Yeni Teknolojilerin Laboratuvardaki Etkilerinin Analizi

YENİ TEKNOLOJ İLERİN LABORATUVARDAK İ
ETKİLERİNİN ANALİZİ
Dr. Uğur Çiftçi
Düzen Laboratuvarlar
Grubu
Ankara
KLİNİK MİKROBİYOLOJİ LABORATUVARINDAN
NE BEKLENİYOR?
•
Etiyolojik ajanın doğru ve h ızlı belirlenmesi
•
Anti enfeksiy öz ilaçlara duyarl ılığın ölçülmesi
•
Sonuçların klinisyene hızlı iletimi
HIZLI MOLEKÜLER DİYAGNOST İK TESTLER
Protein tabanl ı testler
●
MALDI-TOF MS
Microflex (Bruker)
NA tabanl ı testler
●
Real time/ Tagged /Multiplex PCR
●
In situ hibridizasyon (FISH )
●
Mikroarrayler
●
PCR-ESI MS
●
Next generation sekanslama
Abbott PLEX-ID
Vitek MS (Biomerieux)
Yeni Teknolojilerin Mukayesesi
MALDI-TOF Bruker ve Vitek MS PCR-ESI-MS (PLEX-ID, Abbott)
Bacterial ID
Kültür gerekli
Analitik duyarlılık
104 105
Özgüllük
Metodun zorluğu
Sonuç Süresi
Multiplex
uygulama
Genellikle
mükemmel
Minimal
Mümkün değil
Rutin Lab.
Bacterial ID
Virulence and
resistance
Bacterial ID
Typing
Kısmi
Yüksek 10-100
Yüksek
Çok dikkatli örnek
hazırlama
gerekiyor
İyi
Mükemmel
Yüksek
Yüksek
Yüksek
Yüksek
Orta
Orta
Yüksek
Yüksek
Örnekten
başlayarak
4-6 saat
Çok hızlı
Bir veya birkaç
hafta
Bir veya birkaç
hafta
Mümkün yüksek
verimlilik
Mümkün
Virusların
familyalarını
Mümkün değil
belirler, daha
ilerisi primerlere
bağlı
Mümkün
Koloniden
Koloniden İtibaren
İtibaren 1-2
1-2 dakika/örnek
dakika/örnek
Viruslara
Mümkün değil
uygulanabilirliği
Önceden
bilinmeyen
patojenin
belirlenmesi
İşletme maliyeti
Virulence and
resistance
Second-generation sequencing
Mümkün değil
R&D
Mümkün değil
Minimal
Minimal
Mükemmel
Taksonomi
ağacına
Mümkün
yerleştirile
biliyor
Yüksek
Yüksek
Uygun Değil
(Referans Lab ve Araştırma)
Metagenomik için de nova genom
ideal
için ideal
İdeal
İdeal
Bilinen en iyi metot
Çok yüksek
Çok yüksek
Uygun Değil
(Referans Lab ve Araştırma)
NE DEğİşTİ? NE DE ĞİŞMEDİ?
•
Kromojenik agarlar gibi geli ştirilmi ş besiyerleri kullanılmaya ba şlanmış
olsa da agar plaklar ı halen mikrobiyoloji laboratuvarlar ının omurgas ını
oluşturmaktad ır
•
Agar plaklar ının manual ekimi ilk kullan ıldığından bug üne değişmedi
•
Etüvler temelde de ğişmedi
•
Işık mikroskobu temelde de ğişmedi
•
Plaklar ın okunmas ı hatta koklanmas ı değişmedi?
•
Laboratuvarlar ın büyük bölümünde antibiyogramda halen disk
difüzyon kullan ılmaya devam etmekte
NE DEğİşTİ? NE DEĞİŞMEDİ?
• Identifikasyonda yarı-otomatize cihazlar
İDENTİFİKASYON KAPASİTESİ / HIZ / STANDARD İZASYON
●
İdentifikasyonda biyokimyasal substratlar
minyatürize edilerek kompartmanlara
yerle ştirilmi ş kolormetrik veya flourometrik
ara çlarla okunmaktad ır
1980’ler
1990’lar
NE DEğİşTİ? NE DEĞİŞMEDİ?
Antimikrobiyal duyarlılıkta yarı-otomatize cihazlar
MİK DEĞERLERİNİ BELİRLEYEBİLME / STANDARD İZASYON
●
Birçok antimikrobiyal ajan farkl ı dilüsyonlarda kartlara/panellere
yerle ştirilmi ş üreme otomatik okunarak MIC belirlenebilmektedir
(geli ştirilmi ş olsa da bir çok kavram ayni)
NE DEğİşTİ? NE DEĞİŞMEDİ?
