Infective endocarditis: Importance of molecular biological techniques in etiological diagnosis


Cite item

Full Text

Abstract

Aim. To investigate the specific features of conventional bacteriological methods and current molecular biological techniques for the etiological diagnosis of infective endocarditis (IE). Subjects and methods. Examinations were made in 53 patients treated at City Clinical Hospital Sixty-Four, Moscow Healthcare Department, in 2012—2015 who underwent simultaneous bacteriological and molecular biological (polymerase chain reaction (PCR) or PCR with further sequencing) examinations of blood or resected cardiac valve tissues. Results. The investigation included 53 patients (31 men; median age, 62 years) with IE (Duke 2009); its primary form was observed in 32 (60.4%) patients. Blood bacteriological tests and PCR assays were positive in 28 (52.8%) and 34 (64.2%) patients, respectively. There were concordant results in 21 of the 28 positive blood culture cases and discordant results in 7 (25%); at the same time 3 cases showed a compete discordance in the detected causative agents (the growth of Enterococcus spp. was revealed by bacteriological examination and that of Staphylococcus spp., Streptococcus spp., and Escherichia coli by DNA PCR) and a pathogen could not be identified by DNA PCR in 4 patients who had positive blood bacteriological results. The positive PCR results for cocci and fungi were obtained in 10 of the 25 (47.2%) examinees with culture-negative IE. Rare causative agents were not revealed. The tissues obtained from 8 resected damaged heart valves displayed a wider spectrum of pathogens than did blood samples, which was associated with the formation of bacterial films. Conclusion. The etiological agent of IE was revealed in venous blood by bacteriological examination in 52.8% of the examinees, by PCR in 64.2%, and by either in 71.7%. There were concordant and discordant results in 67.9 and 32.1% of the patients, respectively; among whom 18.9% were found to have pathogen DNA revealed by PCR in culture-negative IE.

