BACKGROUND: Antibiotic resistance in pathogens causing hospital-acquired pneumonia (HAP), particularly to carbapenems non-susceptibility, is a serious public health problem. New rapid and sensitive diagnostic methods are required for the timely initiation of effective antimicrobial therapy. The development and implementation of molecular diagnostic tests, based on polymerase chain reaction and promising isothermal amplification techniques, will significantly reduce turnaround time and improve detection of HAP pathogens with carbapenemase genes.
AIM: The aim was to compare efficacy of a new loop-mediated isothermal amplification (LAMP) test for the detection of NDM, OXA-48, and KPC carbapenemase genes and routine laboratory tests based on real-time polymerase chain reaction in the diagnosis of hospital-acquired lower respiratory tract infections (LRTI), including hospital-acquired pneumonia.
MATERIALS AND METHODS: The study included 141 samples of lower respiratory tract biomaterial collected from 107 patients with hospital-acquired LRTI (hospital-acquired pneumonia and/or purulent tracheobronchitis). Tracheal aspirate (TA, n=78), bronchoalveolar lavage (BAL, n=29) and sputum (n=34) were used as biomaterial samples. Nucleic acids were isolated using an AmpliTest® RIBO-prep kit. NDM, OXA-48 and KPC genes were analyzed using the proposed AmpliTest® CP NDM/OXA-48/KPC LAMP reagent kit by loop isothermal amplification (LAMP). To compare results, real-time PCR was performed using the AmpliSens MDR MBL-FL and AmpliSens MDR KPC/OXA-48-FL reagent kits.
RESULTS: Concordant results were obtained for the detection of NDM, OXA-48 and KPC carbapenemase genes in lower respiratory tract biomaterial samples using a new LAMP test and PCR tests for all samples tested. Based on the time to positivity (TTP), the turnaround time for LAMP was shorter than the turnaround time for PCR. Additional PCR tests were used to identify the Gram-negative microorganisms in the samples tested (both individually and in combination).
CONCLUSION: The obtained data showed that the efficiency of detection of the study groups of carbapenemase genes by the new LAMP test is not lower than the efficiency of their detection by the PCR tests previously used in practice.
Обоснование. Антибиотикорезистентность возбудителей нозокомиальной пневмонии (НП), в первую очередь, их устойчивость к карбапенемам, представляет серьёзную проблему для здравоохранения. Для своевременного назначения эффективной антимикробной терапии требуются новые быстрые и чувствительные методы диагностики. Разработка и внедрение диагностических тестов на основе молекулярных методов, включая полимеразную цепную реакцию (ПЦР) и перспективные технологии изотермической амплификации, позволит значительно сократить время получения результатов и повысить эффективность выявления возбудителей НП, обладающих генами карбапенемаз.
Цель — проведение сравнительной оценки эффективности нового теста на основе петлевой изотермической амплификации (LAMP) для выявления генов карбапенемаз групп NDM, OXA-48 и KPC, используемых в практике лабораторной диагностики тестов на основе полимеразной цепной реакции с детекцией в режиме реального времени при применении их в диагностике нозокомиальных инфекций нижних дыхательных путей, в том числе нозокомиальной пневмонии.
Материалы и методы. В исследование включён 141 образец биоматериала из нижних дыхательных путей от 107 пациентов с нозокомиальной инфекцией нижних дыхательных путей (нозокомиальной пневмонией и/или гнойным трахеобронхитом). Биоматериал представлял из себя аспират из трахеи (ТА, n=78), бронхоальвеолярный лаваж (БАЛ, n=29) и мокроту (n=34). Нуклеиновые кислоты выделяли с использованием набора «АмплиТест® РИБО-преп». Гены NDM, OXA-48 и KPC анализировали с помощью разработанного набора реагентов «АмплиТест® CP NDM/OXA-48/KPC LAMP» на основе метода петлевой изотермической амплификации. Для сравнения результатов применяли метод ПЦР в режиме «реального времени» с использованием наборов реагентов «АмплиСенс® MDR MBL-FL» и «АмплиСенс® MDR KPC/OXA-48-FL».
Результаты. Получены совпадающие результаты выявления генов карбапенемаз групп NDM, OXA-48 и KPC в образцах биоматериала из нижних дыхательных путей при использовании нового теста на основе изотермической амплификации и с помощью ПЦР-тестов для всех исследованных образцов. С помощью критерия TTP (Time to positivity — время до положительного результата) показано ускоренное время получения результата LAMP в сравнении с ПЦР. С помощью дополнительных ПЦР-тестов были определены грамотрицательные микроорганизмы, присутствующие в исследуемых образцах (как в индивидуальной, так и в смешанной форме).
Заключение. Согласно полученным результатам, эффективность выявления генов карбапенемаз указанных групп с помощью нового теста на основе LAMP не уступает эффективности их выявления с помощью ранее внедрённых в практику ПЦР-тестов.