MALDI-TOF Massenspektrometrie in der Medizinischen ... · MALDI-TOF MS in der Medizinischen...

MALDI-TOF MS in der Medizinischen Mikrobiologie - Wo stehen wir heute?

22. November 2017

MVZ Dr. Eberhard & Partner Dortmund - [email protected] 1

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MBT Anwendertreffen 2017 – MALDI in der Med. Mikrobiologie – Bremen, 22. November 2017

MALDI-TOF Massenspektrometriein der Medizinischen MikrobiologieWo stehen wir heute?

Dr. med. Arthur B. PranadaFacharzt für Mikrobiologie, Virologie und InfektionsepidemiologieAntibiotic Stewardship (ABS-)Experte (DGI)

Überörtliche BerufsausübungsgemeinschaftMVZ Dr. Eberhard & Partner DortmundMIKROBIOLOGIE

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daMBT Anwendertreffen 2017 – MALDI in der Med. Mikrobiologie – Bremen, 22. November 2017

Conflicts of Interest

– Vorträge (Honorare/Unkostenerstattung)• BD

• Bruker

• Grifols


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MVZ Dr. Eberhard & Partner Dortmund

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Unabhängiges inhabergeführtes Labor• Flexible und individuelle Diagnostik

• Spezialdiagnostik

Diagnostik für• Krankenhäuser/Universitäten

• Niedergelassene Ärzte

• Andere Labore

Extrem breites Diagnostikspektrum• Mehr als 5000 Parameter

• Zahlreiche Fachbereiche

• Höchstes qualitatives Niveau

Einsatz moderner Methoden• Molekularbiologie/PCR

• MALDI-TOF MS seit November 2009

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Vor 8 Jahren …


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Det

ekto

r

- -- -- -

- -- -- -

Flugrohr mit Turbo-Vakuumpumpen

Kathoden zum Aufbau eines elektrischen Feldes

+++

Spezifisches Massespektrumwird aufgenommen

Identifikation durch Vergleichgegen Referenzdatenbanken

Schnelle Keimidentifikation mittels MALDI-TOF MS

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24.11.2009: Die ersten Messungen…

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Zwei Tage später…• Blutkultur, 85 jähriger Patient, Wachstum nach zwei Tagen

– Mikroskopisch feine grampositive Stäbchen Subkultur

• 1. Tag: Wachstum von feinen grampositiven Stäbchen– Katalase negativ

– Api Coryne, CAMP-Test, Galle-Esculin-Test, O129 werden angelegt

• 2. Tag: CAMP neg, Galle-Esculin neg., O129 R– Coryne Api: Kein sinnvolles Ergebnis wächst weiter

• 3. Tag: Coryne Api: Kein sinnvolles Ergebnis wächst

• 4. Tag: Coryne Api: Kein sinnvolles Ergebnis Sequenzierung

• 5. Tag/6. Tag: nichts Neues …

• 7. Tag: MALDI


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Zwei Tage später…• Blutkultur, 85 jähriger Patient, Wachstum nach zwei Tagen

– Mikroskopisch feine grampositive Stäbchen Subkultur

• 1. Tag: Wachstum von feinen grampositiven Stäbchen– Katalase negativ

– Api Coryne, CAMP-Test, Galle-Esculin-Test, O129 werden angelegt

• 2. Tag: CAMP neg, Galle-Esculin neg., O129 R– Coryne Api: Kein sinnvolles Ergebnis wächst weiter

• 3. Tag: Coryne Api: Kein sinnvolles Ergebnis wächst

• 4. Tag: Coryne Api: Kein sinnvolles Ergebnis Sequenzierung

• 5. Tag/6. Tag: nichts Neues …

• 7. Tag: MALDI

• 8. Tag: Sequenzierung bestätigt Actinobaculum schaalii


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Evaluation MALDI-TOF MS ab Ende 2009• Ziele

– Verbesserung der Qualität• Schnellere Identifikationen

• Präzisere Identifikationen

• Erweiterung mit eigenen Datenbankeinträgen

– Akkreditierung der Methode

– Routineeinsatz• Bakterien

• Pilze

• Die ersten Schritte– Methode ausprobieren und evaluieren

– Präparationsmethoden ausprobieren

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MALDI-TOF MS – Einfacher Arbeitsablauf

