Prof. Dr. Mustafa BERKTAŞ Yüzüncü Yıl Üniversitesi Tıp Fakültesi Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı 1

- Otomatize tanımlama sistemlerine duyulan gereksinim, - Bu sistemlerde yaşanan gelişmeler, - OTS lere genel bir bakış, - OTS lerin tanımlamadaki artıları ve eksileri, - OTS seçiminde kriterler, - OTS lerin bakteri tanımlamadaki performansları, - Önemli çalışmalardan örnekler. 38 slayt 2

Tanımlama testlerinin uygulama ve değerlendirilmesi aşamasında yoğun bir iş yükü ve kalifiye eleman ihtiyacı vardır. Otomatize sistemler işlemlerin standardizasyonu sağlar, analitik hataları ve iş yükünü oldukça azaltır. Bu sistemler identifikasyon ve antimikrobial duyarlılık testlerini birlikte yapabilir, içerdikleri uzman (expert) sistem yazılımları ile sonuçları yorumlar ve onaylanan sonuçları LIS/HIS bağlantısı ile tetkiki isteyen klinisyene kısa sürede ulaştırabilirler. Ayrıca epidemiyolojik ve istatistik bilgiler ile sürveyans ve ampirik tedavilerin belirlenmesinde faydalanılabilecek verileri istendiğinde ulaşılabilir durumda belleğinde saklar. 3

Otomatize tanımlama sistemlerindeki gelişmeler özellikle son 20 yıl içerisinde dikkati çekmiş ve ilk kez 1970 li yıllarda yarı otomatize kan kültür cihazlarının kullanımı ile başlamıştır. Tıbbi cihazlardaki gelişmeler, veritabanlarının genişlemesi, verilerin yorumu, saklanması ve yönetilmesi, tanı koyma zamanının azalmasını sağlamıştır. Moleküler yöntemlerdeki gelişmelere rağmen, yakın zamanda daha ucuz fenotipik yöntemlerin yerini alması beklenmemektedir. Günümüzde bu sistemler o kadar benimsendi ki son 4-5 yıl içinde otomatize tanımlama ve duyarlılık test sistemleri hariç, geleneksel metodları değerlendiren çok az sayıda yayın bulunmaktadır. 4

Otomatize tanımlama sistemlerinde; -Enterobacteriaceae familyası üyeleri, -Enterobacteriaceae dışı Gram negatif bakteriler, -Gram pozitif koklar, -Gram negatif koklar, -Anaeroblar, -Mayalar için kullanılmaktadır. farklı substrat dizilerinden oluşan paneller 5

Bu paneller indikatör kombinasyonuna bağlı çalışır. Bunlar; - Substratın kullanımından oluşan ph değişiklikleri, - Kromojenik veya florojenik bileşiklerin salınımına bağlı enzimatik reaksiyonlar, - Çeşitli karbon kaynaklarının varlığında metabolik aktivitenin tetrazolium bazlı indikatörleri, - Uçucu ve uçucu olmayan asitlerin saptanması ve - Görülebilir üremenin tanımlanmasıdır. 6

- Standardizasyon, - Uygulama kolaylığı, - Zaman tasarrufu, - Panel oluşturma, - Ürün yelpazesi genişliği, - Erken sonuç alabilme, - Digital ortamdaki veri tabanından otomatik tanımlama, - Birlikte antibiyotik hassasiyet testi sonuçlarını da alabilme, - Digital ortamda kayıt ve sonuç gönderme, arşiv. 7

- Pahalı, - Cihazların bakımı, teknik servis bağımlılığı, - Kalibrasyon ve kontrol gerekliliği, - İnternal ve eksternal kontroller ihmal edildiğinde hatalı sonuç verebilme, - Veri tabanı güncelleme gereksinimi, - Bazı durumlarda yetersiz kalma (ek test gereksinimi), - Kit bağımlılığı. 8

- Tam otomatik, - Gram-negatif, Gram-pozitif, anaerob, bazı zor üreyen mikroorganizmaları ve mayaları tanımlayabilme, - Konvansiyonel MicroScan panellerine ek olarak hızlı floresan panelleri (2 saatte identifikasyon) kullanabilme, - Güncellenen hızlı Gram negatif identifikasyon paneli ile 36 yeni formüle edilmiş test ışığında 150 türü kapsayan veri tabanı. 9

