Identification of Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, and Pseudomonas aeruginosa in Blood Cultures: kolmivärisen peptidin nukleiinihapon fluoresenssi In Situ-Hybridisaatiomäärityksen Monikeskustehokkuuden arviointi

TEXT

Gramnegatiiviset bacillit (GNB) liittyvät verenkiertoon liittyviin infektioihin, jotka johtavat merkittävään kuolleisuuteen erityisesti teho-osastoilla (ICUs). Yleisimpiä GNB-taudinaiheuttajia ovat Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae ja Pseudomonas aeruginosa (4, 8). GNB-infektioiden empiirisen hoidon valinta on haastavaa johtuen luontaisesta mikrobilääkeresistenssistä monien P. aeruginosa-kannat ja kehittyvä resistenssi mikrobilääkkeitä vastaan K. pneumoniae-isolaattien keskuudessa. Nopea saman päivän taudinaiheuttajan tunnistaminen suoraan positiivisista veriviljelypulloista voi vaikuttaa asianmukaiseen empiirisen hoidon valintaan, mikä on tärkeä tekijä potilaiden hoitotulosten parantamisessa (7). Peptidi nucleic acid fluoresence in situ hybridization (PNA FISH) assays (AdvanDx Inc.) on osoitettu vertailevan suotuisasti automatisoituihin fenotyyppisiin TUNNISTUSMENETELMIIN ja voivan tuottaa tuloksia noin 90 minuutissa (10). Nykyisten FDA: n hyväksymien GNB PNA FISH-määritysten rajoittaminen (E. coli / P. aeruginosa PNA-kala ja E. coli, K. pneumoniae /P. aeruginosa PNA-kala) on kyvyttömyys erottaa E. coli-bakteeri K. pneumoniae-bakteerista. Tässä monikeskustutkimuksessa arvioitiin GNR: n (gramnegatiivinen sauva) liikennevalo PNA FISH (ei FDA: n määritysraja tämän tutkimuksen aikaan) suorituskykyä.tämä oli ensimmäinen nopea PNA FISH-määritys, jossa 3 suurta GNB: tä (E. coli, K. pneumoniae ja P. aeruginosa) tunnistettiin suoraan vasta positiivisista veriviljelmistä.

neljässä yhdysvaltalaisessa tutkimuskohteessa kerättiin GNB-positiivisia kliinisiä veriviljelmiä. Kunkin laboratorion fenotyyppinen ID-menetelmä tehtiin käyttäen joko Microscania (Siemens Healthcare Diagnostics, Tarrytown, NY) tai VITEK2: ta (bioMérieux, Inc., Durham, NC). Tätä tutkimusta varten kerätyissä tiedoissa ei ollut potilastunnisteita, vaan käytettiin vain kliinisiin tarkoituksiin piirrettyjä veriviljelmiä. Tutkimuspöytäkirjaan saatiin hyväksyntä tai vapautus jokaiselta laitokselta. Jokaisessa laitoksessa käytettiin yhtä seuraavista kolmesta automatisoidusta, jatkuvasti seurattavasta veriviljelyjärjestelmästä: BacT/Alert (bioMérieux, Inc., Durham, NC), BACTEC (Bd Diagnostics, Spark, MD) tai VersaTrek (Trek Diagnostic Systems, Cleveland, OH). Jokaisesta näytteestä tehtiin valmistajan ohjeiden mukaisesti GNR-liikennevalo PNA-kala. Dioja tutkittiin fluoresenssimikroskopialla (60× tai 100× öljytavoite, kaksikaistainen fluoreseiini-isotiosyanaatti/Texasin punainen suodatin). Tulokset tulkittiin positiivisiksi, kun fluoresoivia soluja havaittiin useilla näkökentillä seuraavasti: vihreä E. coli-bakteerin osalta, punainen P. aeruginosa-bakteerin osalta ja keltainen K. pneumoniae-bakteerin osalta. Lisäksi ek / P. aeruginosa PNA-kaloja tutkittiin jokaisesta näytteestä (tietoja ei näy). GNR Traffic Light PNA FISH tehtiin samanaikaisesti rutiinilaboratorion tunnisteen kanssa ylimääräiselle veriviljelyaineistolle. PNA: n FISH-testauksen suorittaja sokaistiin kullakin tutkimusalueella rutiinilaboratorion ID: n tuloksilta, kunnes kaikki testit oli tehty.

