Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
EUCAST, otomatik kan kültürleri için doğrudan bir antimikrobiyal duyarlılık testi (AST) protokolü geliştirmiştir. Bununla birlikte, kütle spektrometresi tabanlı mikrobiyal tanımlamaya bağımlılığı, otomatik bir mikrobiyal tanımlama sisteminde doğrudan bir aşı hazırlama protokolü kullanılarak ortadan kaldırılabilir. Bu yaklaşım, numune alındıktan sonraki 24 saat içinde AST raporları sağlayabilir.
Gram-negatif (GN) sepsis, kaynakların sınırlı olduğu ortamlarda yönetimin konvansiyonel mikrobiyolojik kültür tekniklerine dayandığı ve 3-4 gün içinde sonuç veren tıbbi bir acil durumdur. Geri dönüş süresindeki (TAT) bu gecikmeyi kabul eden hem EUCAST hem de CLSI, AST sonuçlarını doğrudan pozitif işaretli otomatik kan kültürü şişelerinden (+aBC'ler) belirlemek için protokoller geliştirmiştir. EUCAST hızlı AST (RAST) protokolü ilk olarak 2018 yılında tanıtılmış olup, GN sepsisinin dört yaygın etiyolojik ajanı olan Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa ve Acinetobacter baumannii kompleksi için bölge çapı kırılma noktaları bildirilebilir. Bununla birlikte, bu yöntemi rutin iş akışlarında uygulayan klinik laboratuvarlar, kolayca bulunamayan kütle spektrometresi tabanlı mikrobiyal tanımlamaya güvenir ve bu nedenle kaynak sınırlı ortamlarda uygulanmasını engeller. Bunu aşmak için, aBC'nin pozitif olarak işaretlenmesinden sonraki 8 saat içinde erken mikrobiyal tanımlamayı sağlamak için ticari bir otomatik mikrobiyal tanımlama ve antimikrobiyal duyarlılık test sistemi (aMIAST) kullanarak bir doğrudan aşılama protokolünü (DIP) değerlendirdik. Bu protokolü Ocak-Ekim 2023 tarihleri arasında, pozitif olarak işaretlenmiş aBC'deki dört RAST raporlanabilir GN'YI (RR-GN) belirlemek için değerlendirdik. DIP'deki mikrobiyal tanımlama sonuçları, aMIAST'taki standart inokulum hazırlama protokolü (SIP) ile karşılaştırıldı. Monomorfik GN'ye (+naBC) sahip 204 +aBC'den 4 RR-GN'den biri 105 +naBC'de SIP ile tanımlanmıştır (E. coli: 50, K. pneumoniae: 20, P. aeruginosa: 9 ve A. baumannii kompleksi: 26). Bunların %94'ü (98/105) DIP ile doğru bir şekilde tanımlanırken, majör hata ve çok majör hata oranları sırasıyla %6 (7/105) ve %1,7 (4/240) idi. Mikrobiyal tanımlama için DIP, EUCAST RAST yöntemi kullanılarak yapıldığında, numunenin alınmasından sonraki 24 saat içinde geçici klinik raporlar sağlanabilir. Bu yaklaşım, TAT'ı önemli ölçüde azaltma potansiyeline sahiptir ve uygun antimikrobiyal tedavinin erken kurulmasını sağlar.
Önemli bir küresel sağlık sorunu olan sepsis, enfeksiyona karşı bozulmuş bir konak yanıtına bağlı olarak yaşamı tehdit eden organ fonksiyon bozukluğu olarak tanımlanır. Küresel Hastalık Yükü Çalışması, 2017 yılında dünya çapında 48,9 milyon sepsis vakası ve 11 milyon sepsis ile ilişkili ölüm olduğunu ve bunun tüm küresel ölümlerin neredeyse %20'sini oluşturduğunu tahmin etmektedir1. Mortaliteyeneden olan kan dolaşımı enfeksiyonlarının (KSE) yaklaşık 2/3'ü gram negatif bakteriyel patojenlere bağlıdır2. Gram negatifler (GN) arasında önde gelen mortalite nedenleri, 33 bakteriyel patojen arasındaki vakaların yaklaşık %40'ını oluşturan Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa ve Acinetobacter baumannii'dir 2.