- Entegre modüler bir sistem, - İnce plastik kartlarda bulunan mikro-kuyucuklardaki kuyucuklardaki bakteriyel üreme ve metabolik değişiklikleri florasan tabanlı bir teknoloji ile saptar, - Gram negatif, Gram pozitif, yeast, neisseria-haemophilus, bacillus ve anaerob-corynebacterium lar için geliştirilmiş farklı panelleri bulunmakta, - Gram negatif basiller için 64 kuyucuklu plastik tanımlama kartında (ID-GNB kart), 41 floresan, 18 fermentasyon, 2 dekarboksilaz ve 3 ayrı biyokimyasal test bulunmaktadır. Sonuçlar 3 saat sonunda ID-GNB veritabanı ile değerlendirilir. 10

- Tam otomatik identifikasyon ve antimikrobiyal duyarlılık testi yapan bir sistem, - Gram negatif, Gram pozitif, ürine negatif ve streptokoklar için geliştirilmiş panelleri bulunmakta, - Gram negatif identifikasyon panel bölümünde, 16 florojenik, 14 fermentasyon, 8 karbon kaynağı, 5 kromojenik ve 2 farklı substrat (üre ve ornitin) içeren, 45 biyokimyasal substrat kullanılmakta, - Aerobik Gram negatif basil identifikasyonu 2 12 saat (büyük çoğunluğu 4 saat ve altında) içinde sonuçlanır. 11

Bunlar dışında; - Sensititre (TREK) tanımlama sistemi, - Versatec Sistemi ve - Microplate (Biolog) gibi sistemler de bulunmakta ancak henüz sınırlı sayıdaki laboratuvarlar tarafından kullanılmaktadır. 12

- İlk soru; cihaz bazlı sistem ihtiyacı var mı? - İkinci soru; laboratuvar ve tıbbi personelin gereksinimlerini karşılayacak doğru sistem hangisi? - İlk hareket tarzı hakemli dergilerde, saygın klinik laboratuvarlar tarafından uygulanan değerlendirme sonuçlarını irdelemek olmalı, - Sistem için gerekli alan, teknik uygulamalar, servis sözleşmesi, örnek hazırlama ve uygulama konularında demonstrasyon, - Benzer sistem kullanan laboratuvarlara ziyaret ile sistemin aksaklıkları, servis yeterliliği, mekanik güvenirlilik konularında aydınlanma, 13

- Sistemde, referans yönteme göre minimum %95 oranında doğru tanımlama aranmalıdır. - Önemli bilgi: FDA günümüzde, 1998 li yıllarda olduğu gibi tanımlama sistemlerini onaylamak için satış öncesi değerlendirme yapmamakta, CLIA 88* gerekliliklerine uygunluğu için bu cihazlardan kalite kontrol protokolleri de almamaktadır. -Bu nedenle yeni bir tanımlama sisteminin onaylanabilir performansının son kanıtı, cihazı satın alan laboratuvar tarafından performansın laboratuvarda doğrulanmasıdır. * The Clinical Laboratory Improvement Amendments of 1988 14

- Bu sistemlerin veritabanları, yeni isimlendirilmiş türlere uyum sağlamak için sık olarak gözden geçirilmeli, - Laboratuvar prosedürü el kitabında, organizmanın beklenmedik biyokimyasal profili olması durumunda yapılması gerekenleri ortaya koymalıdır, - Bu amaçla yedek bir metod bulunmalı ya da analiz için referans laboratuvara gönderilmeli, - Bu tanımlama sistemlerindeyersinia Yersinia, Citrobacter, Salmonella ve Enterobacter gibi cinslere ait türlerde daha dikkatli olunmalı, - Sistemin yanlış hasta sonucu vermesine neden olan düşük performansları mutlaka rapor edilmelidir. 15

Microscan Walkaway Vitek 2 Phoenix Gram negatif 149 130 167 Gram pozitif 49 54 140 Anaerob 54 84 Yok Mayalar 44 54 yok * Sayılar tür düzeyinde verilmiştir. 16

