Rapid and cost-effective identification and antimicrobial susceptibility testing in patients with Gram-negative bacteremia directly from blood-culture fluid

Rapid pathogen identification (ID) and antimicrobial susceptibility testing (AST) in bacteremia cases or sepsis could improve patient prognosis. Thus, it is important to provide timely reports, which make it possible for clinicians to set up appropriate antibiotic therapy during the early stages of bloodstream infection (BSI). This study evaluates an in-house microbiological protocol for early ID as well as AST on Gram negative bacteria directly from positive monomicrobial and polymicrobial blood cultures (BCs). A total of 102 non-duplicated positive BCs from patients with Gram-negative bacteremia were tested. Both IDs and ASTs were performed from bacterial pellets extracted directly from BCs using our protocol, which was applied through the combined use of a MALDI-TOF MS and Vitek2 automated system. The results of our study showed a 100% agreement in bacterial ID and 98.25% categorical agreement in AST when compared to those obtained by routine conventional methods. We recorded only a 0.76% minor error (mE), 0.76% major error (ME) and a 0.20% very major error (VME). Moreover, the turnaround time (TAT) regarding the final AST report was significantly shortened (ΔTAT = 8–20 h, p < 0.00001). This in-house protocol is rapid, easy to perform and cost effective and could be successfully introduced into any clinical microbiology laboratory. A final same-day report of ID and AST improves patient management, by early and appropriate antimicrobial treatment and could potentially optimize antimicrobial stewardship programs.

L'identificazione rapida dei patogeni (ID) e il test di suscettibilità antimicrobica (AST) nei casi di batteriemia o sepsi sono utili per migliorare la prognosi del paziente. Pertanto, è importante fornire rapporti tempestivi che consentano ai medici di istituire un'appropriata terapia antibiotica durante le prime fasi dell'infezione del sangue (BSI). Questo studio valuta un protocollo microbiologico interno per l'identificazione precoce e AST sui batteri Gram-negativi direttamente da emocolture monomicrobiche e polimicrobiche positive (BC). Sono stati testati un totale di 102 BC positivi non duplicati da pazienti con batteriemia da Gram-negativi. Sia gli ID che gli AST sono stati ottenuti da pellet batterici estratti direttamente da BCs usando il nostro protocollo, che è stato applicato attraverso l'uso combinato di un MS MALDI-TOF e di un sistema automatico Vitek2. I risultati del nostro studio hanno mostrato un accordo del 100% nell'identificazione batterica e un accordo categorico del 98,25% in AST rispetto a quelli ottenuti con metodi convenzionali di routine. Abbiamo registrato solo un errore minore dello 0,76% (mE), l'errore maggiore dello 0,76% (ME) e un errore molto importante dello 0,20% (VME). Inoltre, il tempo di consegna (TAT) relativo al report AST finale è stato significativamente ridotto (ΔTAT = 8-20 h, p <0,00001). Questo protocollo interno è rapido, facile da eseguire ed economico e potrebbe essere introdotto con successo in qualsiasi laboratorio di microbiologia clinica. Un ultimo report sullo stesso giorno di ID e AST migliora la gestione del paziente, con un trattamento antimicrobico precoce e appropriato e potrebbe potenzialmente ottimizzare i programmi di farmacosorveglianza antimicrobica.