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Jun 10, 2023

Forscher bewerten massenspektrometrische Ansätze zur Schimmelpilzidentifizierung

16. Januar 2023 Dies

16. Januar 2023

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von der Chung Ang Universität

In den letzten Jahren haben sich fadenförmige Pilze oder Schimmelpilze als Auslöser lebensbedrohlicher Infektionen bei immungeschwächten Personen herausgestellt. Die rechtzeitige Behandlung dieser Infektionen erfordert eine schnelle und genaue Diagnose von Schimmelpilzen im klinischen Umfeld.

Leider sind herkömmliche Methoden angesichts der langen Inkubationszeiten, die für die Kultivierung und Untersuchung von Schimmelpilzen erforderlich sind, zeitaufwändig. Andererseits sind fortgeschrittene molekulare Techniken empfindlicher und effizienter.

Eine solche Technik, die filamentöse Pilzisolate mit hoher Empfindlichkeit und Reproduzierbarkeit nachweisen kann, ist die Matrix-unterstützte Laserdesorptions-Ionisations-Flugzeit-Massenspektrometrie (MALDI-TOF MS). Es kann Proben anhand von Variationen in Masse und Ladung unterscheiden. Aufgrund der eingeschränkten Datenbankverfügbarkeit und des Mangels an standardisierten Verfahren findet es jedoch keine breite Anwendung.

Kürzlich hat ein Forscherteam der Chung-Ang-Universität, Republik Korea, unter der Leitung von Professor Mi-Kyung Lee drei verschiedene MALDI-TOF-MS-Ansätze evaluiert, die in häuslichen klinischen Umgebungen zur Identifizierung von Schimmelpilzen eingesetzt werden.

In ihrer am 26. Oktober 2022 im Journal of Clinical Microbiology veröffentlichten Studie verglichen sie die Leistung und diagnostische Genauigkeit des Bruker Biotyper, des ASTA MicroIDSys und des Vitek MS. Sie bewerteten außerdem die Empfindlichkeit von drei Vorbehandlungsmethoden – „direkt“, „auf der Platte“ und „im Röhrchen“ – anhand von 84 filamentösen Pilzisolaten.

Prof. Lee erklärt die Gründe für ihre Studie: „Die Auswahl einer geeigneten Probenvorbereitungsmethode kann die Effizienz und Genauigkeit der Schimmelerkennung verbessern. Darüber hinaus kann die Entwicklung systematisierter Prozesse auf diagnostischer Ebene letztendlich zu wirksamen Behandlungen für Patienten beitragen.“

Die Studie ergab, dass der Bruker Biotyper 71,43 % der Isolate bis zur Art- oder Gattungsebene korrekt identifizierte, während ASTA MicroIDSys und Vitek MS Genauigkeitsraten von 70,24 % bzw. 55,95 % aufwiesen. Darüber hinaus war die direkte Methode zur Probenvorbereitung aufgrund ihrer Einfachheit und einfachen Anwendung den beiden anderen Methoden überlegen. Bemerkenswert ist, dass sich die Identifizierungsempfindlichkeit zwischen den verschiedenen Probenvorbereitungsmethoden nicht wesentlich unterschied.

Die Häufigkeit falscher Identifizierung ist ein wichtiger Aspekt in klinischen Labors, da sie zu unangemessenen Behandlungseingriffen für Patienten führen kann. In dieser Studie wurde nur ein Isolat mithilfe von Vitek-MS und der On-Plate-Methode falsch identifiziert. Darüber hinaus war die Identifizierung von Aspergillus (einem weit verbreiteten und klinisch bedeutsamen Mikroorganismus) auf Artenebene bei Vitek-MS am höchsten, was auf die Anwendbarkeit dieser Technik im klinischen Umfeld hinweist.

Die Anzahl der falsch identifizierten Arten betrug 17, 15 bzw. 23 durch den Bruker Biotyper, ASTA MicroIDSys und Vitek MS. Das Team wies darauf hin, dass zusätzliche Auswertungen erforderlich seien, wenn eine Fehlidentifizierung auf das Fehlen bestimmter Arten in der Bibliothek und nicht auf einen Fehler zurückzuführen sei. Darüber hinaus stellte das Team fest, dass Unterschiede in der Empfindlichkeit auf Unterschiede in den Systemdatenbanken zurückzuführen sind.

Zusammenfassend ist MALDI-TOF MS eine wertvolle Technik, mit der klinisch bedeutsame Mikroorganismen rechtzeitig und genau identifiziert werden können. Prozessstandardisierung und Richtlinien, die auf eine Vielzahl von Arten angewendet werden können, können dazu beitragen, die durch diese Techniken verursachte Prozessverzerrung zu verringern. Darüber hinaus erfordern Einschränkungen im Zusammenhang mit Erfassungsparametern, Matrixqualität und Hardware weitere Bewertungen.

Auf die Frage nach den Anwendungsmöglichkeiten der Studie sagt Prof. Lee: „Unsere Studie ist die erste, die die Empfindlichkeit und Genauigkeit von drei MALDI-TOF-MS-Instrumenten sowie die Wirksamkeit von drei Vorbehandlungsmethoden zur Identifizierung von Fadenpilzen vergleicht. Es wurden genaue Ergebnisse erzielt.“ Durch einen einfachen und optimierten Prozess zur Schimmelpilzidentifizierung mithilfe von MALDI-TOF MS könnte die Arbeitseffizienz im Labor für Benutzer und die Behandlungseffizienz für Patienten verbessert werden.

Mehr Informationen: Yoojeong Choi et al., Leistungsbewertung von Bruker Biotyper, ASTA MicroIDSys und VITEK-MS und drei Extraktionsmethoden zur Identifizierung filamentöser Pilze in klinischen Laboratorien, Journal of Clinical Microbiology (2022). DOI: 10.1128/jcm.00812-22

Zeitschrifteninformationen:Zeitschrift für klinische Mikrobiologie

Zur Verfügung gestellt von der Chung Ang University