MicroScan hızlı Gram-negatif ID tip 3 panelin nonenterik- fermentatif ve non-fermentatif Gram-negatif basilleri tanımlayabilme özelliğine bakılmış; - rutinde izole edilen non-enterobacteriaceae bakterilerinin tanımlanmasında kullanılabileceği, - diğer non-fermentatif Gram-negatif basillerin tanımlanmasında problemler yaşanabileceği sonucuna varılmıştır*. *Caroline M, O'Hara, J. Michael Miller. Ability of the MicroScan Rapid Gram Negative ID Type 3 panel to identify nonenteric glucose fermenting and nonfermenting Gram negative bacilli. J Clin Microbiol. 2002: 3750 3752. 3752. 17

MicroScan Walkaway'in stafilokokları tanımlamasını değerlendirilen bu çalışmada bu sistemin stafilokokları tanımlamada geçerli bir metod olduğu görülmüş (%94.23) fakat tür seviyesine kadar yapılacak bazı tanımlamalarda ilave testlere gerek duyulmuştur (%8.2)*. *Ai S,Tinajas VJ, Barbeyto A, et al. Evaluation of the MicroScan system for identification of staphylococci. J Basic Microbiol. 1999: 373 376. 376. 18

Stafilokok suşlarının hızlı ve geçerli tanımlanması konusunda yapılan bu çalışmada toplam 198 izolat ve 11 kontrol suşu 22 test içeren referans metod ile tanımlanmış ve sonuçlar, - MicroScan WalkAway ile, - dokuz testten oluşan basit bir metod ile karşılaştırılmıştır. - Otomatize metodun doğru tanımlama oranı %79.3, - Basitleştirilmiş metodun doğru tanımlama oranı %98.5 olarak (P< 0.001) bulunmuştur., Sonuç olarak; basitleştirilmiş metod geçerli, daha pratik ve ekonomik bulunmuştur*. *Iorio NLP, Ferreira RBR, Schuenck RP, et al. Simplified and reliable scheme for species level identification of Staphylococcus clinical isolates. J Clin Microbiol. 2007: 2564 2569. 2569. 19

Bu çalışmada MicroScan WalkAway in E.faecalis ve tipik E.faecium izolatlarını tanımlamada iyi performans gösterdiği görülmüş fakat atipik E.faecium tiplerini tanımlamada yetersiz bulunmuştur*. *d'azevedo PA. Dias CA. Goncalves AL. Et al. Evaluation of an automated system for the identification and antimicrobial susceptibility testing of enterococci. Diagn Microbiol Infect Dis. 2001: 157 161. 161. 20

Son yıllarda ortaya çıkan bir patojen olan Vibrio vulnificus biyotip 3'ün tanımlanması klinik laboratuvarlarda tartışma konusu olmuştur. Bu çalışmada beş ticari sistemin tür seviyesinde tanımlanmasına bakılmış ve Neg Combo 20 Microscan panelinin bu suşu tanımlayamadığı görülmüştür. Vibrionaceae ailesinin diğer türleri ile çoğunlukla karıştırıp yanlış tanımlamalar yaptığı görülmüştür*. *Colodner R, Raz R, Meir I, et al. Identification of the Emerging Pathogen Vibrio vulnificus Biotype 3 by Commercially Available Phenotypic Methods. J Clin Microbiol. 2004: 4137 4140. 4140. 21

Gram pozitif ve Gram negatif bakteri identifikasyonu için VITEK 2 kolorimetrik kartların performansının değerlendirildiği bu çalışmada GP ve GN kartlar ve fluorimetrik kartlar (ID-GPC and ID- GNB) değerlendirilmiştir. 580 izolatın dahil edildiği çalışmada, 249 Gram pozitif izolat ID- GPC ve GP kartlarla sırası ile %87.5 ve %94.4 oranında doğru olarak tanımlanmış, 331 Gram negatif izolat ise ID-GNB ve GN kartla sırası ile %89.2 ve %97 oranında doğru tanımlanmıştır*. *Wallet F, Loïez C et al. Performances of VITEK 2 colorimetric cards for identification of gram positive and gram negative bacteria. J Clin Microbiol. 2005; 43: 4402 4406. 4406. 22

