Оценка возможности повышения качества результатов ускоренной идентификации микроорганизмов из положительных гемокультур

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Диагностика инфекций кровотока по-прежнему остаются актуальной проблемой современной медицины. Основными возбудителями септических состояний являются грамположительные микроорганизмы, в частности золотистый стафилококк, энтерококки и др., в то время как клиническое значение выделения коагулазонегативных стафилококков неоднозначно. Среди грамнегативной флоры превалируют Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae и другие энтеробактерии, а также Acinetobacter baumannii. Современные возможности ускоренной идентификации микроорганизмов из положительных гемокультур, которые основаны на масс-спектрометрии, складываются из двух подходов. Во-первых, предложены разработки фирм-производителей расходных материалов для масс-спектрометрии, во-вторых, имеются «местные» варианты ускоренных протоколов пробоподготовки, использующиеся микробиологическими лабораториями. Используемые подходы имеют ряд достоинств и недостатков, однако если их резюмировать, то использование предложенных методик в рутинной практике оказывается достаточно ограниченным. При этом потребность в ускорении выдачи микробиологического заключения для данной нозологии велика и ассоциирована с улучшением исходов. В связи с этим целью исследования было оценить сходимость и точность результатов ускоренной идентификации микроорганизмов из положительных гемокультур при инфекциях кровотока. В исследовании было включено 87 положительных гемокультур, идентификация патогенов в них происходила четырьмя способами: классическое микробиологическое исследование крови на стерильность, идентификация патогена напрямую из флакона без выделения чистой культуры, а так же две методики пробоподготовки, основанные на использовании этилендиаминотетрауксусной кислоты (ЭДТУК) и этилендиаминотетраацетата калия двузамещенного (ЭДТА-К2) в качестве отмывочных добавок. Было обнаружено, что грампозитивная и грамнегативная флора выделялась из крови с примерно одинаковой частой. При оценке влияния биоматериала используемого для масс-спектрометрии, оказалось, что использование отмывочных добавок увеличивает шансы успешной идентификации бактерий из образца крови. Также было оценено влияние тинкториальных свойств на результаты определения видовой принадлежности изолятов. Идентификация грамположительной флоры оказывается более точной, так как часть патогенов без отмывочных добавок не идентифицировалась, а при использовании ЭДТА-К2 и соответствующей кислоты в этих же образцах удалось идентифицировать патогены до рода. Подобная закономерность была характерна и для грамотрицательной флоры. Вместе с тем современные производители лабораторного оборудования и реагентов позволяют стандартизировать процедуры пробоподготовки в используемых протоколах. Эффекты ЭДТА-К2, позволяющие использовать ее в качестве компонента отмывки, связаны со связыванием ионов кальция и магния в растворе, что снижает адгезию бактериальных клеток к клеткам крови, тем самым способствуя более качественной масс-спектрометрии микробных осадков при ускоренной идентификации микроорганизмов из положительных гемокультур. Таким образом, использование описанных добавок может обеспечивать качественную, своевременную и адекватную диагностику таких серьезных и жизнеугрожающих состояний как инфекции кровотока.

Об авторах

Алмаз Вадимович Халиулин

Самарский государственный медицинский университет Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: a.v.haliulin@samsmu.ru

старший преподаватель кафедры фундаментальной и клинической биохимии с лабораторной диагностикой

Россия, г. Самара

Артем Викторович Лямин

Самарский государственный медицинский университет Минздрава России

Email: a.v.haliulin@samsmu.ru

д.м.н., доцент, профессор кафедры общей и клинической микробиологии, иммунологии и аллергологии

Россия, г. Самара

Оксана Анатольевна Гусякова

Самарский государственный медицинский университет Минздрава России

Email: a.v.haliulin@samsmu.ru

д.м.н., доцент, зав. кафедрой фундаментальной и клинической биохимии с лабораторной диагностикой

