Evaluation of an expert system linked to a rapid antibiotic susceptibility testing system for the detection of β-lactam resistance phenotypesEvaluation d'un système expert associéà une méthode rapide de l'antibiogramme pour la détection des phénotypes de résistance aux β-lactamines

https://doi.org/10.1016/0923-2508(96)81390-8Get rights and content
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Abstract

Interpretive reading of antibiotic disc agar diffusion tests indicates the resistance mechanisms, if any, expressed by a bacterium. An expert system for determining resistance mechanisms using rapid automated antibiotic susceptibility tests has been developed. The β-lactan susceptibility of each of 300 strains of clinically significant species of enterobacteria, displaying natural and acquired resistance mechanisms, was determined by disc agar diffusion and by a rapid automated method of susceptibility testing associated with an expert system. For every strain, the conclusion of the expert analysis of the automated test was compared with the commonly accepted interpretation of disc agar diffusion tests.

Of the 300 strains studied, 275 were similarly interpreted (91.7% agreement). The susceptible and naturally β-lactan-resistant phenotypes (wild phenotypes) were equally recognized by both methods. Similarly, the results of the two methods concurred for most of the acquired resistance phenotypes. However, for 25 strains (8.3%) the results diverged. The expert system proposed an erroneous phenotype (5 strains), several phenotypes including the correct one (17 strains), or no phenotype (1 strain). For 2 strains the natural resistance mechanism was not detected at first by the automated method but was subsequently deduced by the expert analysis according to bacterial identification.

These results demonstrate that satisfactory interpretive reading of automated antibiotic susceptibility tests is possible in 4 to 5 hours but requires careful selection of the antibiotics tested as phenotypic markers.

Résumé

La lecture interprétative de l'antibiogramme par diffusion permet de suspecter le ou les mécanisme(s) de résistance experimés(s) par une bactérie. Nous avons cherché à développer ce mode de lecture pour une méthode automatisée et rapide de l'antibiogramme associée à un système expert. La sensibilité aux β-lactamines de 300 souches hospitalières d'entérobactéries de différentes espèces, présentant différents mécanismes de résistance naturelle ou acquise, a été déterminée comparativement par la méthode de diffusion en gélose et par la méthode automatisée. Pour chaque souche, le résultat de l'expertise de l'antibiogramme automatisé a été comparé à l'expertise communément admise pour l'antibiogramme par diffusion.

Sur les 300 souches étudiées, 275 concordances (91,7%) ont été observées entre l'antibiogramme rapide automatisé et la diffusion en gélose. Les phénotypes sauvages et les phénotypes de résistance acquise aux β-lactamines, décrits chez les entérobactéries, ont été aussi bien différenciés par les deux méthodes. Cependant, 25 discordances (8,3%) ont été observées. Dans 5 cas, le système expert propose un phénotype inexact. Dans 17 cas, des phénotypes multiples, comprenant le phénotype exact, sont proposés. Dans 2 cas le mécanisme de l'expertise et dans 1 cas aucune détermination de phénotype n'est proposée. Ces résultats montrent qu'une lecture interprétative de 1'antibiogramme à l'aide d'une méthode automatisée est possible en 4 à 5 heures. Le choix des antibiotiques testés, utilisés comme marqueurs de détection des phénotypes, explique ces résultats.

Keywords

Antibiotic susceptibility, β-Lactam
Enterobacteria, Resistance phenotypes, Expert system, Rapid detection, Comparisons

Mots-clé

Antibiorésistance, β-lactamine
Entérobactérie, Système expert, Etude comparée, Phénotypes de résistance, Détection rapide

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