MicroScan, VITEK 2 ve Crystal GP in kullanılarak koagülaz- negatif stafilokokun (KNS) fenotipik olarak tanımlanma oranlarının değerlendirildiği bu çalışmada 120 klinik izolat MicroSeq 500 v2.0 veritabanı ile 16S rrna sekans analizi ile doğrulandı. Tanımlama oranları MicroScan, VITEK 2 ve Crystal GP için sırası ile %82.5, %87.5 ve %67.5 olarak bulunmuştur. MicroScan (10.8%) ve Crystal GP (23.3%) için temel problem yanlış tanımlama iken VITEK 2 için düşük düzey ayrım (7.5%) temel problemi oluşturmuştur*. *Kim M, Heo SR et al. Comparison of the MicroScan, VITEK 2, and Crystal GP with 16S rrna sequencing and MicroSeq 500 v2.0 analysis for coagulase negative Staphylococci.. BMC Microbiol. 2008; 8: 233. 23

Phoenix, VITEK 2 ve API ID32 STAPH test kullanılarak 86 klinik izolat ve 27 referans KNS in tanımlandığı bu çalışmada sonuçlar T-RFLP ile doğrulanmıştır. Sonuç olarak; VITEK 2 and Phoenix sistemlerinin sonuçları benzer bulunurken, API ID32 STAPH test ile daha doğru sonuçlar elde edildiği görülmüştür*. *Layer F, Ghebremedhin B et al. Comparative study using various methods for identification of Staphylococcus species in clinical specimens. J Clin Microbiol. 2006; 44: 2824 2830. 2830. 24

VITEK 2 ve ID 32 STAPH identifikasyon sistemlerinin karşılaştırılması amacı ile 405 klinik stafilokok izolatı değerlendirilmiş; - VITEK 2 sistem; 387 (%95.6) izolatı doğru olarak değerlendirmiş, - 8 tanesi için destekleyici testler gerekmiş, - bir suş yanlış identifiye edilmiş, - dört suş identifiye edilememiş, - kalan 13 suş için iki tür arasında ayrım yapılamamıştır. Sonuç olarak VITEK 2 sistem güvenilir olarak hızlı, hassas ve tür düzeyinde identifikasyon yapabilen bir sistem olarak değerlendirilmiştir*. *Spanu T, Sanguinetti M et al. Use of the VITEK 2 system for rapid identification of clinical isolates of Staphylococci from bloodstream infections. J Clin Microbiol. 2003; 41: 4259 4263. 4263. 25

VITEK 2 Neisseria-Haemophilus kartın tanımlama performansını değerlendirmek için yapılan bu çalışmada Actinobacillus, Campylobacter, Capnocytophaga, Cardiobacterium, Eikenella, Gardnerella, Haemophilus, Kingella, Moraxella,, ve Neisseria içeren 188 bakteri suşu kullanılmıştır. - 171 suş (%91) extra testlere gerek duyulmadan doğru tanımlanmış, - 1 suş (%0.5) yanlış tanımlanmış, - 5 suş (%2.7) tanımlanamamıştır*. *Valenza G, Ruoff C et al. Microbiological evaluation of the new VITEK 2 Neisseria Haemophilus identification card. J Clin Microbiol. 2007; 45: 3493 3497. 3497. 26

Vitek 2 Neisseria-Haemophilus kartının identifikasyon performansını değerlendirmek için yapılan bir başka çalışmada ise doğru tanımlama oranı %96.5 ve %98 olarak bulunmuş ve rutin mikrobiyoloji laboratuvarı için kullanımının uygun olduğu raporlanmıştır*. *Rennie RP, Brosnikoff C et al. Multicenter evaluation of the new Vitek 2 Neisseria Haemophilus identification card. J Clin Microbiol. 2008; 46: 2681 2685. 2685. 27