Pick colony from culture Transfer to target

Steel target - 96 spots

Overlay with matrix –cristallization


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Erste Ergebnisse Evaluation

MALDI-TOF MS nach 3 Monaten

(März 2010)

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Erste Ergebnisse Evaluation März 2010 (I)

• Mehr als 4.000 Isolate getestet und identifiziert– 1000 Enterobacteriaceae

• (incl. Salmonella, Campylobacter, Yersinia)

– 600 Candida

– 450 Staphylococcus spp.

– 350 Anaerobier (Bacteroides, Prevotella, Clostridium)

– 280 Nonfermenter (Pseudomonas, Acinetobacter)

– 280 Streptokokken (ß-haemol., Pneumokokken, viridans Gruppe)

– 225 Enterokokken

• Insgesamt gute Identifikation über alle Keimgruppen


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Erste Ergebnisse März 2010 (II)

• In den meisten Fällen ist Direkttransfer möglich– Zuerst DT und ggf. danach Extraktion

• Enterobacteriaceae: gute Resultate mit hohen log(scores)– E. coli/Shigella lassen sich nicht unterscheiden

• Anaerobier: gute Resultate mit hohen log(scores)– Besser als biochemische Methoden

• Candida: ID gelingt, z.T. etwas niedrigere log(score)-Werte– Taxonomie teilweise schwierig

• Streptokokken: ß-hämolysierende Streptokokken sehr gut– Probleme mit viridans-Gruppe und Pneumokokken

• „Neue“ Bakterien: Actinobaculum, Acidovorax, Pandorea

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Fazit (März 2010)

• Sehr vielversprechende Methode– Hat das Potential biochemische Identifikationen teilweise zu

ersetzen

• Arbeitsabläufe müssen neu geplant werden– Empfindlichkeitsprüfung läuft mit den konventionellen Systemen

• Sehr schnelle Identifikationsmethode

• Hoher Durchsatz in der Routine möglich


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Einführung von MALDI-TOF MS in die Routine

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• Evaluation bis etwa Mitte 2010

• Validierung für Akkreditierung– Biochemie (Api, Vitek, Walkaway)

– Sequenzierung

– MALDI-TOF MS

• Planung und Änderung der Arbeitsabläufe– Zentraler MALDI-Arbeitsplatz in der Nähe

der Vitek-Systeme

– Arbeitsabläufe für Wochentage / Wochenende

• Weitere Optimierung der Methoden– Aufbau eines Statistiksystems


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MALDI-Statistik-System Labor Eberhard

Daten: MVZ Dr. Eberhard & Partner – Mikrobiologie

• Web-Anwendung– Von allen

Arbeitsplätzen abrufbar

• Analyse Präparation

• Log(score)-Verteilung

• Zugriff auf Spektrum– Graphische

Darstellung

– Erweiterte Analysen

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Schrittweise Optimierung MALDI-Analysen

• Bakterien können in der Regel direkt aufgetragen werden– Extraktion nur in sehr seltenen Fällen notwendig

– eDT mit Ameisensäure hat in unserem Setting wenig Vorteile erbracht

– Doppelbestimmung hat keine Vorteile erbracht

• Hefen können in der Regel direkt aufgetragen werden– Extraktion nur, wenn anderweitig keine ID möglich

– Doppelbestimmung erbringt keine Vorteile, ggf. Wiederholung

– eDT mit Ameisensäure erbringt kaum Vorteile in unserem Setting


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Optimierung der MALDI-TOF Methoden


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Log(score) gibt Zuverlässigkeit der ID an

• Spektren werden gegen Referenzdatenbank verglichen– Log(score) gibt Ähnlichkeit an → Zuverlässigkeit der ID

• Log(score) Daten aus der Routine (Jahr 2010)

• Aktuelle Interpretation: ID mit hoher/niedriger Konfidenz

Score range Description [%] results Current interpretation

2.300 – 3.000 Highly probable speciesidentification

30 %

High confidence ID2.000 – 2.299 Secure genus identification,

probable species identification40 %

1.700 – 1.999 Probable genus identification 16 % Low confidence ID

0.000 – 1.699 Not reliable identification 9 % No reliable ID

No peaks found 5 %

Score range Description


2.000 – 2.299 Secure genus identification,probable species identification

1.700 – 1.999 Probable genus identification

0.000 – 1.699 Not reliable identification

No peaks found

Data: MVZ Dr. Eberhard & Partner Dortmund

Score range Description [%] results


28 %

2.000 – 2.299 Secure genus identification,probable species identification

36 %

1.700 – 1.999 Probable genus identification 19 %

0.000 – 1.699 Not reliable identification 10 %

No peaks found 8 %


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Log(score) Verteilung (N = 278.638)


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Wie geht man mit log(scores) um?

Richter et al., JMM 2012, 61:1409-1416


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Beispiel Spezies-spezifische log(scores)


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Spektrum mit Hämoglobin-Peaks


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Wie verändern sich mikrobiologische Befunde mit MALDI-TOF MS?


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Pranada et al., Poster ASM Microbe 2016

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Viele neue Spezies in Befunden (N=938.123)



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Befunde nach Einführung von MALDI-TOF MS

• Deutlich mehr verschiedene Spezies in den Befunden nach Einführung von MALDI-TOF MS im Vergleich zu 2009– 2010: + 44 % Spezies (+27 % Gattungen)

– 2015: +104 % Spezies (+53 % Gattungen)

• Frühere Befundung möglich– Befunde mit Anaerobiern sind zum Teil etwa 1 Tag früher fertig.

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MALDI-TOF MS verändert die Mikrobiologie


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Campylobacter spp. und MALDI-TOF MS

Einführung MALDI-TOF MS

• Identifikation von Campylobacter spp.– Wachstumstemperatur

– Katalase

– Oxidase

– Nitratreduktion

– Cephalothin

– Nalidixinsäure

– Hippurat-Hydrolyse• Zur Unterscheidung C. jejuni (+) / C. coli (-)

• Hippuratlösung mit Campylobacter beimpfen

• 2 h bebrüten, Ninhydrinlösung hinzugeben dunkelviolett bei pos. Hippuratspaltung

• Identifikation von Campylobacter spp.– Wachstumstemperatur

– Katalase

– Oxidase

– Nitratreduktion

– Cephalothin

– Nalidixinsäure

– Hippurat-Hydrolyse• Zur Unterscheidung C. jejuni (+) / C. coli (-)

• Hippuratlösung mit Campylobacter beimpfen

• 2 h bebrüten, Ninhydrinlösung hinzugeben dunkelviolett bei pos. Hippuratspaltung


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Campylobacter spp. und MALDI-TOF MS

Einführung MALDI-TOF MS



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Fallbeispiel 1• 77 jähriger Patient, Urologische Klinik

• Urin (Mittelstrahl)

• Gramfärbung:– Leukozytäre Zellen

– Grampositive Stäbchen (reichlich), grampos. Kokken (wenig)

• Nach 1 d: kein Wachstum

• Nach 2 d: schwaches Wachstum grampos. Stäbchen, grampos. Kokken (?)Anaerobe Subkultur Schädler

• Schädler bewachsen MALDI

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?Daten: MVZ Dr. Eberhard & Partner – Mikrobiologie

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Lotte et al., CMI 2016; 22:28-36


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Actinotignum schaalii (1)

• Taxonomie: ehemals „Actinobaculum schaalii“

Lotte et al., CMI 2016; 22:28-36

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Nachweise Actinotignum schaalii



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Fallbeispiel 1 – Teil 2• 77 jähriger Patient, Urologische Klinik






• Schädler bewachsen MALDI

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Fallbeispiel 1 – Teil 2• 77 jähriger Patient, Urologische Klinik






• Schädler bewachsen feine MALDI Actinotignum schaalii dicke MALDI


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?Daten: MVZ Dr. Eberhard & Partner – Mikrobiologie


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Higgins et Garg, Urol Case Rep 2017; 13:24-25

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Aerococcus urinae (1)

• Kleine weißliche Kolonien mit alpha-Hämolyse– Ähnlich wie vergrünende Streptokokken

Fotos: MVZ Dr. Eberhard & Partner – Mikrobiologie


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Aerococcus urinae (2)

• Grampositive Kokken– Einzeln, in Paaren, Tetraden oder Haufen (!)

