. 00년이전의 CLSI 기준을적용하여 MIC법 ( 자동화장비등 ) 또는디스크확산법으로감수성시험을시행하는경우에는 ESBL 검출시험을시행하여양성이나오면 cephalosporin제 (cephamycin제는제외 ) 와 aztreonam은감수성시험결과와상관없이모두내성으로보고해야한다. 00년또는그이후의 CLSI 기준을적용하여 MIC법 ( 자동화장비등 ) 또는디스크확산법으로감수성시험을시행하는경우에는 ESBL 검출시험을시행하되그결과와상관없이 cephalosporin제와 aztreonam의감수성시험결과를그대로보고하고, ESBL 양성인경우에는 EPE에대한 cephalosporin제와 aztreonam의치료효과는불확실하다. 는내용을보고서에추가하는것이적절할것이다. CPE의 carbapenem제에대한감수성결과도 CLSI 또는 EUCAST의감수성판정기준에따라보고한다. 00년이전의 CLSI 기준을적용하여 MIC법또는디스크확산법으로감수성시험을시행하는경우에는 carbapenemase 검출시험을시행하

7 YeonJoon Park and Wonkeun Song : Susceptibility Testing, ESBL and Carbapenemases 7 여양성이나오면 carbapenem제는감수성시험결과와상관없이모두내성으로보고해야한다. 00년또는그이후의 CLSI 기준을적용하여 MIC법또는디스크확산법으로감수성시험을시행하는경우에는 carbapenemase 검출시험을시행하되그결과와상관없이 carbapenem제의감수성시험결과를그대로보고한다. 그러나 carbapenemase 유전자를갖고있으면서 carbapenem제에감수성을보이는균주의임상적의의는아직불확실하므로 carbapenem제감수성인 CPE는 carbapenem제에대한치료효과불확실하며 carbapenem제의단독치료는삼가한다. 는내용을보고서에추가하는것이적절할것이다. DISCUSSION CLSI와 EUCAST의 Enterobacteriaceae에대한새로운지침에서권장하는 ESBL이나 carbapenemase 생성여부와는관계없이 oxyiminoβlactam제또는 carbapenem제를감수성시험결과대로보고하고 ESBL 검출시험이나 carbapenemase 검출시험은감염관리목적으로만시행한다 는지침은첫째, CLSI와 EUCAST의일부항균제에대한감수성기준이차이가크고, 둘째, 아직임상적치료효과에대한데이터가불분명하고, 셋째, 통상적인감수성시험법이정확도가높지않은검사라는점에서문제가있다. 낮은 MIC를보이는 CPE 감염은아직 MIC와치료효과에대한임상적데이터가부족하고, 치료실패후에다음으로사용할수있는확실한항균제가아직없기때문에 carbapenem 사용에세심한주의가필요하다. ACKNOWLEDGMENTS 이연구는 0년대한임상미생물학회의연구비지원을받아수행되었음. 이연구에대한자문을해주신연세의대세브란스병원이경원교수님, 이화의대이대목동병원이미애교수님, 성균관의대삼성서울병원이남용교수님, 울산의대서울아산병원김미나교수님, 연세의대강남세브란스병원정석훈교수님, 질병관리본부국립보건연구원이영선박사님께감사드립니다. REFERENCES. Clinical and Laboratory Standards Institute. Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing: Nineteenth Informational Supplement. Document M00S9. Wayne, PA; Clinical and Laboratory Standards Institute, Clinical and Laboratory Standards Institute. Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing: Twentyfirst Informational Supplement. Document M00S. Wayne, PA; Clinical and Laboratory Standards Institute, Leclercq R, Cantón R, Brown DF, Giske CG, Heisig P, MacGowan AP, et al. EUCAST expert rules in antimicrobial susceptibility testing. Clin Microbiol Infect 03;9:60.. Thomson KS and Sanders CC. Detection of extendedspectrum betalactamases in members of the family Enterobacteriaceae: comparison of the doubledisk and threedimensional tests. Antimicrob Agents Chemother 99;36: Coudron PE. Inhibitorbased methods for detection of plasmidmediated AmpC betalactamases in Klebsiella spp., Escherichia coli, and Proteus mirabilis. J Clin Microbiol 005;3: Song W, Jeong SH, Kim JS, Kim HS, Shin DH, Roh KH, et al. Use of boronic acid disk methods to detect the combined expression of plasmidmediated AmpC betalactamases and extendedspectrum betalactamases in clinical isolates of Klebsiella spp., Salmonella spp., and Proteus mirabilis. Diagn Microbiol Infect Dis 007;57: Song W, Bae IK, Lee YN, Lee CH, Lee SH, Jeong SH. Detection of extendedspectrum betalactamases by using boronic acid as an AmpC betalactamase inhibitor in clinical isolates of Klebsiella spp. and Escherichia coli. J Clin Microbiol 007;5:0.. Jeong SH, Song W, Park