Kan kültürleri, KSE'nin teşhisi için altın standart olmaya devam etmektedir ve antimikrobiyal duyarlılık testi (AST) sonuçları ile birlikte hızlı mikrobiyal tanımlama, yönetimin anahtarıdır. Sepsis3'te uygun antimikrobiyallerin uygulanmasında her bir saatlik gecikme ile mortalite oranlarında %9'luk bir artış olduğu tahmin edilmektedir. AST sonuçları ile mikrobiyolojik olarak pozitif kan kültürü raporlarının geri dönüş süresi (TAT), otomatik sistemlerde bile, kaynak sınırlı ortamlarda mevcut mikrobiyolojik araçlarla yaklaşık 48-72 saattir. Bu ortalamanın altındaki TAT'ın bir sonucu olarak, geniş spektrumlu antimikrobiyaller ampirik olarak kullanılır ve bu da gelişmekte olan antimikrobiyal direnç (AMR) sorununa katkıda bulunur. Sepsis için mikrobiyolojik kültür teknikleri için TAT'ı azaltmaya yönelik bu ciddi ihtiyacı kabul eden EUCAST ve CLSI, AST'yi doğrudan pozitif işaretli kan kültürü şişelerinden (+aBC)4,5 gerçekleştirmeye doğru ilerliyor.
2018'de EUCAST, ilk olarak Kirby-Bauer disk difüzyon yöntemiyle kısa inkübasyon sürelerinde, yani 4 saat, 6 saat ve 8 saat, doğrudan + aBC 6,7'den AST'yi belirlemek için hızlı AST (RAST) yöntemini tanıttı. Yöntem şu anda, gram negatifler arasında BSI'nin en yaygın 8 nedeninden biri olan E. coli, K. pneumoniae, P. aeruginosa ve A. baumannii kompleksini içeren + aBC'ler için AST belirlemek için ve gram pozitifler arasında Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis, E. faecium ve Streptococcus pneumoniae 8. Çeşitli zaman aralıklarında AST tayini için kesme noktaları, yukarıda listelenen mikrobiyal türlere göre sağlanır. Bu nedenle, AST sonuçlarının kategorik olarak yorumlanmasından önce, mikrobiyal tanımlama gereklidir. Bununla birlikte, RAST standardı, bu zaman çerçevesi içinde mikrobiyal tanımlamayı sağlayacak yöntemi belirtmez.
EUCAST RAST yöntemini kendi ortamlarında değerlendiren çalışmaların çoğu, mikroorganizmaları tanımlamak için kaplanmış ortam üzerinde kısa bir inkübasyondan sonra kütle spektrometresi tabanlı mikrobiyal tanımlamakullanmıştır 9,10,11,12,13,14,15,16,17 . Bununla birlikte, kütle spektrometresi cihazları, özellikle düşük ila orta gelirli ülkelerde (LMIC'ler) yaygın olarak mevcut değildir ve bu da bu yöntemin potansiyel kullanışlılığını büyük ölçüde sınırlar. Az sayıda çalışma, bu yöntemin merkezlerinde kütle spektrometresikullanılmadan uygulandığını bildirmiştir 18,19,20. Tayşi ve ark.18, AST sonuçlarını yorumlamadan önce gram boyama morfolojisi ve oksidaz testine dayanarak Enterobacterales, Pseudomonas ve Acinetobacter spp. arasında geniş bir GN kategorizasyonu bildirmişlerdir. Bu merkezden Gupta ve ark.19 ve Siddiqui ve ark.20 tarafından yapılan diğer çalışmalarda, pozitif olarak işaretlenmiş kan suyu karışımından bir bakteri peleti hazırlanarak ve geleneksel biyokimyasal testlere aşılanarak tür düzeyinde mikrobiyal tanımlama yapıldı. Tayşi ve ark.18 yaklaşımları ile mikrobiyal tanımlamanın doğruluğu hakkında yorum yapmazken, Gupta ve ark.19 165/176 (%94) olguda yaklaşımları ile RAST raporlanabilir gram-negatif (RR-GN), yani E. coli, K. pneumoniae, P. aeruginosa ve A. baumannii'den herhangi biri olduğunu bildirmişlerdirkarmaşık. Bununla birlikte, ikinci yaklaşımla, RAST sonuçlarının okunması, yalnızca geleneksel biyokimyasal sonuçların tam inkübasyonundan sonra, yani aşılamadan 18-24 saat sonra, 8 saatlik bölge çapı kırılma noktaları kullanılarak geriye dönük olarak yapıldı ve raporlama için ortalama süre yaklaşık 2 gündü.
