Name: rapid identification of gram negative bacteria from blood culture broth using maldi-tof mass spectrometry
Uploaded: 2014-05-28T13:45:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Rapid Identification of Gram Negative Bacteria from Blood Culture Broth Using MALDI-TOF Mass Spectrometry at JoVE.com

<html> 1. Sangue Cultura Brodi Segnala come &quot;Positive&quot; <ol><li> Rimuovere il flacone cultura sangue segnalata dal cabinet monitoraggio incubazione continuo e posizionarlo in una cappa di sicurezza biologica. Nota: Le bottiglie possono contenere microrganismi pericolosi e precauzioni universali devono essere seguite. A causa del rischio di aerosol infettivi di campionamento, tutte le procedure di campionamento devono essere eseguite in una cappa a flusso laminare sicurezza biologica di classe II. </li></ol><p ...

<ol>
	<li>Bearman, G. M., Wenzel, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bacteremias:+a+leading+cause+of+death.">Bacteremias: a leading cause of death.</a> Arch. Med. Res. 36 (6), 646-659 (2005).</li><li>Leibovici, L., Shraga, I., Drucker, M., Konigsberger, H., Samra, Z., Pitlik, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+benefit+of+appropriate+empirical+antibiotic+treatment+in+patients+with+bloodstream+infection.">The benefit of appropriate empirical antibiotic treatment in patients with bloodstream infection.</a> J. Intern. Med. 244 (5), 379-386 (1998).</li><li>Kumar, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Duration+of+hypotension+before+initiation+of+effective+antimicrobial+therapy+is+the+critical+determinant+of+survival+in+human+septic+shock.">Duration of hypotension before initiation of effective antimicrobial therapy is the critical determinant of survival in human septic shock.</a> Crit. Care Med. 34 (6), 1589-1596 (2006).</li><li>Munson, E. L., Diekema, D. J., Beekmann, S. E., Chapin, K. C., Doern, G. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detection+and+treatment+of+bloodstream+infection:+laboratory+reporting+and+antimicrobial+management.">Detection and treatment of bloodstream infection: laboratory reporting and antimicrobial management.</a> J. Clin. Microbiol. 41 (1), 495-497 (2003).</li><li>Clerc, O., Prod'hom, G., Vogne, C., Bizzini, A., Calandra, T., Greub, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+Matrix-Assisted+Laser+Desorption+Ionization+Time-of-Flight+Mass+Spectrometry+on+the+Clinical+Management+of+Patients+With+Gram-negative+Bacteremia:+A+Prospective+Observational+Study.">Impact of Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometry on the Clinical Management of Patients With Gram-negative Bacteremia: A Prospective Observational Study.</a> Clin. Infect. Dis. 56 (8), 1101-1107 (2013).</li><li>Dekker, J. P., Branda, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> MALDI-TOF Mass Spectrometry in the Clinical Microbiology Laboratory. Clinical Microbiology Newslette. 33 (12), 87-93 (2011).</li><li>Seng, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ongoing+revolution+in+bacteriology:+routine+identification+of+bacteria+by+matrix-assisted+laser+desorption+ionization+time-of-flight+mass+spectrometry.">Ongoing revolution in bacteriology: routine identification of bacteria by matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry.</a> Clin. Infect. Dis. 49 (4), 543-551 (2009).</li><li>Neville, S. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Utility+of+matrix-assisted+laser+desorption+ionization-time+of+flight+mass+spectrometry+following+introduction+for+routine+laboratory+bacterial+identification.">Utility of matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry following introduction for routine laboratory bacterial identification.</a> J. Clin. Microbiol. 49 (8), 2980-2984 (2011).</li><li>Schmidt, V., Jarosch, A., M&#228;rz, P., Sander, C., Vacata, V., Kalka-Moll, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+identification+of+bacteria+in+positive+blood+culture+by+matrix-assisted+laser+desorption+ionization+time-of-flight+mass+spectrometry.">Rapid identification of bacteria in positive blood culture by matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry.</a> Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. 31 (3), 311-317 (2012).</li><li>March-Rossell&#243;, G. A., Mu&#241;oz-Moreno, M. F., de Urri&#233;s, M. C., Bratos-P&#233;rez, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+differential+centrifugation+protocol+and+validation+criterion+for+enhancing+mass+spectrometry+(MALDI-TOF)+results+in+microbial+identification+using+blood+culture+growth+bottles.">A differential centrifugation protocol and validation criterion for enhancing mass spectrometry (MALDI-TOF) results in microbial identification using blood culture growth bottles.