MJ, Kim JS, Kim HS, Bae IK, et al. Boronic acid disk tests for identification of extendedspectrum betalactamase production in clinical isolates of Enterobacteriaceae producing chromosomal AmpC betalactamases. Int J Antimicrob Agents 00;3: Lee K, Kim MN, Kim JS, Hong HL, Kang JO, Shin JH, et al; KONSAR Group. Further increases in carbapenem, amikacin, and fluoroquinoloneresistant isolates of Acinetobacter spp. and P. aeruginosa in Korea: KONSAR study 009. Yonsei Med J 0; 5: Queenan AM and Bush K. Carbapenemases: the versatile betalactamases. Clin Microbiol Rev 007;0:05.. Nordmann P, Cuzon G, Naas T. The real threat of Klebsiella pneumoniae carbapenemaseproducing bacteria. Lancet Infect Dis 009;9:36.. Rhee JY, Park YK, Shin JY, Choi JY, Lee MY, Peck KR, et al. KPCproducing extreme drugresistant Klebsiella pneumoniae isolate from a patient with diabetes mellitus and chronic renal failure on hemodialysis in South Korea. Antimicrob Agents Chemother 00; 5: Roh KH, Lee CK, Sohn JW, Song W, Yong D, Lee K. Isolation of a Klebsiella pneumoniae isolate of sequence type 5 producing KPC carbapenemase in Korea. Korean J Lab Med 0;3: Walsh TR, Toleman MA, Poirel L, Nordmann P. Metallobetalactamases: the quiet before the storm? Clin Microbiol Rev 005; : Ito H, Arakawa Y, Ohsuka S, Wacharotayankun R, Kato N, Ohta M. Plasmidmediated dissemination of the metallobetalactamase gene bla IMP among clinically isolated strains of Serratia marcescens. Antimicrob Agents Chemother 995;39:9. 6. Lee K, Yum JH, Yong D, Lee HM, Kim HD, Docquier JD, et al. Novel acquired metallobetalactamase gene, bla SIM, in a class integron from Acinetobacter baumannii clinical isolates from Korea. Antimicrob Agents Chemother 005;9: Poirel L, Potron A, Nordmann P. OXAlike carbapenemases: the phantom menace. J Antimicrob Chemother 0;67: Song W, Suh B, Choi JY, Jeong SH, Jeon EH, Lee YK, et al. In vivo selection of carbapenemresistant Klebsiella pneumoniae by OmpK36 loss during meropenem treatment. Diagn Microbiol Infect Dis 009;65:79.

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9 YeonJoon Park and Wonkeun Song : Susceptibility Testing, ESBL and Carbapenemases 9 = 국문초록 = Enterobacteriaceae 에대한 βlactam 제감수성시험기준및 ExtendedSpectrum βlactamase 와 Carbapenemase 검출을위한전략 가톨릭대학교, 한림대학교의과대학진단검사의학교실 박연준, 송원근 최근 CLSI와 EUCAST에서는 oxyiminoβlactam제와 carbapenem제의감수성기준을변경하였고이로인해감수성시험결과만으로 ESBL과 carbapenemase를검출할수있기때문에 ESBL이나 carbapenemase 검출시험은치료목적으로시행할필요가없으며단지감염관리목적으로만시행할것을권고하였다. 여러임상증례와함께약동학과동물실험결과가이와같은감수성지침의변화를뒷받침하고있다. 그러나 CLSI와 EUCAST의일부 oxyiminoβlactam제와 carbapenem제의기준에차이가있다. 특히 ceftazidime과 cefepime의감수성기준은 CLSI가 EUCAST에비해비교적높게설정되어있다. 둘째, MIC가낮은 ESBL 생성또는 carbapenemase 생성 Enterobacteriaceae에의한감염에 cephalosporin제나 carbapenem제로치료하는것이효과가있다는증례만큼치료에실패했다는증례가적지않게보고되고있다. 셋째, 일반적으로시행하는감수성시험은연구용시험에비해부정확하여 MIC가 μg/ml 정도의차이를보이게된다. 결론적으로, ESBL과 carbapenemase 검출시험을계속시행하고 ESBL 또는 carbapenemase 생성균주감염시대상약제의사용을피하는것이신중한전략이라고판단된다. [Ann Clin Microbiol 03;6:9] 교신저자 : 송원근, 50950, 서울시영등포구대림 동 9 한림대학교강남성심병원진단검사의학과 Tel: 09559, Fax: swonkeun@hallym.or.kr