Clinical Outcomes in Adult Patients Receiving Definitive Cefazolin Therapy for Community- Acquired Enterobacterales Bacteremias across Minimum Inhibitory Concentration Breakpoints

Abstract

Background: In 2011, the Clinical and Laboratory Standards Institute revised its minimum inhibitory concentration (MIC) breakpoints for systemic cefazolin therapy to address rising antibiotic resistance. The revision was based on pharmacokinetic–pharmacodynamic analysis with limited real-world data. Institutional review led to anticipation of a shift in classification for a substantial proportion of isolates from “susceptible” to “intermediate sensitivity”. This change would result in increased use of broad-spectrum antibiotics in situations where cefazolin therapy would previously have been suitable.

Objective: To compare the risk of treatment failure, as defined by mortality, intensive care admission, relapse bacteremia, and/or antimicrobial escalation, in hospitalized adult patients with community-acquired monomicrobial Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, or Proteus mirabilis bacteremia using MIC of ≤ 4 μg/mL versus 8 μg/mL for definitive cefazolin therapy.

Methods: This single-centre, retrospective chart review involved patients admitted to North York General Hospital, Toronto, Ontario, between January 1, 2015, and December 31, 2022. Multivariable logistic regression was used to model and compare treatment failure for MIC ≤ 4 μg/mL and MIC of 8 μg/mL.

Results: Of the 280 cultures eligible for analysis, 11 had MIC of 8 μg/mL, and the remaining 269 had MIC ≤ 4 µg/mL. For both groups, the treatment failure rate was 18.2%. With adjustment for confounding factors, there was a nonsignificant increase in the risk of treatment failure in patients with MIC of 8 μg/mL (odds ratio 1.29, 95% confidence interval 0.24–4.96, p = 0.74).

Conclusions: Consistent with the existing literature, this study showed a trend toward increased risk of treatment failure with higher MIC. Future research should validate clinical outcomes with contemporary MIC breakpoints and investigate MIC susceptibility in gram-negative bacteremia from urinary sources.

Keywords: minimum inhibitory concentration, cefazolin, Clinical and Laboratory Standards Institute breakpoints, gram-negative bacteremia, definitive therapy, Enterobacterales

RÉSUMÉ

Contexte : En 2011, le Clinical and Laboratory Standards Institute a révisé les seuils de concentration minimale inhibitrice (CMI) pour la thérapie systémique par céfazoline afin de répondre à la plus grande résistance aux antibiotiques. Cette révision reposait sur une analyse pharmacocinétique–pharmacodynamique associée à des données en conditions réelles limitées. L’examen institutionnel a donné lieu à l’anticipation d’un changement de classification pour une part importante d’isolats, passant de « sensibles » à « sensibilité intermédiaire ». Cette modification entraînerait une utilisation accrue d’antibiotiques à large spectre dans des situations où un traitement par céfazoline aurait auparavant été approprié.

Objectif : Comparer le risque d’échec thérapeutique – défini par la mortalité, l’admission en soins intensifs, la récidive de bactériémie et/ou l’escalade du traitement antimicrobien – chez des patients adultes hospitalisés touchées par une bactériémie monomicrobienne à Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae ou Proteus mirabilis acquise au sein de la communauté, avec une CMI de 4 μg/mL ou moins contre 8 μg/mL, lorsqu’ils étaient traités par une thérapie définitive à la céfazoline.

Méthodologie : Cette revue rétrospective des dossiers, menée dans un seul centre, portait sur des patients admis au North York General Hospital, à Toronto (Ontario), entre le 1er janvier 2015 et le 31 décembre 2022. Une régression logistique multivariée a été utilisée pour modéliser et comparer l’échec thérapeutique pour une CMI de 4 μg/mL ou moins et une CMI de 8 μg/mL.

Résultats : Sur les 280 cultures éligibles à l’analyse, 11 avaient une CMI de 8 μg/mL et les 269 restantes une CMI de 4 μg/mL ou moins. Pour les deux groupes, le taux d’échec thérapeutique était de 18,2 %. Après ajustement pour les facteurs de confusion, une augmentation non significative du risque d’échec thérapeutique a été observée chez les patients présentant une CMI de 8 μg/mL (rapport de cotes 1,29, intervalle de confiance à 95 % 0,24-4,96, p = 0,74).

Conclusions : Conformément à la littérature existante, cette étude a montré une tendance à un risque accru d’échec thérapeutique avec une CMI plus élevée. Les recherches futures devraient valider les résultats cliniques avec les seuils de CMI contemporains et examiner la sensibilité aux CMI dans les bactériémies à gram négatif d’origine urinaire.

Mots-clés : concentration minimale inhibitrice, céfazoline, seuils du Clinical and Laboratory Standards Institute, bactériémie à gram négatif, traitement définitif, Enterobacterales