 Yarı-otomatize kan kültür sistemleri
•
GELİŞTİRİLMİŞ BESİYERİ
•
DAHA KISA ENK ÜBASYON S ÜRESİ
TÜRKİYE’DEKİ MİKROBİYOLOJİ
LABORATUVARLARINDA TEKNOLOJ İ / OTOMASYON
Yaklaşık 1000 laboratuvardan
250 laboratuvarda
• Yarı-otomatize fenotipik temelli identifikasyon / ADT sistemleri
Vitek (Biomerieux ), Phoenix (BD), Microscan (Siemens)
•
Yarı-otomatize Kan Kültür sistemleri
Bactec (BD), BacT/Alert (Biomerieux )
Yaklaşık 50 laboratuvarda
• Yarı-otomatize TBC Kültür Tanımlama/İlaç Duyarl ılık Sistemleri
Bactec /MGIT (BD)
12 laboratuvarda
• MALDI-TOF MS
OTOMASYON
•
Klinik kimya ve hematolojide 4 dekad önce
•
Mikrobiyolojide halen k ısmi otomasyon
•
2010’lardan itibaren mikrobiyolojide tam otomasyon sistemleri
tanıtılmaya ba şlandı
OTOMASYON
MİKROBİYOLOJİDE NEDEN GECİKTİ?
•
Değişik örnek türleri, de ğişik örnek kaplar ı
•
Başlangıç işlemleri komplike
•
Farklı işlemler, de ğişik aşamalar
OTOMASYONDA BUG ÜN GELİNEN AşAMA
● İnokülasyondan antibiyograma el değmeden yürütülen işlemler
(robot teknolojisi )
● Otomatik inokülasyon
●
●
●
●
●
●
●
Plaklar ın akıllı enkübatörlerde enkübasyonu
Plaklar ın görüntülenmesi
Plaklar ın dijital okunmas ı
Ürememiş plaklar ın tıbbi atık kaplar ına transferi
Üreyen plaklardan robotik sistemle kolonilerin al ınması
MALDI-TOF teknolojisi ile identifikasyon
Antimikrobiyal duyarl ılık testi
OTOMATİZE İNOKÜLASYON VE AKILLI
ENKÜBATÖR SİSTEMLERİ
● 2008 Previ isola
●
2011 WASLab
● 2012 InoquIA
Biomerieux
Copan-Siemens
BD-Kiestra
TAM OTOMAT İZE MİKROBİYOLOJİ SİSTEMLER İ
TELEBAKTER İYOLOJİ
•
Plaklar ın görüntülerinin kaydedilmesi, saklanmas ı, elektronik olarak ba şka
uzman ve merkezlerle payla şılması
•
E-eğitim
•
Plaklar ın her yerden de ğerlendirilebilmesi
LABORATUVARIMIZDA KULLANILAN YENİ
TEKNOLOJ İLERİN ETKİLERİNDEN ÖRNEKLER
MALDI-TOF MS
•
İdentifikasyon sonuçlarının süresi kısaldı: 12-36 saat yerine 1-2 saat
•
İdentifikasyon paneli geni şledi: T ür identifikasyon paneli 2,5 kat
•
İş gücü tasarrufu: İdentifikasyon işlemlerinde % 80
•
Mikobakterilerin tür ayırımı maliyetinde 10 kat azalma ve 4 kat daha h ızlı sonuç
•
İyi eğitimli deneyimli teknisyen gereksiniminde azalma
•
Klinisyenlerle iletişim gereksiniminde art ış
•
Yeterli i ş hacmine ula şılamamas ı nedeniyle beklenen verimlili ğin
sağlanamamas ı!!! (Kurulum giderleri y üksek, i şletim giderleri d üşük)
MALDI-TOF MS
Bruker ms/Vitek ms paralel çalişmasi
Bulgular (n=1229)
Merkezlerin yaptı
ğıfenotipik yöntemle MALDI TOF-MS uyumu cins
düzeyinde %99,6,
tür düzeyinde %97,9 olarak bulundu
VITEK MS
•
•
•
•
1208 tür düzeyinde (%98,3)
1225 cins düzeyinde (%99,7)
2 ID yok (%0,16)
2 Yanlı
ş (%0,16)
Bruker Microflex
•
•
•
•
1199 tür düzeyinde (%97,4)
1224 cins düzeyinde (%99,6)
2 ID yok (%0,16)
3 Yanlı
ş (%0,24)
Uyumsuz suşlar 16S rRNA sekanslama ile identifiye edildi (n = 30)
Correct
Species ID (%)
Correct
Genus ID (%)
No ID
(%)
MIS ID
(%)
Groups of
Microorganisms
# of
isolates
VITEK
Microflex
VITEK
Microflex
VITEK
Microflex
VITEK
Microflex
Nonfermentative
Gr(-) bacilli
339
98.82
98.53
99.12
99.41
0.59
0.59
0.29
0.00
Enterobacteriacea
295
94.58
93.56
99.66
99.66