Klinik raporların TAT'sini daha da azaltmak için, aMIAST kullanarak +aBC'lerde bulunan GN'nin erken tanımlanmasını sağlamak için alternatif bir metodoloji öneriyoruz. Kütle spektrometresi tabanlı mikrobiyal tanımlama sistemlerinin piyasaya sürülmesinden önce, bu otomatik tanımlama sistemleri, tanımlamanın, bir kasette barındırılan minyatür biyokimyasal testlerde aşılandığında test bakterileri tarafından indüklenen kolorimetrik ve/veya florometrik değişikliklerle sağlandığı mikrobiyal tanımlama için bakım standardı olarak kabul edildi ve sonuçları izolat veri tabanlarıyla eşleştirdi. Bu sistemlerde tanımlama için ortalama süre 4 saat ila 8 saat civarındadır, ancak üreticilerin, ilgili kimlik kartları aşılanmadan önce mikropların gece boyunca büyümesini önermeleri gerçeğiyle sınırlıdır. Bu gereklilik, raporlama süresini kısaltmadaki kullanışlılıklarını büyük ölçüde sınırlar.
Bu otomatik sistemleri kullanarak +aBC'lerden mikropları doğrudan tanımlama yöntemlerini değerlendiren az sayıda çalışmavardır 21,22,23,24,25,26,27. Monomorfik GN içeren +aBC'ler söz konusu olduğunda, çalışmaların çoğu, pozitif kan suyu karışımından yapılan bakteri peletinden doğrudan inokülasyon ile standart koloni inkübasyonu arasında mükemmel bir uyum göstermiştir. Bununla birlikte, gram pozitifler söz konusu olduğunda, uyum oranları optimalin altındaydı. +aBC'lerin pozitifliğe kadar ortalama süresi 8 saat ile 16 saat arasında olduğundan ve GN'nin tanımlanması otomatik bir mikrobiyal tanımlama sisteminde ~ 4 saat ila 8 saat sürdüğünden, otomatik mikrobiyal tanımlamada doğrudan aşılama protokolünü kullanarak, numune alındıktan sonraki 24 saat içinde RR-GN'ye sahip GN ile +aBC'lerin klinik raporlamasını tamamlayabileceğimizi varsayıyoruz.
Çalışma için ayar
Bu çalışma, Ocak-Ekim 2023 tarihleri arasında Orta Hindistan'da 950 yataklı, akademik, ulusal öneme sahip üçüncü basamak bir bakım enstitüsünün (INI) klinik bakteriyoloji laboratuvarında gerçekleştirilmiştir. Laboratuvar, sürekli kan kültürü izleme sistemi (CBCMS) ve aMIAST ile donatılmıştır. Bakteriyoloji laboratuvarı, pozitif işaretli kan kültürü şişelerini (+aBC'ler) işlemek ve raporlamak için teknisyenlerin ve mikrobiyologların mevcudiyeti ile günün her saati işlevseldir.
Burada kullanılan mikrobiyal yöntemler
Etüdün iş akışı Şekil 1'de gösterilmiştir. Monomorfik GN'leri (+naBC) gösteren +aBC'ler, EUCAST RAST protokolü kullanılarak tanımlama ve AST'yi mümkün kılmak için karşılık gelen tanımlama kartlarının doğrudan aşılanmasıyla işlendi. Bu sonuçlar, + aBC'ler için bakım standardı (SoC) yöntemi ile karşılaştırıldı, yani koyun kanı agar (SBA), çikolata agar (CA) ve MacConkey agar (MA) yoluyla geleneksel kaplamalı ortamda alt kültürleme, 16 saat ila 24 saat boyunca aerobik olarak inkübe edildi ve ardından izole koloniler ortaya çıktığında aMIAST tarafından verilen tanımlama ve AST kartları geldi. Gram pozitif koklar, gram pozitif basiller, tomurcuklanan maya hücreleri ve ≥2 farklı mikroorganizmayı başlangıç gram boyama veya kaplama besiyeri üzerinde gösteren kan kültürleri çalışma dışı bırakıldı.
