Identification of Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, and Pseudomonas aeruginosa in Blood Cultures: en multicenter-præstationsevaluering af en trefarvet Peptidnukleinsyre fluorescens In Situ Hybridiseringsassay

tekst

gramnegative baciller (GNB) er forbundet med blodbaneinfektioner (BSI), hvilket resulterer i signifikant dødelighed, især hos patienter på intensivafdelinger (ICU ‘ er). Blandt de mest udbredte GNB-patogener er Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae og Pseudomonas aeruginosa (4, 8). Udvælgelsen af empirisk terapi til GNB-infektioner er udfordrende på grund af iboende antimikrobiel resistens blandt mange P. aeruginosa stammer og nye resistens over for carbapenem antimikrobielle midler blandt K. pneumoniae isolater. Hurtig samme dag patogenidentifikation (ID) direkte fra nyligt positive blodkulturflasker kan påvirke det passende valg af empirisk terapi, en vigtig faktor til forbedring af patientresultater (7). Peptidnukleinsyre fluorescens in situ hybridisering (PNA FISH) assays.) har vist sig at sammenligne positivt med automatiserede fænotypiske ID-metoder og kan producere resultater på cirka 90 minutter (10). En begrænsning af de nuværende FDA-ryddet GNB PNA fisk assays (E. coli / P. aeruginosa PNA fisk og E. coli, K. pneumoniae /P. aeruginosa PNA fisk) er manglende evne til at differentiere E. coli fra K. pneumoniae. Denne multicenterundersøgelse evaluerede ydeevnen af GNR (Gram-negativ stang) trafiklys PNA-fisk (ikke FDA-ryddet på tidspunktet for denne undersøgelse), den første hurtige PNA-fiskeanalyse, der identificerede 3 større GNB (E. coli, K. pneumoniae og P. aeruginosa) direkte fra nyligt positive blodkulturer.

fire Amerikanske undersøgelsessteder indsamlede GNB-positive kliniske blodkulturer. Den fænotypiske ID-metode for hvert laboratorium blev udført ved hjælp af enten MicroScan (Siemens Healthcare Diagnostics, ny) eller VITEK2., Durham, NC). Data indsamlet til denne undersøgelse havde ingen patientidentifikatorer, og kun blodkulturer trukket til kliniske formål blev anvendt. IRB-godkendelse eller fritagelse blev opnået for undersøgelsesprotokollen fra hver institution. Hvert sted anvendte et af følgende tre automatiserede, kontinuerligt overvågede blodkultursystemer: BacT/Alert ()., Durham, NC), BACTEC (Bd Diagnostics, Spark, MD) eller VersaTrek (Trek Diagnostic Systems, Cleveland, OH). For hver prøve blev GNR-trafiklys PNA-fisk udført i henhold til producentens anvisninger. Lysbilleder blev undersøgt med fluorescensmikroskopi (60 liter eller 100 liter oliemål, dual-bandpass fluoresceinisothiocyanat/rødt filter). Resultaterne blev fortolket som positive, når fluorescerende celler blev set i flere synsfelter som følger: grøn for E. coli, rød for P. aeruginosa og gul for K. pneumoniae. Derudover EK / P. aeruginosa PNA fisk blev udført på hver prøve (data ikke vist). GNR trafiklys PNA-fisk blev udført samtidig med det rutinemæssige laboratorie-ID på overskydende blodkulturmateriale. Operatøren af PNA-fisketest på hvert undersøgelsessted blev blindet for resultaterne af det rutinemæssige laboratorie-ID, indtil al test var afsluttet.