0.00
0.00
0.34
0.34
Staphylococci
268
99.63
99.25
100.00
99.25
0.00
0.00
0.00
0.75
Streptococci
21
100.00
95.24
100.00
100.00
0.00
0.00
0.00
0.00
Enterococci and
other Gr(+) cocci
152
100.00
100.00
100.00
100.00
0.00
0.00
0.00
0.00
Coryneforms and other
Gr(+) bacilli
12
100.00
100.00
100.00
100.00
0.00
0.00
0.00
0.00
HACEK and
other Gr(-) cocci
12
100.00
100.00
100.00
100.00
0.00
0.00
0.00
0.00
Fungi
130
100.00
97.69
100.00
100.00
0.00
0.00
0.00
0.00
98.29
97.56
99.67
99.59
0.16
0.16
0.16
0.24
Total 1229
Mikobakterilerin Tür Ayırımında MALDİ-TOF MS/PCR-RFLP
Uyumluluğu
Table 3. Concordance of results with a score of ≥1.7 with PRA
Species (no)
Concordance (%)
Species (no)
Concordance (%)
M.tbc complex (54)
100%
M.intracellulare (3)
100%
M.fortuitum (7)
100%
M.kansasii (1)
100%
M.abcessus (1)
100%
M.peregrinum (1)
100%
M.avium (7)
100%
M.farcinogenes (1)
0%
M.gordonae (3)
100%
M.chimaera (1)
0%
M.simiae (4)
100%
M.senegalense (1)
0%
Yaman ve ark., Düzen Laborotuvarı, identification of routine clinical mycobacteria
isolates with MALDI-TOF MS using the new mycobacteria library. 34. Annual Congress
of the Europian Society of Mycobacteriology 2013 Poster
LABORATUVARIMIZDA KULLANILAN YENİ
TEKNOLOJ İLERİN ETKİLERİNDEN ÖRNEKLER
In-house PCR (14 yıl önce)
•
Kontaminasyon veya nonspesifik amplifikasyon oranı: % 3-5
•
Internal Kontrol Defektleri : % 5-7
Real Time PCR
Otomatize cihazla DNA ekstraksiyonu ve Real time PCR
•
Virüs identifikasyonu ve kantitasyonu : HBV, HDV, HCV, HIV, HSV, PARVOVIRUS,
VIRUS , HPV, CMV, EBV, VZV, CHLAMYDIA,
•
5-7 saat i çinde sonu ç
•
Kontaminasyon veya nonspesifik amplifikasyon oranı: < % 0,1
•
Internal Kontrol Defektleri : % 0,5
ENTEROVIRUS , BK/JC
LABORATUVARIMIZDA KULLANILAN YENİ
TEKNOLOJ İLERİN ETKİLERİNDEN ÖRNEKLER
MULTIPLEX PCR (Respiratuvar Virus Paneli kapsam ında 16 virus)
Kısa sürede (4-5 saat) bir çok etkenin e ş zamanl ı taranabilmesi
Antijen testlerine k ıyasla duyarl ılıkta %40 art ış
″ İnfluenza A virüs, İnfluenza B virüs, Human adenovirus , Human coronavirus *
(229E/NL63 ), Human coronavirus (OC43), Human parainfluenza virus 1, Human
parainfluenza virus 2, Human parainfluenza virus 3, Human parainfluenza virus 4,
Human rhinovirus A/B/C, Human respiratory syncytial virus A, Human respiratory
syncytial virus B, Human bocavirus 1/2/3/4, Human metapneumovirus , Human
enterovirus ″
MERS-Cov, panel i çinde yer almad ığından ayr ıca real time PCR y öntemi ile
çalışılacak ve dizileme ile konfirme edilecektir
*
Enfeksiyöz gastroenterit tanı
sı
nda multiplex PCR
SENDROM VEYA HASTALIK
TABANLI MULTİPLEX PCR
-Etken olabilecek patojenlerin eş
zamanlıdeteksiyon ve
identifikasyonu
- gastroenterit, endokardit,
perikardit, osteit, menenjit,
ensefalit, üveyit, solunum yolu
enfeksiyonları
, kistik fibroz vb
hastalı
klara yönelik kitler
geliştirilmiştir.
Gary McAuliffe, Gastroenteritis September 2013
TAM OTOMASYONA GEÇİLDİğİNDE
MİKROBİYOLOJİ UZMANINA İHTİYAÇ OLACAK MI?
•
Klinik mikrobiyolojide sonu çların yorumlanmas ı karmaşık;
enfeksiyon/ kolonizasyon !
•
Çoğu kez klinik bilgi gerekiyor ! Altta yatan hastal ık!
•
Çoğu kez örneklerin ayr ı değerlendirilmesi gerekiyor!
•
Fırsatçı patojenler!
•
Hasta baz ında değerlendirme
TÜRKİYE’DE TIBBI LABORATUARLARDA YENİ
YAPILANMANIN İşARETLER İ
•
Yeni teknoloji sistemlerinin kurulum ve i şletim maliyetleri
•
Kamuda giderek artan sa ğlık harcamalar ı
•
SGK primi a çıklarının olağanüstü yükselmesi
•
Daha yüksek kalitede hizmet talebi
•
Hizmet sunucular ının yüksek standartta hizmet arzusu
Tıbbi laboratuvarlar ı artan bir ikilem ve bask ı altına sokmu ştur
TÜRKİYE’DE TIBBİ LABORATUVARLARDA YENİ
YAPILANMANIN YÖNELİMİ
Dünya’daki örneklerinden hareketle
•
•
•
•
•
•
Tıbbi laboratuvarlar ın optimizasyonu
Multidisipliner 7-24 çalışan merkezi laboratuvarlar
(T ürkiye’de Kent Hastaneleri Kompleksleri)
Otomasyon
▪ MALD İ-TOF MS ile kombine tam otomatize kültür/ADT sistemleri
▪ Yarı otomatize kapalı sistem molek üler metotlar
Referans laboratuvarlar ı
Laboratuvar hizmet al ımlarının buna ba ğlı numune transferinin
yaygınlaşması ve hızlanmas ı
Hasta ba şı testlerin yayg ınlaşması
MERKEZİ KLİNİK MİKROBİYOLOJİ
LABORATUVARLARI
Avantajlar ı
Dezavantajlar ı
•
Maliyetlerde d üşüş
•
•
Nadir gelen testlerin çalışmasında
etkinlik
Laboratuvar ın klinisyenlerle
iletişiminde zorluklar
•
Örnek naklinde gecikme ( özellikle
yetersiz/uygunsuz örnek
durumunda geri d önüş zorluğu)
•
Özel raporlar ın gecikmesi
•
Enfeksiyon kontrol sürveyans ında
zayıflık
•
Test kapasitesinde art ış
•
Standardize test metotlar ı
•
7/24 çalışma olana ğı
MİKROBİYOLOJİDE YENİ TEKNOLOJ İLER
NEREDE? NASIL ?
•
Moleküler ve protein tabanl ı yöntemler ve sistemler mikroorganizmalar ın
belirlenmesi ve identifikasyonunda çağ atlatm ıştır. Bununla birlikte bu
teknolojilerin her biri i çin potansiyel avantajlar ı ile giderlerinin mukayesesi ve
etkinli ğinin analizi yap ılmalıdır.
•
Rutinde kullanmaya uygunlu ğu
•
Fayda/maliyet analizi
•
Seçimli kullanma!
HIZLI ANAL İZ METOTLARI YETERL İ Mİ?
● Preanalitik
● Uygun numune
● Örnek al ınmasından laboratuvara ula şmasına kadar ge çen süre
● Analitik
●
Laboratuvar çalışma saatleri
●
Deneyimli teknisyenlerin s ürekli bulunabilirli ği
●
Pahal ı teknolojilerin ve reajenlerin bulunabilirli ği
● Post analitik
●
Sonu çların rapor edilmesinde geli şmiş IT sistemleri
●
Klinisyenlerle iletişim
●
Tedavide nihai etkinin ölçümü
SONUÇ / ÖNGÖRÜLER
•
Moleküler ve protein tabanl ı test metotlar ının geli ştirilmesi ve otomasyonu h ızla
sürdürülmektedir, patojen mikroorganizmalar ın identifikasyonu daha h ızlı ve daha
doğru yap ılabilmektedir, önümüzdeki y ıllarda klinik mikrobiyoloji laboratuvarlar ında
bu sistemler daha fazla yer alacakt ır
•
Moleküler ve protein tabanl ı test metotlar ının geleneksel fenotipik tabanl ı test
metotlar ıyla yer değiştirmesi ve geleneksel antimikrobiyal duyarl ılık testleri ile
kombine edilmesi yayg ınlaşacaktır
•
Kültür tabanl ı metotlar en az 1-2 dekat daha kullan ılmaya devam edecektir
•
Klinik mikrobiyoloji laboratuvarlar ında tam otomasyon sistemleri giderek daha fazla
yer alacakt ır
•
Yeni teknolojilerin laboratuvarlarda yer almas ı 7-24 çalışan merkezi laboratuvarlar ın
oluşumunu getirecektir
•
Gelecekte mikrobiyologlar, veri y önetimi, biyoinformatik ve ileti şim alanlar ında daha
bilgili olmak zorunda olacaklard ır