Sepsis sendromik panelleri ile kan kültüründe hızlı tanımlamanın değerlendirilmesi
Evaluation of rapid identification in blood culture with sepsis syndromic panel
Yazar: GÜLEN HÜRKAL YİĞİTLER
Danışman: PROF. DR. BANU BAYRAKTAR
Sağlık Bilimleri Üniversitesi / İstanbul Şişli Hamidiye Etfal Eğitim ve Araştırma Hastanesi / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2022
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Kan kültürü = Blood culture ; Polimeraz zincirleme reaksiyonu = Polymerase chain reaction ; Sepsis = Sepsis ; Teşhis = Diagnosis ; Teşhis teknikleri ve prosedürleri = Diagnostic techniques and procedures

Özet:
Amaç: Kan dolaşımı enfeksiyonları (KDE), önemli bir mortalite ve morbidite nedenidir. kan kültürü sonuçlarının zamanında sonuçlandırılması, kritik öneme sahiptir. Sepsis tanısındaki gelişmeler ile KDE'lerin erken saptanması, hastaların antimikrobiyal tedavi yönetimini iyileştirmiştir. Bu çalışma, yeni bir sendromik sepsis PZR panel testini (Bio-Speedy® Sepsis qPCR MX-30S panel assay) tanımlama, direnç saptama ve geri dönüş süresinin (TAT) doğruluğu ve duyarlılığı açısından değerlendirmeyi amaçlamaktadır.
Gereç ve Yöntemler: Çalışmamıza, Mart 2022-Temmuz 2022 tarihleri arasında kliniklerden gönderilmiş ve 00.00-17.00 saatleri arasında, BACT-ALERT (bioMérieux, Marcy l'Etoile, France) otomatize mikrobiyal tespit sistemleri ile pozitif üreme sinyali alınmış 256 kan kültürü şişesi incelendi. Laboratuvarımızdaki rutin kültür yönteminde üreyen koloniler, matriks aracılı lazer dezorbsiyon iyonizasyon uçuş zamanı (MALDI-TOF) teknolojisine sahip VITEK® MS (bioMérieux, Marcy l'Etoile, France) ile tanımlandı. Klinik olarak etken düşünülen izolatların, VITEK® 2 (bioMérieux, Marcy l'Etoile, France) sistemi ile antibiyogramları yapıldı ve Karba-NP testi ile karbapenemaz varlığı test edildi. Kültür yöntemi ile eş zamanlı olarak pozitif sinyali takiben, kan kültürü besiyerinden alınan örneğe, ilk olarak Zybio Nükleik Asit Ekstraksiyon Kiti (Zybio Inc., Çin) ve Zybio EXM 3000 Nükleik Asit Ekstraksiyon Sistemi (Zybio Inc., Çin) kullanarak nükleik asit ekstraksiyon işlemi yapıldı. Ekstraksiyonu tamamlanmış örneklere, Bio-Speedy Sepsis qPCR MX-30S paneli (Bioeksen Ar-Ge Teknolojileri) ile Bio-Rad CFX96 TouchTM RT-PCR cihazında polimeraz zincir reaksiyonu (PZR) çalışıldı. Her iki yöntemle elde edilen sonuçlar, tanımlama sonuçlarının ve tespit edilen direnç paternlerinin uyumu, sonuç verme süreleri açısından karşılaştırıldı.
Bulgular: İncelenen 256 kan kültürü örneğinin 27'si (%10,54), panel dışı mikroorganizma üremesi nedeni ile analiz dışı bırakıldı. Çalışmaya dahil edilen 229 kan kültürü örneğinin 196'sında monomikrobiyal, 33'ünde polimikrobiyal üreme görüldü. Monomikrobiyal üreme olan örneklerdeki gram pozitif izolatların %94,79'u, gram negatif izolatların %96,10'u, mayaların %100'ü PZR ile doğru olarak tanımlandı. Polimikrobiyal üremelerde ise 33 örneğin 29'unda (%87,87) sonuçlar tüm üreyen mikroorganizmalar için kültürle uyumlu bulundu. Ortalama sonuç verme süresi, PZR ile rutin tanımlamaya göre istatistiksel olarak anlamlı derecede düşük tespit edildi (p<0.05).