AIIMS Bhopal tarafından Dr. Ayush Gupta'ya verilen intramural araştırma hibesi ile finanse edilen çalışma, Kurumsal İnsan Etik Komitesi (IHEC) tarafından vide letter no: IHEC- LOP/2022/IL072 tarafından onaylandı.
NOT: Quesada ve ark.25 ve Munoz-Davila ve ark.27 tarafından yapılan çalışmalara dayanarak 5 ml'lik bir numune hacmi kullanılmıştır.
1. aMIAST kullanarak bakteri tanımlaması için standart aşı protokolü (SIP)
2. aMIAST kullanarak bakteri tanımlaması için doğrudan aşılama protokolü (DIP)
3. EUCAST RAST protokolü 4 ile AST
4. Kalite kontrol
5. İstatistiksel analiz
Genel sonuçlar
Çalışma süresi boyunca, 240 + naBC, hem DIP hem de SIP kullanılarak aMIAST tarafından tanımlandı. Bunların% 15'inin (36/240) + naBC'lerin kaplanmış ortam üzerinde gece boyunca inkübe edildikten sonra polimikrobiyal olduğu bulundu. 204 +naBC'den SIP ile tanımlanan RR-GN oranı %51.5 (105/204) idi. Bunların %47.6'sı (50/105) E. coli, %19'u (20/105) K. pneumoniae, %8.6'sı (9/105) P. aeruginosa ve %24.8'i (26/105) A. baumannii kompleksi...
DIP kullanarak, RR-GN'leri önemli bir tanısal doğrulukla başarıyla tanımladık. aBC'nin pozitif işaretlenmesinden sonra ortalama TTI sadece 507 dakika (~ 8.5 saat) idi. Bu nedenle, AST tayini için EUCAST RAST yöntemi ile birlikte yapıldığında, 8 saatlik AST okuma süresinde izolat tanımlaması verebilir. Bu yaklaşım, kütle spektrometresi tabanlı tanımlama ihtiyacını ortadan kaldıran EUCAST RAST yöntemini uygulama potansiyeline sahiptir. Bu, klinik raporlama süresini kısaltmak ve uygulanmasının ...
Yazarların ifşa edecek hiçbir şeyi yok.
Çalışma, AIIMS Bhopal tarafından Dr. Ayush Gupta'ya verilen intramural araştırma hibesi ile finanse edildi. Rutin ve acil durum saatlerinde testleri özenle gerçekleştiren ve okuyan laboratuvar teknisyenlerinin ve asistan doktorların katkılarını takdir ediyoruz.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
ANTIMICROBIAL DISKS | |||
Amikacin disk 30 µg | Himedia, Mumbai, India | SD035-1VL | Antimicrobial susceptibility testing |
Amoxyclav disk (20/10 µg) | Himedia, Mumbai, India | SD063-1VL | Antimicrobial susceptibility testing |
Cefotaxime disk 5 µg | Himedia, Mumbai, India | SD295E-1VL | Antimicrobial susceptibility testing |
Ceftazidime disk 10 µg | Himedia, Mumbai, India | SD062A-1VL | Antimicrobial susceptibility testing |
Ciprofloxacin disk (5 µg) | Himedia, Mumbai, India | SD060-1VL | Antimicrobial susceptibility testing |
Co-Trimoxazole disk (23.75/1.25 µg) | Himedia, Mumbai, India | SD010-1VL | Antimicrobial susceptibility testing |
Gentamicin disk 10 µg | Himedia, Mumbai, India | SD016-1VL | Antimicrobial susceptibility testing |
Imipenem disk 10 µg | Himedia, Mumbai, India | SD073-1VL | Antimicrobial susceptibility testing |
Levofloxacin disk 5 µg | Himedia, Mumbai, India | SD216-1VL | Antimicrobial susceptibility testing |
Meropenem disk 10 µg | Himedia, Mumbai, India | SD727-1VL | Antimicrobial susceptibility testing |
Piperacillin-tazobactam disk (30/6 µg) | Himedia, Mumbai, India | SD292E-1VL | Antimicrobial susceptibility testing |
Tobramycin disk 10 µg | Himedia, Mumbai, India | SD044-1VL | Antimicrobial susceptibility testing |