</a> Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. 32 (5), 699-704 (2012).</li><li>Christner, M., Rohde, H., Wolters, M., Sobottka, I., Wegscheider, K., Aepfelbacher, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+identification+of+bacteria+from+positive+blood+culture+bottles+by+use+of+matrix-assisted+laser+desorption-ionization+time+of+flight+mass+spectrometry+fingerprinting.">Rapid identification of bacteria from positive blood culture bottles by use of matrix-assisted laser desorption-ionization time of flight mass spectrometry fingerprinting.</a> J. Clin. Microbiol. 48 (5), 1584-1591 (2010).</li><li>Gray, T. J., Thomas, L., Olma, T., Iredell, J. R., Chen, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+identification+of+Gram-negative+organisms+from+blood+culture+bottles+using+a+modified+extraction+method+and+MALDI-TOF+mass+spectrometry.">Rapid identification of Gram-negative organisms from blood culture bottles using a modified extraction method and MALDI-TOF mass spectrometry.</a> Diagn. Microbiol. Infect. Dis. 72 (2), 110-112 (2013).</li><li>Hazelton, B. J., Thomas, L. C., Unver, T., Iredell, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+identification+of+Gram-positive+pathogens+and+their+resistance+genes+from+positive+blood+culture+broth+using+a+multiplex+tandem+RT-PCR+assay.">Rapid identification of Gram-positive pathogens and their resistance genes from positive blood culture broth using a multiplex tandem RT-PCR assay.</a> J. Med. Microbiol. 62 (2), 223-2231 (2013).</li><li>Saffert, R. T., Cunningham, S. A., Mandrekar, J., Patel, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+three+preparatory+methods+for+detection+of+bacteremia+by+MALDI-TOF+mass+spectrometry.">Comparison of three preparatory methods for detection of bacteremia by MALDI-TOF mass spectrometry.</a> Diagn. Microbiol. Infect. Dis. 73 (1), 21-26 (2012).</li><li>Consoir, C., L&#246;rch, D., Schneider, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+identification+of+bacteria+from+charcoal-containing+blood+culture+bottles+using+matrix-assisted+laser+desorption/ionisation+time-of-flight+mass+spectrometry.">Direct identification of bacteria from charcoal-containing blood culture bottles using matrix-assisted laser desorption/ionisation time-of-flight mass spectrometry.</a> Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. 31 (10), 2843-2850 (2012).</li><li>Martiny, D., Dediste, A., Vandenberg, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+an+in-house+method+and+the+commercial+Sepsityper&#8482;+kit+for+bacterial+identification+directly+from+positive+blood+culture+broths+by+matrix-assisted+laser+desorption-ionisation+time-of-flight+mass+spectrometry.">Comparison of an in-house method and the commercial Sepsityper&#8482; kit for bacterial identification directly from positive blood culture broths by matrix-assisted laser desorption-ionisation time-of-flight mass spectrometry.</a> Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. 31 (9), 2269-2281 (2012).</li><li>Moussaoui, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Matrix-assisted+laser+desorption+ionization+time-of-flight+mass+spectrometry+identifies+90%+of+bacteria+directly+from+blood+culture+vials.">Matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry identifies 90% of bacteria directly from blood culture vials.</a> Clin Microbiol Infect. 16 (11), 1631-1638 (2010).</li><li>Novel, , et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=improved+sample+preparation+for+rapid,+direct+identification+from+positive+blood+cultures+using+matrix-assisted+laser+desorption/ionization+time-of-flight+(MALDI-TOF)+mass+spectrometry.">improved sample preparation for rapid, direct identification from positive blood cultures using matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight (MALDI-TOF) mass spectrometry.</a> J. Mol. Diagn. 13 (6), 701-706 (2011).</li><li>Fothergill, A., Kasinathan, V., Hyman, J., Walsh, J., Drake, T., Wang, Y. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+Identification+of+Bacteria+and+Yeasts+from+Positive-Blood-Culture+Bottles+by+Using+a+Lysis-Filtration+Method+and+Matrix-Assisted+Laser+Desorption+Ionization-Time+of+Flight+Mass+Spectrum+Analysis+with+the+SARAMIS+Database.">Rapid Identification of Bacteria and Yeasts from Positive-Blood-Culture Bottles by Using a Lysis-Filtration Method and Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization-Time of Flight Mass Spectrum Analysis with the SARAMIS Database.</a> J. Clin. Microbiol. 51 (3), 805-809 (2013).</li></ol>