i alt 490 kliniske blodkulturer positive for GNB ved gramfarvning og 4 blodkulturflasker tilsat kliniske P. aeruginosa-isolater blev inkluderet i undersøgelsen. Automatiserede fænotypiske ID-metoder identificerede 537 isolater, herunder 43 i blandede vækstkulturer af 2 eller flere organismer. Af de identificerede organismer var 186 (34,6%) E. coli, 110 (20,5%) K. pneumoniae og 48 (8,9%) P. aeruginosa. Af de 43 blandede kulturer, 15 blev identificeret som havende 2 af GNR trafiklys PNA-fiskemålorganismer til stede og forventedes derfor at vise 2 fluorescensresultater. GNR trafiklys PNA-fisk identificerede korrekt 100% (186/186) af E. coli-isolaterne, 99,1% (109/110) af K. pneumoniae-isolaterne og 95,8% (46/48) af P. aeruginosa isolater (tabel 1). Et falsk negativt for K. pneumoniae og to falske negativer for P. aeruginosa, alle i blandede kulturer, blev registreret (isolater var ikke tilgængelige til genprøvning). I henhold til producentens mærkning af de andre PNA-fiskeanalyser, såsom E. coli/P. aeruginosa PNA-fisk, er detektionsgrænsen (LOD) 105 cfu. I blandede kulturer er det muligt, at den ene organisme kan vokse den anden, og at flasken kan signalere positivt på den automatiserede blodkulturanordning, før begge organismer når denne LOD til PNA-fiskeanalysen. Testens specificitet var 98.2% (162/165). Blandede kulturer, der indeholdt mere end et isolat bortset fra E. coli, P. aeruginosa eller K. pneumoniae (28 i alt) blev talt en gang i specificitetsberegningerne, da kun et negativt resultat kunne forventes at blive observeret ad gangen. En Enterobacter cloacae-prøve gav et falsk-positivt E. coli (grønt) resultat (negativt ved gentagen test), og en Acinetobacter baumannii-prøve gav et falsk-positivt P. aeruginosa (rødt) resultat (isolat/prøve ikke tilgængelig til yderligere test). En anden falsk-positiv P. aeruginosa (rødt) resultat forekom med en prøve indeholdende Acinetobacter radioresistens, et sjældent klinisk isolat. Analyse af offentligt tilgængelige sekvenser (http://www.ncbi.nlm.nih.gov) afslørede en delvis komplementær sekvenslighed for A. radioresistens med P. aeruginosa PNA-sonden.

uhensigtsmæssig initial antibiotikaudvælgelse og forsinkelser i start af effektiv antimikrobiel terapi har vist sig at have negativ indflydelse på dødeligheden hos patienter med GNB BSI (6, 7, 9) og for Pseudomonas BSI har været forbundet med en længere længde af hospitalsophold (9). Hurtig identifikation af E. coli, P. aeruginosa eller K. pneumoniae fra blodkulturflasker har potentialet til at påvirke kliniske beslutninger ved at tillade et tidligt valg af effektiv målrettet antimikrobiel terapi og dermed bedre patientresultater og reducerede længder af hospitalsophold. Når arten er identificeret, kan der vælges et terapeutisk regime med antipseudomonal aktivitet, såsom tobramycin eller piperacillin-tassobactam til P. aeruginosa-infektion og ceftriakson eller andre egnede lægemidler til E. coli-bakteriæmi. Tidlig identifikation af K. pneumoniae i blodkulturen ville muliggøre hurtig initiering af passende terapi baseret på resistensmønsteret for denne organisme i en given institution, såsom hastigheden af forlænget spektrum-kurr-lactamase (ESBL) transport eller prævalens af carbapenemresistens. Hurtige PNA-FISKERESULTATER negative for E. coli, P. aeruginosa eller K. pneumoniae har vist sig at indikere en stigning i sandsynligheden for, at et isolat er resistent over for et cephalosporin, hvilket yderligere understøtter begrebet hurtig patogen-ID, der påvirker terapeutiske beslutninger (5).

denne undersøgelse viste, at GNR trafiklys PNA-fisk er et meget følsomt og specifikt assay til identifikation af den mest almindelige GNB, der er genvundet fra nyligt positive blodkulturflasker. Tiden til resultater for GNR trafiklys PNA-fisk fra en positiv blodkultur er cirka 90 min (praktisk teknologtid er cirka 10 min pr.test) sammenlignet med 1 til 3 dage for konventionelle fænotypiske metoder. Mens vurderingen af de faktiske omkostninger ved GNR trafiklys PNA fisk implementering var uden for rammerne af denne undersøgelse, den omtrentlige pris pr test baseret på producentens listepris er $39 (ikke inklusive kontroller), med en Medicare refusion på $84.66. Som foreslået af undersøgelser af andre PNA-fiskeanalyser ville laboratorieudgifter til implementering af GNR-trafiklys PNA-fisk være berettigede, når de måles mod forbedrede patientresultater, reducerede længder af hospitalsophold og fornuftig anvendelse af antimikrobiel terapi (1, 2, 3). Den direkte effekt af GNR trafiklys PNA fisk på udvælgelsen af passende empirisk terapi, efterfølgende patientresultater og omkostningsfordele ville være områder af interesse for fremtidige undersøgelser.