ATCC Escherichia coli 25922 | Microbiologics, Minnesota USA | 0335A | Recommended Gram negative bacterial strain for quality control in RAST |
BacT-Alert 3D 480 | bioMerieux, Marcy d’ Etoille, France | 412CM8423 | Continuous automated blood culture system |
Biosafety cabinet II Type A2 | Dyna Filters Pvt. Limited, Pune, India | DFP-2/21-22/149 | For protection against hazardous and infectious agents and to maintain quality control |
Blood agar base no. 2 | Himedia, Mumbai, India | M834-500G | Preparation of blood agar and chocolate agar |
Clinical Centrifuge Model SP-8BL | Laby Instruments, Ambala, India | HLL/2021-22/021 | Centrifugation at low and high speed for separation of supernatant |
Dispensette S Analog-adjustable bottle-top dispenser | BrandTech, Essex CT, England | V1200 | Dispensing accurate amount of saline |
MacConkey agar | Himedia, Mumbai, India | M008-500G | Differential media for Lactose fermenters/ non-fermenters Gram negative bacilli |
Micropipette (100-1000 µL) | Axiflow Biotech Private Limited, Delhi, India | NJ478162 | Transferring supernatant after first centrifugation, discarding supernatant after second centrifugation |
Micropipette tips (200-1000 µL) | Tarsons Products Pvt. Ltd., Kolkata, India | 521020 | Transferring supernatant after first centrifugation, discarding supernatant after second centrifugation |
Mueller-Hinton agar | Himedia, Mumbai, India | M173-500G | Antimicrobial susceptibility testing by Kirby-Bauer method of disk diffusion |
Nichrome loop D-4 | Himedia, Mumbai, India | LA019 | For streaking onto culture media |
Nichrome straight wire | Himedia, Mumbai, India | LA022 | For stab inoculation |
Nulife sterile Gloves | MRK healthcare Pvt Limited, Mumbai, India | For safety precautions | |
Plain vial (Vial with red top), Advance BD vacutainer | Becton-Dickinson, Cockeysville, MD, USA | 367815 | Obtaining pellet after second centrifugation |
Sheep blood | Labline Trading Co., Hyderabad, India | 70014 | Preparation of blood agar and chocolate agar |
SST II tube, Advance BD vacutainer | Becton-Dickinson, Cockeysville, MD, USA | 367954 | Supernatant separation in first centrifugation |
Sterile cotton swab (w/Wooden stick) | Himedia, Mumbai, India | PW005-1X500NO | Lawn culture of blood culture broth for antimicrobial susceptibility testing |
Sterile single use hypodermic syringe 5ml/cc | Nihal Healthcare, Solan, India | 2213805NB2 | Preparing aliquots from +aBC |
VITEK DensiCHEK McFarland reference kit | bioMerieux, Marcy d’ Etoille, France | 422219 | Densitometer to check the turbidity of suspension |
VITEK saline solution (0.45% NaCl) | bioMerieux, Marcy d’ Etoille, France | V1204 | Adjustment of McFarland Standard turbidity |
VITEK tube stand | bioMerieux, Marcy d’ Etoille, France | 533306-4 REV | Stand for proper placement of tubes before ID card inoculation |
VITEK tubes | bioMerieux, Marcy d’ Etoille, France | Tubes for inoculum preparation | |
VITEK-2 Compact 60 | bioMerieux, Marcy d’ Etoille, France | VKC15144 | Automated identification and AST system |
VITEK-2 GN card | bioMerieux, Marcy d’ Etoille, France | 21341 | Identification of Gram negative bacilli |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır