Zeitschrift für Bakteriologie und Parasitologie

Abstrakt

Artenidentifizierung von Bakterien und Pilzen aus festen und flüssigen Kulturmedien mittels MALDI-TOF-Massenspektrometrie

Marco Reich, Philipp P. Bosshard, Maik Stark, Kurt Beyser und Stefan Borgmann

In den letzten Jahren hat sich die MALDI-TOF-Massenspektrometrie zu einem leistungsstarken Instrument zur Artidentifizierung von kultivierten Bakterien und Pilzen entwickelt. In der vorliegenden Studie wird die Implementierung der MALDI-TOF-Massenspektrometrie in einem kommerziellen Hochdurchsatzlabor beschrieben. Dabei wurde der Einfluss unterschiedlicher Wachstumsbedingungen auf die Identifizierungsergebnisse untersucht. Obwohl leichte Unterschiede in den MALDI-TOF-Spektren von E. coli- und S. aureus-Stämmen, die über verschiedene Zeiträume (5, 18, 24 und 48 Stunden) auf Blutagar kultiviert wurden, festgestellt wurden, konnte über alle Zeiträume hinweg eine zuverlässige Artidentifizierung erzielt werden. Dasselbe galt, wenn E. coli- und S. aureus-Stämme 18 Stunden lang auf verschiedenen festen Medien kultiviert wurden. Eine zuverlässige Identifizierung wurde auch erreicht, wenn Pilze auf festen und in flüssigen Medien (Sabouraud-Bouillon) kultiviert wurden. Darüber hinaus
führte das Wachstum von Pilzen in Bouillon zu einer beschleunigten Identifizierung. Die MALDI-TOF-Massenspektrometrie ermöglichte auch eine zuverlässige Identifizierung von Mikroorganismen aus positiven Blutkulturproben. Insgesamt wurden 2.900 Proben (234 verschiedene Spezies) untersucht, die überwiegend aus klinischen Proben stammten. Mikroorganismen wurden auf festem Medium, in Blutkulturflaschen und in flüssiger Sabouraud-Bouillon kultiviert. 98,6 % (n=2.860) der MALDI-TOF-Identifizierungsergebnisse stimmten mit denen konventioneller Methoden (z. B. Gram-Färbung, Kohlenhydratabbaufähigkeit, Phoenix-System) und der 16S rDNA PCR-Produktsequenzierung überein. Nichtübereinstimmungen beruhten hauptsächlich auf fehlenden Referenzspektren in der Datenbank des Analysesystems. Die Studie wurde 2009 durchgeführt. Durch kontinuierliche Verbesserung der Datenbank könnte bei der Durchführung der Studie heutzutage eine noch höhere Genauigkeit erreicht werden. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Einsatz der MALDI-TOF-Massenspektrometrie in einer klinischen Hochdurchsatzumgebung zu zuverlässigen Ergebnissen führt, selbst wenn verschiedene Kulturbedingungen verwendet werden, z. B. Bouillons für die Kultur von Pilzen. Die MALDI-TOF-Massenspektrometrie ist ein schnelles und robustes Identifizierungssystem, das auf dem Weg ist, ein neuer Standard für die Identifizierung von Mikroorganismen in Hochdurchsatzlabors zu werden.