• Bisher beschrieben:– Einfache und komplizierte Harnwegsinfekte

– Bakteriämien

– Endokarditis

• Therapie:– Meist wirksam: ß-Laktam-Antiinfektiva (z.B. Penicillin, Amoxicillin,

Cefotaxim/Ceftriaxon), Nitrofurantoin, Cotrimoxazol, Doxycyclin

• Empfindlichkeitsprüfung: Nach EUCAST

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EUCAST Breakpoint Table v7.1


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Nachweise Aerococcus urinae


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Gute Datenbanken – Gute Identifikationen


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MSPs in der Routine / Datenbankentwicklung


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Erstellung eigener Datenbankeinträge

• MALDI-Biotyper ermöglicht Datenbankerweiterung– Routinetaugliche Identifikation neu entdeckter/bisher unbekannter

Stämme


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Abstrich Ohr, 73 jähriger Patient, HNO

• Sequenzierung: Auritidibacter ignavus MSP Erstellung

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Nachweise Auritidibacter ignavus

Daten: MVZ Dr. Eberhard & Partner – Mikrobiologie (unpublished)


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Analyse Auritidibacter ignavus Nachweise

• Typstamm wurde bei einem 28 jährigen Patienten mit fulminanter Otitis externa isoliert

• 80/138 mit klin. Angabe Otitis oder OtorrhoeYassin et al., IJSEM 2011, 61:223-230

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MSPs ohne Keimnamen

• In der täglichen Routinetauchen auch immer wieder noch nicht benannte Isolate auf

Daten: MVZ Dr. Eberhard & Partner – Mikrobiologie (unpublished)


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Identifikation direkt aus positiven Blutkulturen

Sepsityper

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Zeitgewinn durch MALDI-TOF aus Blutkultur

• Evaluation Sepsityper in 2011/2012 (N=78)

• Identifikation früher als konventionelle Methoden

• Sepsityper effizienter bei mehr Proben (bindet Arbeitskraft) ggf. Kurzbebrütung und ID aus Mikrokolonien

• Resistenzen können nicht hiermit bestimmt werden

Zeitersparnis MALDI-TOF-MS

Median 17h16min

Mittelwert 21h 24min



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Sepsityper Ergebnisse

• Zwischen 2010 und 2015 insgesamt N=1873 Blutkulturen mit Sepsityper Protokoll analysiert

• 83.9% mit erfolgreicher Identifikation– Durchschnittlicher log(score): 2.145


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ID direkt aus positiven Blutkulturen



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Identifikation von Fadenpilzen

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MALDI-Spektren von Fadenpilzen

• Spektren sind abhängig von den Kulturbedingungen

• Spektren sind abhängig von der Wachstumsphase– Z.B. Sporulation / Konidienbildung verändert das Spektrum

• Gewinnung von Biomasse ist schwieriger– Pilze wachsen in den Nährboden

• Nährbodenbestandteile können Messung stören

• Proben-Präparation ist schwieriger– Stabile Zellwand


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Standardisierung der Kultur

• Anzucht in Sabouraud-Bouillon unter ständiger Durchmischung– 28 °C für 1-2 Tage

– Keine Sporulation, standardisiertes Wachstum

– Einfacheres Abernten der Biomasse

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Möglichkeiten für die Routine• Flüssigkultur

– Zusätzlich ein Tag Kultur + Extraktion (15 min – 1 h)

• Front-Mycel von Kulturplatte + Extraktion– Zusätzlich etwa 10-20 min

• Direktauftragung Front-Mycel / Wachstum am Rand– Zeitaufwand: ca. 1-2 Minuten

– Potentiell schlechte Spektren

– Gefahr der Kontamination mit Nährbodenbestandteilen• Keine Identifikation möglich


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Fadenpilze Routine

MALDI Biotyper n Avg Log(score) Max Log(score)