tutkimukseen sisältyi yhteensä 490 kliinistä veriviljelyä, jotka olivat positiivisia GNB: lle Gramvärjäyksellä, ja 4 kliinisellä P. aeruginosa-isolaatilla terästettyä veriviljelypulloa. Automatisoiduilla fenotyyppisillä TUNNISTUSMENETELMILLÄ tunnistettiin 537 isolaattia, joista 43 oli vähintään kahden eliön sekakasvuviljelmissä. Tunnistetuista organismeista 186 (34, 6%) oli E. coli-bakteereita, 110 (20, 5%) K. pneumoniae-bakteereita ja 48 (8, 9%) P. aeruginosa-bakteereita. 43 sekaviljelmästä 15: ssä todettiin olevan 2 GNR-liikennevalo PNA: n kohdeorganismeja, joten niiden odotettiin osoittavan 2 fluoresenssitulosta. GNR Traffic Light PNA FISH tunnisti oikein 100% (186/186) E. coli-isolaateista, 99, 1% (109/110) K. pneumoniae-isolaateista ja 95, 8% (46/48) P. aeruginosa-isolaatit (Taulukko 1). Yksi väärä negatiivinen tulos K. pneumoniaelle ja kaksi väärää negatiivia P. aeruginosalle, kaikki sekaviljelmissä, kirjattiin (isolaatteja ei ollut saatavilla uusintatestausta varten). Muiden PNA FISH-määritysten, kuten E. coli/P. aeruginosa PNA FISH, valmistajan merkintöjen mukaan havaitsemisraja (Lod) on 105 PMY. Sekaviljelmissä on mahdollista, että yksi organismi voi kasvattaa toisen ja että pullo voi antaa positiivisen signaalin automaattisella veriviljelylaitteella ennen kuin molemmat organismit saavuttavat tämän määritysrajan PNA FISH-määrityksessä. Testin spesifisyys oli 98.2% (162/165). Sekaviljelmät, jotka sisälsivät enemmän kuin yhden isolaatin kuin E. coli -, P. aeruginosa-tai K. pneumoniae-isolaatin (kaikkiaan 28), laskettiin kerran spesifisyyslaskelmissa, koska yhdellä kerralla voitiin odottaa havaittavan vain yksi negatiivinen tulos. Yksi Enterobacter cloacae-näyte antoi väärän positiivisen E. coli-tuloksen (vihreä) (negatiivinen toistuvassa testissä) ja yksi Acinetobacter baumannii-näyte antoi väärän positiivisen P. aeruginosa-tuloksen (punainen) (isolaatti/näyte ei ole käytettävissä lisätesteissä). Toinen väärä positiivinen P. aeruginosa (punainen) – tulos saatiin näytteestä, joka sisälsi harvinaista kliinistä isolaattia Acinetobacter radioresistens. Julkisesti saatavilla olevien sekvenssien analyysi (http://www.ncbi.nlm.nih.gov) paljasti A. radioresistensin osittaisen täydentävän sekvenssin samankaltaisuuden P. aeruginosa PNA-luotaimen kanssa.

epäasianmukaisen antibioottikuurin ja tehokkaan mikrobilääkehoidon aloittamisen viivästymisen on osoitettu vaikuttavan haitallisesti kuolleisuuteen potilailla, joilla on GNB BSI (6, 7, 9), ja Pseudomonas BSI: n osalta tähän on liittynyt pidempi sairaalassaoloaika (9). E. coli -, P. aeruginosa-tai K. veriviljelypullojen pneumoniae voi vaikuttaa kliinisiin päätöksiin mahdollistamalla tehokkaan kohdennetun mikrobilääkityksen varhaisen valinnan ja siten paremman potilastuloksen ja lyhyemmän sairaalajakson. Kun laji on tunnistettu, voidaan P. aeruginosa-infektioon ja keftriaksoniin tai muihin E. coli-bakteremiaan sopiviin lääkkeisiin valita antipseudomonaalinen hoito-ohjelma, kuten tobramysiini tai piperasilliini-tatsobaktaami. K. pneumoniae veriviljelmässä mahdollistaisi kyseisen organismin resistenssimalliin perustuvan asianmukaisen hoidon nopean aloittamisen tietyssä laitoksessa, kuten laajakirjoisen β-laktamaasin (ESBL) kulkeutumisnopeuden tai karbapeneemiresistenssin yleisyyden perusteella. Kalojen nopeat PNA-tulokset E. coli -, P. aeruginosa-tai K. pneumoniae-bakteereista ovat osoittaneet, että isolaatin resistenssin todennäköisyys kefalosporiinille kasvaa, mikä tukee edelleen hoitopäätöksiin vaikuttavan nopean taudinaiheuttajan ID: n käsitettä (5).

Tämä tutkimus osoitti, että GNR Traffic Light PNA FISH on erittäin herkkä ja spesifinen määritysmenetelmä, jolla tunnistetaan yleisin hiljattain positiivisista veriviljelypulloista talteen otettu GNB. Aika GNR-liikennevalojen PNA-kalojen tulosten saavuttamiseen positiivisesta veriviljelystä on noin 90 min (käytännön teknologiaaika on noin 10 min testiä kohti), kun se tavanomaisilla fenotyyppisillä menetelmillä on 1-3 päivää. Arvioidessaan GNR-liikennevalojen PNA-kalojen toteutuksen todellisia kustannuksia oli tämän tutkimuksen soveltamisalan ulkopuolella, arvioidut kustannukset testiä kohti valmistajan listahinnan perusteella ovat $39 (ilman valvontaa), Medicare-korvauksella $84.66. Kuten muissa PNA-KALATESTEISSÄ tehdyissä tutkimuksissa on esitetty, GNR-liikennevalojen PNA-kalojen käyttöönotosta aiheutuvat laboratoriokustannukset olisivat perusteltuja, kun niitä mitataan parantuneiden potilastulosten, sairaalassaoloaikojen lyhenemisen ja mikrobilääkehoidon järkevän käytön perusteella (1, 2, 3). GNR Traffic Light PNA FISH-valmisteen suora vaikutus sopivan empiirisen hoidon valintaan, myöhempiin potilastuloksiin ja kustannushyötyihin olisi kiinnostava aihe tulevissa tutkimuksissa.