Россия, г. Самара

Дмитрий Владимирович Алексеев

Самарский государственный медицинский университет Минздрава России

Email: a.v.haliulin@samsmu.ru

студент института клинической медицины

Россия, г. Самара

Всеволод Михайлович Степанов

Самарский государственный медицинский университет Минздрава России

Email: a.v.haliulin@samsmu.ru

студент института клинической медицины

Россия, г. Самара

Список литературы

  1. Гумилевский Б.Ю., Котив Б.Н., Орлова Е.С., Суборова Т.Н., Иванов Ф.В., Сидельникова О.П., Шуклина А.А. Характеристика спектра и чувствительности к антибиотикам бактерий, выделенных из крови пациентов многопрофильной военно-медицинской организации // Вестник новых медицинских технологий. 2022. Т. 29, № 2. С. 32–37. [Gumilevskij B.Ju., Kotiv B.N., Orlova E.S., Suborova T.N., Ivanov F.V., Sidel’nikova O.P., Shuklina A.A. Characteristics of the spectrum and sensitivity to antibiotics of bacteria isolated from the blood of patients of a multidisciplinary military medical organization. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologii = Journal of New Medical Technologies, vol. 29, no. 2, pp. 32–37. (In Russ.)] doi: 10.24412/1609-2163-2022-2-32-37
  2. Козлов И.А., Овезов А.М., Раутбарт С.А., Тюрин И.Н., Александровский А.А., Скрипкин Ю.В. Анализ ранних факторов риска летального исхода абдоминального сепсиса как показаний к началу инвазивного мониторинга центральной гемодинамики: ретроспективное обсервационное исследование // Вестник интенсивной терапии им. А.И. Салтанова. 2022. № 2. С. 70–79. [Kozlov I.A., Ovezov A.M., Rautbart S.A., Tjurin I.N., Aleksandrovskij A.A., Skripkin Ju.V. Analysis of heart attack risk of fatal abdominal sepsis as indicated in the initial phase of invasive hemodynamic monitoring: a retrospective observational study. Vestnik intensivnoi terapii im. A.I. Saltanova = Annals of Critical Care, no. 2, pp. 70–79. (In Russ.)] doi: 10.21320/1818-474X-2022-2-70-79
  3. Петухова И.Н., Дмитриева Н.В., Григорьевская З.В., Багирова Н.С., Терещенко И.В. Инфекции, связанные с образованием биопленок // Злокачественные опухоли. 2019. Т. 9, № 3s1. С. 26–31. [Petuhova I.N., Dmitrieva N.V., Grigor’evskaja Z.V., Bagirova N.S., Tereshhenko I.V. Infections associated with biofilm formation. Zlokachestvennye opukholi = Malignant Tumoursis,2019, vol. 9, no. 3s1, pp. 26–31. (In Russ.)] doi: 10.18027/2224-5057-2019-9-3s1-26-31
  4. Патент № 2766185 C1 Российская Федерация, МПК C12Q 1/04 (2006.01), G01N 33/48 (2006.01). Способ пробоподготовки для ускоренной идентификации микроорганизмов из положительных гематологических культур; № 2021121607; заявлено 20.07.2021: опубликовано 09.02.2022 / Халиулин А.В., Лямин А.В., Гусякова О.А., Козлов А.В., Балдина О.А.; Патентообладатель: Халиулин А.В. 8 с. [Patent No. 2766185 C1 Russian Federation, IPC C12Q 1/04 (2006.01), G01N 33/48 (2006.01). Sample preparation method for accelerated identification of microorganisms from positive hematological cultures: No. 2021121607; application: 07.20.2021; date of publication 02.09.2022 / Khaliulin A.V., Lyamin A.V., Gusyakova O.A., Kozlov A.V., Baldina O.A. Proprietor: Khaliulin A.V. 8 p.]
  5. Ashizawa K., Murata S., Terada T., Ito D., Bunya M., Watanabe K., Teruuchi Y., Tsuchida S., Satoh M., Nishimura M., Matsushita K., Sugama Y., Nomura F. Applications of copolymer for rapid identification of bacteria in blood culture broths using matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry. J. Microbiol. Methods, 2017, vol. 139, pp. 54–60. doi: 10.1016/j.mimet.2017.04.013