Aspergillus fumigatus 1194 2.189 2.620

Aspergillus niger 299 2.067 2.454

Trichophyton rubrum CC6 244 1.937 2.363

Aspergillus oryzae CC1 116 2.192 2.546

Aspergillus terreus 91 1.981 2.401

Trichophyton tonsurans CC6 57 1.926 2.218

Aspergillus versicolor 49 1.923 2.190

Alternaria alternata 45 2.087 2.405

Penicillium chrysogenum 45 1.970 2.400

Aspergillus nidulans 36 2.039 2.307

Fusarium oxysporum 26 1.945 2.333

Trichophyt. interdigitale CC6 25 1.994 2.565

… … … …

• > 2800 Messungen

• Ca. 70 verschiedene Spezies

• Kontrolle via Mikroskopie

• Gute Übereinstimmung mit Mikroskopie bei den häufigsten Spezies

• Aspergillus

• Alternaria

• Microsporum

• Einige klonale Komplexe• Z.B. Dermatophyten

• Identifikation manchmal früher möglich


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Aspergillus fumigatus – Direktauftragung


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Pilzdatenbank• 366 MSPs

• 44 verschiedene Genera

• 129 verschiedene Spezies

• (+ Hefepilze in Standard-DB)

• Spezies mit ähnlichen Spektren sind zu klonalen Komplexen zusammengefasst– Differenzierung innerhalb der

Komplexe (noch) nicht möglich

Filamentous Fungi Library – 366 MSPs

AbsidiaAcremoniumAlternariaArthriniumArthrographisAspergillusAureobasidiumBeauveriaBotrytisChaetomiumChrysosporiumCladosporiumCunninghamellaCurvulariaEpicoccum

EpidermophytonFennelliaFusariumGeomycesGeosmithiaLecythophoraLichtheimiaMicrosporumMoniliniaMucorPaecilomycesPenicilliumPhaeoacremoniumPhialemoniumPhialophora

PhomaRhizomucorRhizopusScedosporiumSchizophyllumScopulariopsisScytalidiumSporothrixSyncephalastrumThanatephorusTrichodermaTrichophytonTrichurus

Vergleich:

„Atlas of Clinical Fungi“ umfasst

ca. 530 klin. relevante Spezies


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Klonale Komplexe

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Pilzdatenbank• 366 MSPs

• 44 verschiedene Genera

• 129 verschiedene Spezies

• (+ Hefepilze in Standard-DB)

• Spezies mit ähnlichen Spektren sind zu klonalen Komplexen zusammengefasst– Differenzierung innerhalb der

Komplexe (noch) nicht möglich

• Aktuell: Projekte zur Datenbankerweiterung

Filamentous Fungi Library – 366 MSPs

AbsidiaAcremoniumAlternariaArthriniumArthrographisAspergillusAureobasidiumBeauveriaBotrytisChaetomiumChrysosporiumCladosporiumCunninghamellaCurvulariaEpicoccum

EpidermophytonFennelliaFusariumGeomycesGeosmithiaLecythophoraLichtheimiaMicrosporumMoniliniaMucorPaecilomycesPenicilliumPhaeoacremoniumPhialemoniumPhialophora

PhomaRhizomucorRhizopusScedosporiumSchizophyllumScopulariopsisScytalidiumSporothrixSyncephalastrumThanatephorusTrichodermaTrichophytonTrichurus

Vergleich:

„Atlas of Clinical Fungi“ umfasst

ca. 530 klin. relevante Spezies


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Beispiel – Veterinärmedizin 13137379

• Isolat aus Veterinäruntersuchungsamt– Direkteinsendung Kulturplatte

– Mikroskopie am Eingangstag

– MALDI direkt am Eingangstag

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Peters et al., Berl Münch Tierärztl Wochenschrift 2014, 127:10-13


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Mykobakterien und MALDI-TOF MS

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Identification of Mycobacteria by MALDI-TOF MS

• Optimized extraction for Mycobacterium spp. (MycoEx)– Collect biomass from MGIT medium, centrifugation, add water

or collect biomass from culture, add water

– Heat inactivation (30 min at 100 °C)

