Penambahbaikan diagnosis klinikal dan makmal penyakit melioidosis menggunakan data dan pencilan Burkholderia pseudomallei dari Borneo, Malaysia

Abstract

Peratusan kematian akibat melioidosis di Malaysia (12.3-55.2%), khususnya di negeri Sabah (28%) berada di tahap membimbangkan. Kajian epidemiologi yang terhad menyebabkan kesukaran menjalankan diagnosis klinikal, prognosis dan rawatan yang tepat seterusnya mengakibatkan kematian kepada pesakit. Justeru, objektif pertama kajian adalah mengkaji ciri epidemiologi, spektrum klinikal dan pola kerentanan antibiotik B. pseudomallei melalui analisis data retrospektif dengan menggunakan data dan pencilan daripada 246 pesakit melioidosis di Sabah. Hasilnya, doktor perlu mempertimbangkan penyakit melioidosis semasa diagnosis klinikal sekiranya individu tersebut adalah lelaki (76%, p <0.01), daripada kalangan etnik Kadazan-Dusun (p <0.01) dan Cina (p <0.01), mengalami simptom demam (OR: 7.99), menghidap sekurang-kurangnya satu penyakit sedia ada (OR: 5.95) terutamanya diabetes mellitus (DM) (OR: 5.34) dan berumur melebihi 45 tahun (n = 149, 61%). Risiko kematian meningkat apabila pesakit mengalami kejutan septik (OR: 4.3) dan/atau kegagalan sistem pernafasan (OR: 4.3). Antibiotik yang sesuai untuk rawatan ialah ceftazidime (CAZ) (100%, p <0.01), imipenem (IPM) (100%, p <0.01) dan trimethoprimsulfamethoxazole (SXT) (97.52%, p <0.01). Peningkatan kadar kematian turut disebabkan kelewatan dan ralat semasa diagnosis makmal. Objektif kedua kajian adalah memformulasi dan menilai agar penyaringan B. pseudomallei. Kajian melibatkan pengoptimuman kepekatan maltosa, antibiotik gentamicin (GEN) dan colistin (CST) agar asas Queen (QBA), diikuti dengan penilaian agar secara prospektif (pencilan dari Sabah) dan retrospektif (pencilan dari Sarawak). Hasilnya, tempoh pengesanan agar Queen (QA) terhadap B. pseudomallei dipercepatkan kepada 14-18 jam daripada 18-24 jam, pembezaan koloni B. pseudomallei yang lebih baik serta keputusan positif-palsu yang minimum. Penilaian prospektif QA menunjukkan kepekaan 100% dan kespesifikan 99.27% manakala penilaian retrospektif menunjukkan kepekaan 40%. Kespesifikan rendah semasa penilaian prospektif adalah disebabkan oleh insiden positif-palsu mikroorganisma yang rintang terhadap antibiotik GEN dan CST. Kepekaan rendah semasa penilaian retrospektif disebabkan oleh kes negatif-palsu yang disumbangkan oleh strain rentan-GEN (GENs) yang mengalami kerosakan protein AmrAB-OprA. Namun, kajian berkaitan mutasi dan mekanisme tindakan mutasi pada gen amrB (subunit AmrAB-OprA) masih terhad. Objektif ketiga kajian adalah mengesahkan kerosakan pam efluks AmrAB-OprA, mengenal pasti mutasi dan mengkaji mekanisme mutasi penukargantian asid amino p.Thr368Arg strain GENs terhadap kestabilan struktur protein AmrB serta keafinan ikatan antibiotik GEN terhadap protein AmrB melalui analisis in silico menggunakan perisian YASARA FoldX dan InstaDock. Pengesahan kerosakan pam efluks AmrABOprA dilakukan melalui penentuan kepekatan perencat minimum (MIC) dan pengenalpastian mutasi dilakukan melalui perbandingan jujukan gen amrB strain GENs dan rintang-GEN (GENr). Mekanisme penukargantian asid amino p.Thr368Arg untuk menyebabkan kerentanan ditentukan melalui pengiraan perubahan tenaga bebas (ΔΔG) dan pengiraan keafinan ikatan (ΔGikatan). Hasilnya, mutasi berkait-kerentanan telah dikenal pasti iaitu p.Val412del dan p.Thr368Arg dalam jujukan terpelihara. Analisis mutagenesis in silico membuktikan bahawa penukargantian p.Thr368Arg menyebabkan kerentanan melalui kedudukan mutasi dalam jujukan terpelihara dan bukan melalui gangguan kestabilan struktur protein AmrB serta keafinan ikatan GEN dan protein AmrB. Kesimpulannya, kajian ini dapat menambah baik diagnosis klinikal dan makmal jangkitan B. pseudomallei bagi mengurangkan kes kematian.