Karpabenem dirençli Klebsiella pneumoniae izolatının (n=12) %83,33'ünde PZR ile karbapenem direnç geni pozitif saptanmış olup, saptanmayan izolatlar karbapenemaz negatif bulundu. Standart kan kültürü işleyişinde dirençli olduğu gösterilen tüm vankomisine dirençli enterokok ve metisiline dirençli Staphylococcus aureus'larda panel vanA ve mecA/C direnç genleri saptandı. Buna göre, PZR ile rutin yönteme kıyasla karbapenem direnci 15,86 saat, vankomisin direnci 22,83 saat ve metisilin direnci 44,58 saat önce saptanabildi.
Sonuç: Çalışmamızda standart kültür yönteminden daha hızlı sonuç veren Sepsis PZR paneli ile %91,70 oranında kültürle uyumlu tanımlama sonuçları elde edildi. Bununla birlikte direnç genlerini de saptayarak kültürden çok daha kısa sürede sonuç elde edildi.

Abstract:
Aim: Bloodstream infections (BSI) are an important cause of mortality and morbidity, and timely conclusion of blood culture is critical. Improvements in the diagnosis of sepsis and early detection of BSIs have improved the antimicrobial therapy management of patients. This study aims and evaluates a novel syndromic sepsis PCR panel assay (Bio-Speedy® Sepsis qPCR MX-30S panel assay) in terms of accuracy of identification and resistance detection and also determines turnaround time (TAT).
Material and Methods: Between March 2022 and July 2022, 256 blood culture bottles with positive signal were obtained by BACT-ALERT automated microbial detection system between 00.00-17.00 and were included in our study. Microorganisms in the routine culture method in our laboratory were identified with VITEK® MS (bioMérieux, Marcy l'Etoile, France) with matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight (MALDI-TOF) technology. Antibiotic susceptability tests were performed with the VITEK® 2 (bioMérieux, Marcy l'Etoile, France) system and the presence of carbapenemases was tested with the Carba-NP and mCIM tests. Following the positive signal concurrent with the culture method, nucleic extraction from the blood culture was performed using the Zybio Nucleic Acid Extraction Kit (Zybio Inc., China) and the Zybio EXM 3000 Nucleic Acid Extraction System (Zybio Inc., China). Polimerase chain reaction (PCR) was performed with extracted samples using the Bio-Speedy Sepsis qPCR MX-30S Panel (Bioeksen R&D Technologies) and the Bio-Rad CFX96 TouchTM RT-PCR device. The results obtained with both methods were compared in terms of the consistency of the identification results and the detection of resistance genes, and the turnaround time results.
Results: Of the 256 blood cultures examined, 27 (10,54%) were excluded due to the growth of non-targeted microorganisms in the panel. A total of 229 samples with 196 monomicrobial growth and 33 polymicrobial growth were included in our study. In monomicrobial samples, 94.79% of gram positive isolates and 96.10% of gram negative isolates and all yeasts were correctly identified by PCR (100%). In polymicrobial samples, in 29 of 33 samples (87.87%), the results were found to be consistent with the culture for all microorganisms. The mean time to result was found to be statistically significantly lower than the routine identification by PCR (p<0.05). In 83.33% of the carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae isolates (n=12), the carbapenem-resistance gene was positive by PCR. The isolates that were not detected with the carbapenem-resistance gene were carbapenemase negative. With PCR vanA and mecA/C resistance genes were detected in all vancomycin-resistant enterococci and methicillin-resistant staphylococci, which were shown to be resistant in standard blood culture procedures. Carbapenem resistance was detected 15.86 hours, vancomycin resistance 22.83 hours, and methicillin resistance 44.58 hours earlier by PCR compared to the routine method.
Conclusion: In our study, 91.70% culture-consistent identification results were obtained with the Sepsis PCR panel, which gave faster results than the standard culture method. In addition, by detecting resistance genes, results were obtained in a much shorter time than culture. We concluded that the PCR method, which can contribute to patient management, significantly improves the turnaround time.