– Add 900 µl ethanol, mix, centrifugation, discard supernatant

– Addition of zirconia/silica beads (0.5 mm)

– Suspend dried pellet in 10-50 µl acetonitrile, vortex 1 min

– Addition of 70% formic acid, vortex 10 sec, centrifugation

– 1 µl of supernatant on MALDI target

• Corresponding mycobacteria database


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N = 1045 / Improvement by New Database

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N = 1045 / New Thresholds ≥ 1.6 and ≥ 1.8


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Ergebnisse direkt aus MGIT Kulturen

• N=93 positive MGIT Kulturen, direkt inokuliert mit Patientenproben– Analysiert mit MALDI-TOF MS

• 73 ID (78.5 %) mit log(score) ≥ 2.0– 15 zusätzliche ID (Zunahme auf 94.6 %)

mit Grenzwert ≥ 1.8

– 5 Ergebnisse mit log(score) ≥ 1.6

• Alle Identifikationen korrekt

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93 positive clinical specimens


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93 clinical specimens / Propsed Thresholds

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Poster ICAAC/ICC 2015, San Diego


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Differenzierung M. chimaera/M. intracellulare

• Beide Spezies zeigen spezifische Peaks in den Massespektren– Auswertung mit Hilfe von Software Pranada et al., Poster ICAAC/ICC 2015, San Diego

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Problem: „no peaks found“• Despite Mycobacteria extraction sometimes no spectrum can be acquired


22. November 2017


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Mycobacteria ID results – standard acquisition

Lab 1 2 3 4 5 6 7 8 Total

High confidence ID 42 0 24 19 111 8 107 1 312

Low confidence ID 3 0 4 3 10 21 5 0 46

No ID 3 4 1 25 8 3 7 24 75

• NTM ID results from 8 different laboratories with standardacquisition method MBT_AutoX– 433 measurements: 242 strains, 35 different species

– About 75/433 (17%) measurements without identification

MBT_AutoX:

72 %

11 %

17 %

Pranada et al., Vortrag DGHM 2017

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ID results – new acquisition method

Lab 1 2 3 4 5 6 7 8 Total



No ID 3 4 1 25 8 3 7 24 75

• New method improves acquisition of mass spectra– Less measurements without result

MBT_AutoX:

Lab 1 2 3 4 5 6 7 8 Total



No ID 2 0 1 1 7 0 3 0 14

MBT_AutoX_Myco:

72 %

11 %

17 %

87 %

10 %

3 %

Pranada et al., Vortrag DGHM 2017


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Example from routine diagnostics• Female patient, 55 years old

• Samples from pain clinic and surgery

• Recurrent skin soft tissue infection (SSTI)

• Suspected artificial / borderline disorder– Suspected self manipulation of wounds

Blood culture

Blood culture

Blood culture

Swab abscessus lower leg

Swab wound lower leg

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Kann MALDI-TOF MS noch mehr verraten als nur die Identifikation?


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Bacteroides fragilis – Division I und II• Imipenem ist üblicherweise gut wirksam gegenüber Bacteroides

fragilis– Es gibt jedoch Carbapenem-resistente Stämme

• Bacteroides fragilis-Stämme können unterteilt werden– Division I: cfiA-negative Stämme

– Division II: cfiA-positive Stämme

• cfiA-Gen codiert für eine potente Carbapenemase– Imipenem-Cefoxitin-Hydrolyzing Enzyme (CfiA)

• In 2011 wurde in zwei unabhängigen Publikationen gezeigt, dass eine Unterscheidung der beiden Divisionen anhand der MALDI-TOF Massenspektren möglich ist

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Dendrogramm Bacteroides fragilis Spektren• cfiA positive

Isolate: rote Spektren

• cfiA negative Isolate: blaue Spektren

Wybo et al., JCM 2011, 49 (5):1961


22. November 2017


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Nagy et al., JMM 2011, 60:1584

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Typisches Spektrum – cfiA negativ



22. November 2017


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Typisches Spektrum – cfiA positiv