About the authors

E O Kotova

Российский университет дружбы народов Минобрнауки России

Москва, Россия

E A Domonova

Центральный НИИ эпидемиологии Роспотребнадзора

Москва, Россия

Yu L Karaulova

Российский университет дружбы народов Минобрнауки России; ГКБ №64 ДЗМ, Москва

A S Milto

ГКБ №64 ДЗМ

Москва, Россия

A S Pisaryuk

Российский университет дружбы народов Минобрнауки России

Москва, Россия

O Yu Silveistrova

Центральный НИИ эпидемиологии Роспотребнадзора

Москва, Россия

O Yu Shipulina

Центральный НИИ эпидемиологии Роспотребнадзора

Москва, Россия

G A Shipulin

Центральный НИИ эпидемиологии Роспотребнадзора

Москва, Россия

V S Moiseev

Российский университет дружбы народов Минобрнауки России

Москва, Россия

References

  1. Чипигина Н.С., Белостоцкий А.В. Инфекционный эндокардит: изменение предрасполагающих факторов и эволюция возбудителей. Сердце: журнал для практикующих врачей. 2010;9(4):242-250.
  2. Habib G et al. ESC Guidelines for the management of infective endocarditis. EurHeartJ. 2015. doi: 10.1093/eurheartj/ehv319
  3. Habib G, Hoen B, Tornos P et al. Guidelines on the prevention, diagnosis, and treatment of infective endocarditis (new version 2009). Eur Heart J. 2009;30:2369-2413. doi: 10.1093/eurheartj/ehp285
  4. Karchmer AW. Infective endocarditis. In: Braunwald’s Heart Disease; 2015.
  5. El-Kholy A et al. Impact of serology and molecular methods on improving the microbiologic diagnosis of infective endocarditis in Egypt. Springer. 2015. doi: 10.1007/s15010-015-0761-2
  6. Lamas C et al. Diagnosis of blood culture negative endocarditis and clinical comparison between blood culture negative and blood culture positive cases. Springer. 2015. doi: 10.1007/s15010-015-0863-x
  7. Тюрин В.П. Инфекционные эндокардиты, руководство. Под ред. акад. РАМН Шевченко Ю.Л. М.: ГЕОТАР-Медиа; 2012.
  8. Моисеев В.С., Котова Е.О., Караулова Ю.Л. Эпидемиология и клиническое течение современного инфекционного эндокардита (по данным муниципальной больницы). Клиническая фармакология и терапия. 2014;23(3):62-66.
  9. Fenollar F, Raoult D. Molecular diagnosis of bloodstream infections caused by noу cultivable bacteria. Int J Antimicrob Agents. 2007;30(1):7-15. doi: 10.1016/j.ijantimicag.2007.06.024
  10. Tak T, Shukla SK. Мolecular Diagnosis of Infective Endocarditis: A Helpful Addition to the Duke Criteria. Clin Med Res. 2004;2(4):206-208. doi: 10.3121/cmr.2.4.206
  11. Millar BC, Moore JE. Current trends in the molecular diagnosis of infective endocarditis. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 2004;23:353-365. doi: 10.1007/s10096-004-1132-6
  12. Kemp M, Bangsborg J, Kjerulf A. Advantages and Limitations of Ribosomal RNA PCR and DNA Sequencing for Identification of Bacteria in Cardiac Valves of Danish Patients. Open Microbiol J. 2013;27(7):146-151. doi: 10.2174/1874285801307010146
  13. Kühn C, Disqué C, Mühl H, Orszag P, Stiesch M, Haverich A. Evaluation of commercial universal rRNA gene PCR plus sequencing tests for identification of bacteria and fungi associated with infectious endocarditis. J Clin Microbiol. 2011;49(8):2919-2923. doi: 10.1128/jcm.00830-11
  14. Kalokhe AS, Rouphael N, El Chamia MF et al. Aspergillus endocarditis: a review of the literature. Inte J Inf Dis. 2010;14:1040-1047. doi: 10.1016/j.ijid.2010.08.005
  15. Vollmer T, Piper C, Horstkotte D et al. 23S rDNA real-time polymerase chain reaction of heart valves: a decisive tool in the diagnosis of infective endocarditis. Eur Heart J. 2010;31:1105-1113. doi: 10.1093/eurheartj/ehp600
  16. Fournier PE, Thuny F, Richet H et al. Comprehensive diagnostic strategy for blood culture-negative endocarditis: a prospective study of 819 new cases. Clin Infect Dis. 2010;51:131-140. doi: 10.1086/653675
  17. Boussier R, Rogez S, Francois B et al. Two-step bacterial broad-range polymerase chain reaction analysis of heart valve tissue improves bacteriological diagnosis of infective endocarditis. Diagn Microbiol Infect Dis. 2013;75:240-244. doi: 10.1016/j.diagmicrobio.2012.11.013
  18. Harris KA et al. Hartley Service evaluation to establish the sensitivity, specificity and additional value of broad-range 16S rDNA PCR for the diagnosis of infective endocarditis from resected endocardial material in patients from eight UK and Ireland hospitals. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 2014;33:2061-2066. doi: 10.1007/s10096-014-2145-4
  19. Wellinghausen N, Kochem AJ, Disqué C et al. Diagnosis of Bacteremia in Whole-Blood Samples by Use of a Commercial Universal 16S rRNA Gene-Based PCR and Sequence Analysis. J Clin Microbiol. 2009;47:2759-2765. doi: 10.1128/jcm.00567-09
  20. Ruppenthal RD, de Pereira FS, Cantarelli VV et al. Application of broad-range bacterial PCR amplification and direct sequencing on the diagnosis of neonatal sepsis. Braz J Microbiol. 2005;36:29-35. doi: 10.1590/s1517-83822005000100006
  21. Rovery C, Greub G, Lepidi H et al. PCR detection of bacteria on cardiac valves of patients with treated bacterial endocarditis. J Clin Microbiol. 2005;43:163-167. doi: 10.1128/jcm.43.1.163-167.2005
  22. Assiri AS. Clinical and microbiological profiles of infective ndocarditis in a tertiary hospital in Aseer region, Saudi Arabia. J Saudi Heart Assoc. 2011;23:207-211. doi: 10.1016/j.jsha.2011.04.002
  23. Miyazato A, Ohkusu K, TabataM et al. Comparative molecular and microbiological diagnosis of 19 infective endocarditis cases in which causative microbes were identified by PCR-based DNA sequencing from the excised heart valve. J Infect Chemother. 2012;18:318-323. doi: 10.1007/s10156-011-0332-0
  24. Marsch G, Orszag P, Mashaqi B, Kuehn C, Haverich A. Antibiotic therapy following polymerase chain reaction diagnosis of infective endocarditis: a single centre experience. Interact CardioVasc Thorac Surg. 2015;20:589-593. doi: 10.1093/icvts/ivv006

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2016 Consilium Medicum

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
 
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».