Yoğun bakım hastalarından eş zamanlı alınan kan örneklerinde sendromik sepsis paneli ve rutin kan kültür sonuçlarının değerlendirilmesi: Sendromik sepsis panelinin hasta yönetimine katkısı
Evaluation of syndromic sepsis panel and routine blood culture results in concurrently collected blood samples from intensive care patients: The contribution of the syndromic sepsis panel to patient management
Yazar: SEVİM GAYENUR BÜYÜKBERBER
Danışman: DOÇ. SİBEL AYDOĞAN
Sağlık Bilimleri Üniversitesi / Ankara Bilkent Şehir Hastanesi / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı / Tıbbi Mikrobiyoloji Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2024
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Amaç: Sepsis, dünya çapında yüksek mortalite ve morbiditeye neden olan ciddi bir sağlık sorunudur. Bu çalışmada, yeni bir multipleks gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu (GZ PZR) esaslı sendromik sepsis panelinin patojen tanımlama etkinliğini, rutin yöntemler ve MALDI-TOF MS sistemi ile karşılaştırarak, ana antibiyotik direnç genlerinin varlığı ile izolatların antibiyotik duyarlılık paternlerini belirlemek amaçlanmıştır. Ayrıca sendromik sepsis panel kullanımının hem tanımlama hem de antibiyotik direnç durumunun tespit süresine etkisinin belirlenmesi ile hasta yönetimine katkısı değerlendirilmiştir.
Gereç ve Yöntem: Yoğun bakım ünitesinde takip ve tedavi edilen sepsis ön tanılı, yatışı sırasında SOFA skorunda iki veya daha fazla artış olan 155 hastadan gönderilen 310 adet kan kültürü örneği ve eş zamanlı alınmış 155 adet tam kan örneği çalışmaya dahil edildi. Etken tanımlama, MALDI-TOF teknolojisine sahip VITEK® MS (bioMérieux, Fransa) ile yapıldı. Klinik olarak etken kabul edilen izolatların antibiyotik duyarlılık testleri VITEK® 2 (bioMérieux, Fransa) otomatize sistem ile çalışıldı. Rutin kan kültürü işleyişi devam ederken, bir yandan da pozitif sinyal veren şişeler, inkübasyon süresini dolduran şişeler ve tam kan örnekleri sendromik sepsis paneli ile çalışılmak üzere işleme alındı. Sepsis etkenlerinin ve antibiyotik direnç genlerinin analizi GZ PZR yöntemine dayanan Bio-Speedy Sepsis qPCR MX-30S Panel (Bioeksen, Türkiye) kiti kullanılarak CFX96 Touch Real-Time PCR (BIO-RAD, ABD) cihazında üretici firma önerileri doğrultusunda gerçekleştirildi. Her iki yöntemle elde edilen sonuçlar, tanımlama sonuçlarının ve tespit edilen direnç paternlerinin uyumu, sonuç verme süreleri açısından karşılaştırıldı. 
Bulgular: Bio-Speedy Sepsis qPCR MX-30S paneli ile tam kan örneklerinden çalışılan PZR testi ile %53, kan kültür şişelerinden çalışılan PZR testi ile %90 oranında kültürle uyumlu sonuçlar elde edildi. Tam kandan çalışılan örneklerde duyarlılık % 21,43, özgüllük % 80; kan kültürü şişesinden çalışılan örneklerde duyarlılık %88; özgüllük %93 olarak hesaplandı. Sepsis paneli ile çalışılan tam kan örneklerinden yedisinde direnç geni saptandı. Bunlardan dört tanesi (%57) antibiyotik duyarlılık sonuçları ile uyumluydu. Üç örnekte ise kültür ile uyumsuzluk olduğu için antibiyogram sonuçları açısından değerlendirme yapılamadı. Sepsis paneli ile çalışılan kan kültürü örneklerinde ise VRE'lerin (n=4), MRSA'ların (n=1) ve MRKNS'lerin (n=17) tümünde dirence neden olan gen gösterildi. Karbapenem dirençli K. pneumoniae izolatlarının (n=11) sadece birinde direnç geni saptanamadı.  Rutin işleyişte patojenlerin tanımlama sürelerinin ortalaması 50-74 saat arasında bulunurken, antibiyogram sonuç verme süre ortalamaları 52-78 saat arasında bulundu. Sepsis paneli ile bu sürelerin 13-23 saate kadar kısaltılabildiği görüldü. Tüm bu faktörler göz önünde bulundurulduğunda, patojenleri ve direnç genlerini hızlı ve hassas bir şekilde tespit edebilen sendromik sepsis panellerinin, kan kültür analizinde kullanımının, özellikle kritik hasta grubunda hasta sağkalımı açısından faydalı bir yöntem olabileceği öngörülmektedir. 