E &#39;importante quando si applica MALDI-TOF MS alla cultura del sangue brodo che le operazioni di post centrifugazione vengono eseguite con sufficiente attenzione a non rimescolare i componenti separati. È particolarmente importante rimuovere i componenti di coltura sangue e proteine ​​cellulari umani, compresi emoglobina, che possono produrre picchi interferenti con gli spettri MALDI-TOF. Anche se MS produce consiglia di tagliare punteggio ≥ 2.0 per le specie e ≥ 1.7 per l&#39;id...

I pazienti con infezione sangue (BSI) a causa di batteri continuano ad avere alta mortalità in ospedale, che vanno 6-48% 1. La consegna di un adeguato antibiotica empirica promuove la sopravvivenza e nel sottogruppo di pazienti con sepsi grave, ogni ora di ritardo alla terapia appropriata è correlato alla diminuzione della sopravvivenza 2,3. Di conseguenza, un obiettivo chiave del laboratorio clinico è quello di rilevare rapidamente, identificare e comunicare la presenza di batteri nelle colture di sangue per informare le decisioni cliniche. È stato dimostrato che il laboratorio microbiologia ha la più grande influenza sulla terapia antimicrobica al momento di segnalare la colorazione di Gram 4 e recentemente, uno studio d&#39;osservazione ha dimostrato che il tempo desorbimento laser assistita dalla matrice / ionizzazione di volo spettrometria di massa (MALDI-TOF MS) eseguita direttamente sul brodi di coltura di sangue influenzare la prescrizione in oltre un terzo di BSI causate da batteri Gram-negativi 5. 6,7. La tecnologia è ormai ben consolidata ed è stato integrato in molti laboratori per l&#39;identificazione rapida e accurata dei microrganismi isolati su supporti 6,8 solida. L&#39;applicazione diretta di MALDI-TOF MS alla cultura del sangue (BC) brodo che hanno segnalato &quot;positivo&quot; per i microrganismi appello a entrambi i medici e responsabili di laboratorio a causa della possibilità di ottenere la tempestiva individuazione dei microrganismi a basso costo. L&#39;utilità clinica di applicazione diretta di MALDI-TOF MS alla cultura del sangue brodo è stato limitato dalla vasta gamma di sensibilità osservati rispetto ai metodi di coltura fenotipica standard di base di identificazione, con i rapporti di identificazione successo dei batteri Gram-negativi che vanno 47-98,9 9-11%. La variazione di sensibilità probabilesi riferisce alla composizione aC brodo, concentrazione batterica iniziale, variazione nei metodi di preparazione del campione e la gamma di microrganismi Gram-negativi riscontrati in popolazioni di studio 9. Rispetto a questi altri protocolli pubblicati il ​​metodo qui presentato evita l&#39;uso di etanolo, cloruro di ammonio o aggiuntivo (non a matrice) acetonitrile. Come risultato il pellet batterico rimanere vitali (fino al punto di estrazione delle proteine) consentendo potenziali metodi di prova sensibilità fenotipica da applicare direttamente a questi organismi in brodo. Inoltre, il metodo presentato ha dimostrato di essere poco costoso, affidabile e rapido con identificazione batterica disponibile entro 25 min delle emocolture Gram risultati della colorazione, con minime &#39;mani&#39; tempo 12. Questo metodo è un semplice protocollo spin-lisi in casa utilizzando estrazione acido formico applicato direttamente positivi brodi di coltura sangue per identificare Gram negativi bacteria con la tecnologia MALDI-TOF MS.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1319">
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:275px;">BACTEC Plus Aerobic/F Medium</td>
			<td style="width:307px;">Becton Dickinson; BD, Franklin Lakes, NJ, USA</td>
			<td align="right" style="width:188px;">442192</td>
			<td style="width:551px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">BACTEC Lytic/10 Anaerobic /F Medium</td>
			<td>Becton Dickinson; BD, Franklin Lakes, NJ, USA</td>
			<td align="right">442265</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">BACTEC Peds Plus Medium</td>
			<td>Becton Dickinson; BD, Franklin Lakes, NJ, USA</td>
			<td align="right">442194</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Vacutainer - Blood transfer device</td>
			<td>Becton Dickinson; BD, Franklin Lakes, NJ, USA</td>
			<td align="right">364880</td>
			<td>Single use sampling device reducing the risk of needlestick injury</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Vacutainer SST 5.0mL, Advance plus</td>
			<td>Becton Dickinson; BD, Franklin Lakes, NJ, USA</td>
			<td align="right">367954</td>
			<td>Serum separating tube</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Syringe 10 mL</td>
			<td>Becton Dickinson; BD, Franklin Lakes, NJ, USA</td>
			<td align="right">302143</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Transfer pipette</td>
			<td>Samco, USA</td>
			<td>222-20S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Transfer pipette (fine tipped)</td>
			<td>Samco, USA</td>
			<td>232-20S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Microcentrifuge tube (2.0 mL)</td>
			<td>Eppendorf, Hamburg, Germany</td>
			<td>0030.120.094</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Sterile water (DNAse and RNAse free)</td>
			<td>Life Technologies, Carlsbad, California, USA</td>
			<td>10977-015</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Formic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich, St. Louis, Missouri, USA</td>
			<td>F0507</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Matrix solution&#160;</td>
			<td>Bruker Daltonics, Bremen Germany</td>
			<td align="right">285074</td>
			<td>10 mg/ml &#945;-cyano-4-hydroxycinnamic acid, 50% acetonitrile, 2.5% trifluoroacetic acid</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Benchtop microflex LT MALDI-TOF MS</td>
			<td>Bruker Daltonics, Bremen Germany</td>
			<td></td>
			<td>Utilizing BioTyper 3.1 (Build 65) and FlexControl 3.3 (Build 99) software</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