Vitek 2 Anaerobe and Corynebacterium Identification Card kullanılarak 50 iyi tanımlanmış suş ve 365 klinik izolat çalışılmış: - İyi tanımlanmış suşlarda; - doğru tanımlama oranı %98, - yanlış tanımlama %2, - tanımlanamıyan %0 olarak bulunmuştur. - Klinik izolatlarda; - doğru tanımlama oranı %95.1, - yanlış tanımlama %4.6, - tanımlanamıyan %0.3 olarak bulunmuştur. Sonuç; sistem rutin mikrobiyoloji laboratuarında kullanılabilir *. *Rennie RP, Brosnikoff C et al. Multicenter evaluation of the Vitek 2 anaerobe and Corynebacterium identification card. J Clin Microbiol. 2008; 46: 2646 2651. 2651. 28

Burkholderia cepacia complex için BD Phoenix ve VITEK 2 nin karşılaştırıldığı çalışmada 42 genomovar III, 45 B. multivorans ve 47 diğer BCC üyesi çalışılmış; - genomovar III için % 71 ve % 38, - B. multivorans için % 58 ve % 89, - BCC izolatları için % 50 ve % 53 oranında doğru tanımlama saptanmıştır. Sonuç; her iki sistemin de moleküler metodlarla konfirme edilmesi gerekir*. *Brisse S, Stefani S et al. Comparative evaluation of the BD Phoenix and VITEK 2 automated instruments for identification of isolates of the Burkholderia cepacia complex. J Clin Microbiol. 2002; 40: 1743 1748. 1748. 29

Maya türleri identifikasyonu için VITEK 2 ve RapID Yeast Plus Sistem in kıyaslandığı ve referans metod olarak rrna gen sekans analizinin kullanıldığı bir çalışmada toplam 750 adet klinik maya örneği çalışmaya dahil edilmiş; -VITEK 2 ve RapID sistemleri için doğru tanımlama oranları sırasıyla %98.2 ve %95.5 olarak bulunmuştur. Sonuç olarak her iki sistem de mayaların tanımlanmasında hızlı ve hassas olarak değerlendirilmiştir*. *Sanguinetti M, Porta R et al. Evaluation of VITEK 2 and RapID yeast plus systems for yeast species identification: experience e at a large clinical microbiology laboratory. J Clin Microbiol. 2007; 45: 1343 1346. 1346. 30

Maya ve maya benzeri organizmalar için VITEK ID-YST ve ID 32C strip in 241 suş ve 21 tür üzerinde karşılaştırıldığı çalışmada; - 222 suş (%92.1) kesin olarak tanımlanırken, - 11 suş (%4.6) düşük oranda identifiye edilmiştir. Sonuçlar VITEK ID-YST sistemin maya ve maya benzeri organizmalar için hızlı ve doğru bir identifikasyon metodu olduğunu göstermiştir*. *Graf B, Adam T et al. Evaluation of the VITEK 2 system for rapid identification of yeasts and yeast like organisms. J Clin Microbiol. 2000; 38: 1782 1785. 31

Gram pozitif bakterilerde Phoenix in tanımlama performansının değerlendirildiği ve 424 gram pozitif kok ile yapılan bir çalışmada; - cins düzeyinde %99.7 oranında, - tür düzeyinde %99.3 oranında doğru tanımlama bildirilmiştir. Ayrıca bu çalışmada; - tüm S.aures ve enterokoklar doğru olarak tanımlanmıştır. - KNS suşlarının hiçbiri S.aureus olarak tanımlanmamıştır. - hastane kaynaklı ve toplum kaynaklı MRSA yı doğru saptamıştır. - 14 VİSA suşu da doğru olarak tanımlanmıştır*. *Carrol KC, Borek AP et al. Evaluation of the BD Phoenix micribiology system identification and antimicrobial susceptibility testing of staphylococci and enterococci. J Clin Microbiol. 2006: 2072 2077. 2077. 32

384 Enterobacteriaceae ve 110 nonfermentatif, toplam 494 Gram-negatif bakteri ile yapılan bir çalışmada tanımlamada; - Genel olarak tür düzeyinde %98,6 oranında, - Enterobacteriacea larde %98,4 oranında, - nonfermentatif Gram negatif bakterilerde % 99,1 oranında uyumluluk tespit edilmiştir. Bu çalışmada araştırmacılar Phoenix sisteminin genel olarak tatmin edici bir performans gösterdiği sonucuna varmıştır*. *Menozzi MG, Eigner U et al. Two center collaborative evaluation of performance of the BD Phoenix micribiology system for identification and antimicrobial susceptibility testing of Gram Negative Bacteria. J Clin Microbiol. 2006: 4085 4094. 33