Anahtar Kelimeler: Sepsis, sendromik sepsis paneli, kan kültürü, tam kan, PZR, direnç geni

Abstract:
Aim: Sepsis is a severe global health issue that leads to significant rates of death and illness. The objective of this study is to assess the effectiveness of a new multiplex real-time polymerase chain reaction (RT-PCR) based syndromic sepsis panel in identifying pathogens. This will be performed by comparing it with standard methods and the MALDI-TOF MS system. Additionally, the study aims to identify the presence of important antibiotic resistance genes and determine the antibiotic susceptibility patterns of the isolates. Furthermore, the effects of applying the syndromic sepsis panel on patient care, identification, and antibiotic resistance status and detection time have been evaluated.
Materials and Methods: The study included 310 blood culture samples and 155 concurrent full blood samples from 155 patients who were initially diagnosed with sepsis and were admitted to the intensive care unit. These patients had an increase of two or more in their SOFA score at the time of admission. The VITEK® MS (bioMérieux, France), integrated with MALDI-TOF technology, was used for pathogen detection. The antibiotic susceptibility testing of the clinically acceptable isolates were performed using the VITEK® 2 (bioMérieux, France), automated system. During the ongoing standard blood culture processing, bottles that showed a positive signal, bottles that had finished their incubation period, and whole blood samples were subjected to analysis using the syndromic sepsis panel. The Bio-Speedy Sepsis qPCR MX-30S Panel (Bioeksen, Turkey) kit was used to analyze sepsis pathogens and antibiotic resistance genes. The analysis was conducted using the CFX96 Touch Real-Time PCR (BIO-RAD, USA) devices, following the manufacturer's instructions. The findings produced from both methods were compared in terms of the agreement in identification results, observed resistance patterns, and turnaround times.
Results: The PCR test performed on whole blood samples using the Bio-Speedy Sepsis qPCR MX-30S panel revealed a 53% concordance with culture. However, the PCR test performed on blood culture bottles demonstrated a higher concordance of 90%. The sensitivity and specificity of the tests performed on whole blood samples were 21,43% and 80%, respectively. For samples collected from blood culture bottles, the sensitivity was 88% and the specificity was 93%. Resistance genes were identified in seven out of the whole blood samples examined using the sepsis panel. Out of these, four (57%) matched the antibiotic susceptibility data. In three samples, the inability to establish concordance with the culture prevented the evaluation based on antibiogram results. The sepsis panel analysis of the blood culture samples confirmed the presence of resistance-causing genes in all cases of VREs (n=4), MRSA (n=1), and MRCNS (n=17). Out of the 11 isolates of carbapenem-resistant K. pneumoniae, only one didn't have a detectable resistance gene. In routine practice, the average duration for pathogen identification was determined to be between 50-74 hours, whereas the average duration for antibiotic susceptibility results was between 52-78 hours. The sepsis panel has the potential to decrease these durations to a range of 13-23 hours. Considering all of this, it is expected that using syndromic sepsis panels, which can quickly and efficiently identify pathogens and resistance genes, could be a promising approach for improving patient survival, particularly for critically ill patients, in the analysis of blood cultures.
Keywords: Sepsis, syndromic sepsis panel, blood culture, whole blood, PCR, resistance gene