rapid identification of gram negative bacteria from blood culture broth using maldi-tof mass spectrometry

Un ruolo importante del laboratorio di microbiologia clinica è quello di fornire una rapida identificazione dei batteri che causano infezioni flusso sanguigno. L&#39;identificazione tradizionale richiede la sub-cultura del segnalato brodo di coltura di sangue con l&#39;identificazione disponibili solo dopo colonie su agar solido hanno maturato. MALDI-TOF MS è un metodo rapido affidabile per l&#39;identificazione della maggioranza dei batteri clinicamente rilevanti quando applicato colonie su supporti solidi. L&#39;applicazione di MALDI-TOF MS direttamente alla cultura del sangue brodo è un approccio interessante in quanto ha il potenziale di accelerare l&#39;identificazione delle specie di batteri e migliorare la gestione clinica. Tuttavia, un problema importante da superare è la rimozione pre-analisi di interferenti resine, proteine ​​e di emoglobina contenute nei campioni di sangue di cultura che, se non rimosso, interferiscono con la MS spettri e può portare a punteggi di identificazione discriminazione insufficienti o bassi. Inoltre è necessario concentrare Bacteria per sviluppare spettri di qualità sufficiente. Il metodo presentato descrive la concentrazione, la purificazione e l&#39;estrazione dei batteri Gram-negativi che consentano l&#39;identificazione precoce dei batteri da un segnalata cultura sangue brodo.

Il generata MALDI-TOF MS spettri vengono confrontati con il database di riferimento integrato di spettri. Un punteggio logaritmica viene assegnato per la fiducia del match tra l&#39;isolato di prova e il database di riferimento isolati, con la raccomandazione di un punteggio ≥ 1.7 richiesto per probabile identificazione a livello di generi (figura 1) e ≥ 2.0 per probabile l&#39;identificazione di specie (Figura 2). Relazione al livello di specie quando il punteggio ≥ 1.7 e le prim...

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Rapid Identification of Gram Negative Bacteria from Blood Culture Broth Using MALDI-TOF Mass Spectrometry

L&#39;applicazione di desorbimento laser assistita da matrice tempo / ionizzazione di volo (MALDI-TOF) spettrometria di massa (MS) direttamente emocoltura brodo velocizza l&#39;identificazione dei batteri. Il metodo proposto è un metodo rapido e affidabile per l&#39;identificazione dei batteri Gram negativi direttamente dalla cultura sangue brodo.

Rapida identificazione dei batteri Gram-negativi dal sangue brodo di coltura Uso MALDI-TOF

An important role of the clinical microbiology laboratory is to provide rapid identification of bacteria causing bloodstream infection. Traditional ...

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