150 Enterobacteriaceae ve 57 nonfermentative Gram-negatif organizmanın tanımlanmasında BD Phoenix Sistemi ile Microscan Walkaway Sisteminin karşılaştırıldığı bir çalışmada; - Enterobacteriaceae için %98.7 ve % 97.7, - Nonfermentatif Gram-negatif basillerde ise %100 ve % 97.7 oranlarında uyumluluk tespit edilmiştir. Sonuç olarak Phoenix ve Microscan sistemi arasında genel olarak iyi bir korelasyon olduğu ve Phoenix sisteminin identifikasyon için güvenilir bir yöntem olduğu sonucuna varılmıştır* *Snyder JW, Munier GK et al. Direct comparison of the BD phoenix system with the MicroScan WalkAway system for identification and antimicrobial susceptibility testing of Enterobacteriaceae and nonfermentative gram negative organisms. J Clin Microbiol. 2008: 2327 2333. 34

347 si referans laboratuarlarca doğrulanan toplam 363 suş ile yapılan bir çalışmada Microscan (Rapid MR ve klasik MC), Phoenix ve Vitek 2 olmak üzere toplam 3 otomatik mikrobiyoloji sistemi karşılaştırılmış; - Gram-negatiflerde cins düzeyinde, - Gram-pozitiflerde tür düzeyinde yapılan tanımlamada en iyi sonuçlar Phoenix ile alınmıştır (sırasıyla %93, %89)*. *Sellenriek P, Holmes J. Comparison of MicroScan Walk Away, Phoenix and VITEK TWO TWO Microbiology Systems used in the identification and susceptibility testing of bacteria as presented at the 105th General Meeting of the Am Soc Microbiol 2005. 35

507Enterobacteriaceae ile yapılan çalışmada; - 456 (89.9%) izolat tür ve cins düzeyinde, - 20 (3.9%) izolat sadece cins düzeyinde doğru tanımlanmış, -29 (5.7%) izolat ise yanlış tanımlanmıştır. En fazla Salmonella türlerinin yanlış tanımlandığı görülmüştür. 57 nonenterik gram-negatif basilden ( Acinetobacter, (Acinetobacter Aeromonas, Burkholderia, Plesiomonas, Pseudomonas ve Stenotrophomonas spp.); - 48 (% 84.2) izolat cins ve tür düzeyinde, -7 (% 12.3) suş ise cins seviyesine doğru tanmlanmıştır. Vibrionaceae türleri ise % 89.1oranında doğru tanımlanmıştır*. *Caroline M. O Hara Evaluation of the Phoenix 100 ID/AST System and NID panel for identification of Enterobacteriaceae, Vibrionaceae, and commonly isolated nonenteric Gram negative bacilli. J Clin Microbiol. 2006: 928 933. 36

- Bir otomatize tanımlama sistemine ihtiyacımız var mı? - Kurum ve personelin gereksinimlerini karşılayacak doğru sistem hangisi? - Hakemli dergilerde, saygın klinik laboratuvarlar tarafından uygulanan değerlendirme sonuçları irdelenmeli, - Benzer sistem kullanan laboratuvarlara ziyaret ile sistemin artıları ve eksileri konusunda aydınlanmalı, - Alınacak sistemde, referans yönteme göre minimum %95 oranında doğru tanımlama aranmalı, - Sistemin onaylanması için son kanıt, cihazı satın alan laboratuvar tarafından performansın laboratuvarda doğrulanması olmalıdır. Bu sistemler in kullanımında iki önemli destek, eksternal kalite kontrol programlarına katılım ve gerektiğinde referans laboratuvar desteğidir! 37

Klinik (Tıbbi) Mikrobiyoloji Uzmanlığı ve Laboratuvar Uygulamaları Sempozyumu, 23-24 Ekim 2009, Ankara 38