  6. Caspar Y., Garnaud C., Raykova M., Bailly S., Bidart M., Maubon D. Superiority of SDS lysis over saponin lysis for direct bacterial identification from positive blood culture bottle by MALDI-ToF MS. Proteomics Clin. Appl., 2017, vol. 11, no. 5–6: 1600131 doi: 10.1002/prca.201600131
  7. Finnegan S., Percival S.L. EDTA: an antimicrobial and antibiofilm agent for use in wound care. Adv. Wound Care, 2015, vol. 4, no. 7, pp. 415–421. doi: 10.1089/wound.2014.0577
  8. Kato H., Yoshimura Y., Suido Y., Shimizu H., Ide K., Sugiyama Y., Matsuno K., Nakajima H. Mortality and risk factor analysis for Candida blood stream infection: a multicenter study. J. Infect. Chemother., 2019, vol. 25, no. 5, pp. 341–345. doi: 10.1016/ j.jiac.2019.01.002
  9. Naik M.T., Suree N., Ilangovan U., Liew C.K., Thieu W., Campbell D.O., Clemens J.J., Jung M.E., Clubb R.T. Staphylococcus aureus sortase A transpeptidase. Calcium promotes sorting signal binding by altering the mobility and structure of an active site loop. J. Biol. Chem., 2006, vol. 281, no. 3, pp. 1817–1826. doi: 10.1074/jbc.M506123200
  10. Ponderand L., Pavese P., Maubon D., Giraudon E., Girard T., Landelle C., Maurin M., Caspar Y. Evaluation of Rapid Sepsityper® protocol and specific MBT-Sepsityper module (Bruker Daltonics) for the rapid diagnosis of bacteremia and fungemia by MALDI-ToF-MS. Ann. Clin. Microbiol. Antimicrob., 2020, vol. 19, no. 1, pp. 60–75. doi: 10.1186/s12941-020-00403-w
  11. Schieffer K.M., Tan K.E., Stamper P.D., Somogyi A., Andrea S.B., Wakefield T., Romagnoli M., Chapin K.C., Wolk D.M., Carroll K.C. Multicenter evaluation of the Sepsityper™ extraction kit and MALDI-ToF MS for direct identification of positive blood culture isolates using the BD BACTEC™ FX and VersaTREK® diagnostic blood culture systems. J. Appl. Microbiol., 2014, vol. 116, no. 4, pp. 934–941. doi: 10.1111/jam.12434
  12. Sharma M., Visai L., Bragheri F., Cristiani I., Gupta P.K., Speziale P. Toluidine blue-mediated photodynamic effects on staphylococcal biofilms. Antimicrob. Agents Chemother., 2008, vol. 52, no. 1, pp. 299–305. doi: 10.1128/AAC.00988-07
  13. Spirig T., Weiner E.M., Clubb R.T., Sortase enzymes in Gram-positive bacteria. Mol. Microbiol., 2011, vol. 82, no. 5., pp. 1044–1059. doi: 10.1111/j.1365-2958.2011.07887.x
  14. Walsh S.E, Maillard J.Y., Russell A.D., Catrenich C.E., Charbonneau D.L., Bartolo R.G. Activity and mechanisms of action of selected biocidal agents on Gram-positive and-negative bacteria. J. Appl. Microbiol., 2003, vol. 94, no. 2, pp. 240–247. doi: 10.1046/j.1365-2672.2003.01825.x
  15. Yuan Y., Wang J., Zhang J., Ma B., Gao S., Li Y., Wang S., Wang B., Zhang Q., Jing N. Evaluation of an optimized method to directly identify bacteria from positive blood cultures using MALDI-ToF mass spectrometry. J. Clin. Lab. Anal., 2020, vol. 34: e23119. doi: 10.1002/jcla.23119

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рисунок 1. Видовое разнообразие грамотрицательной флоры, выделенной из крови пациентов

Скачать (76KB)
3. Рисунок 2. Анализ частоты успешной идентификации в зависимости от биоматериала для масс-спектрометрии

Скачать (77KB)

© Халиулин А.В., Лямин А.В., Гусякова О.А., Алексеев Д.В., Степанов В.М., 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 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».