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cfiA in der Routine

• August bis Dezember 2013– 116 B. fragilis Isolate

• Retrospektive Analyse(Jahre 2009 bis 2014)– 3716 B. fragilis-Spektren

– Davon 202 mit typischen Spektren für cfiA (6,1 %)

Spektrum [n]Meropenem MHK

DurchschnittMeropenem MHK

Spanne

cfiA positiv 86,9 %

14,5 mg/L 1 bis > 32 mg/L

cfiA negativ10893,1 % 0,15 mg/L

0.064 bis 1.5 mg/L



22. November 2017


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MRSA-Erkennung? – Doch, ja … zum Teil …

Josten et al., IJMM 2014 Nov; 304(8):1018-23

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PSM-mec zur MRSA-Detektion mittels MALDI

• Messungen mit intakten (= Direkttransfer auf MALDI-Target) MRSA- und MSSA-Bakterienzellen – Signal bei vielen MRSA-Stämmen des CC5 bei 2.415 m/z

– Passt zur Masse des „phenol-soluble modulin“ (PSM)• Kleines Peptid, das auf bestimmten SCCmec-Kassetten mit mecA vorkommt

– PSM-mec wird nur in Stämmen gefunden, bei denen Delta-Toxin nachgewiesen werden kann

• Massen des Delta-Toxins: 3.007 m/z oder 3.037 m/z

• Peaksuche in einem Fenster von 2.411-2419: 100% Spezifität– Direkttransfer notwendig, da PSM-mec durch Ethanol (Extraktion)

weggewaschen wirdJosten et al., IJMM 2014 Nov; 304(8):1018-23


22. November 2017


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Spektrum PSM-mec positiver Stamm (MRSA)


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Routine-Daten PSM-mec Detektion• Retrospektive Analyse aller MALDI-TOF MS-Spektren mit

Identifikation Staphylococcus aureus zu denen eine Resistenzbestimmung vorliegt– Jahre 2011-2014

– Insgesamt 1304 Spektren

• 3,8 % aller Staph. aureus-Spektren konnten mittels MALDI-TOF MS als MRSA eingeordnet werden, 23,2 % der OXA R-Stämme

OXA R [n=211] OXA S [n=1093]

Typische Peaksfür PSM-mec

49 0

Keine Peaksfür PSM-mec

162 1093


Keine falsch Positiven


22. November 2017


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Blutkultur, 78 jährige Patientin

• Aerobe Flasche meldet sich positiv– Grampos. Kokken in der Mikroskopie

– Subkulturen werden angelegt

• Etwa 4 h später:– Typisches Wachstum Staph. aureus

– MALDI-TOF MS Analyse


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Blutkultur, 78 jährige Patientin

• Aerobe Flasche meldet sich positiv– Grampos. Kokken in der Mikroskopie

– Subkulturen werden angelegt

• Etwa 4 h später:– Typisches Wachstum Staph. aureus

– MALDI-TOF MS Analyse



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Lau et al., JCM 2014; 52(8):2804

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Lau et al., JCM 2014; 52(8):2804


22. November 2017


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Pranada, Cordovana et al., Poster ASM Microbe 2017

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Detektion von KPC positiven K. pneumoniae


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KPC-Plasmid in Italien – Steigender Trend



22. November 2017


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Alle MALDI-Möglichkeiten miteinander verbinden …

„Full MALDI-based approach“

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„Full MALDI-based approach“

• Direkte Identifikation aus Blutkulturen mit Sepsityper– Detektion des Peaks für KPC

• STAR-CARBA aus dem gleichen Pellet– Bestätigung der Carbapenem-

Hydrolyse

Cordovana et al., Poster AMCLI 2017


22. November 2017


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Sepsityper und STAR-CARBA


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Posterpreis AMCLI

• „… für einen innovativen Ansatz zur schnellen Sepsisdiagnostik und Detektion von Carbapenemase-produzierenden Enterobakterien“



22. November 2017


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Vor 8 Jahren …

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Zusammenfassung

• Schnelle und sichere Identifikation von– Bakterien

– Mykobakterien DB nahezu vollständig

– Pilze DB müssen weiter ausgebaut werden

• Direktidentifikation aus positiven Blutkulturen

• Differenzierung eng verwandter Spezies teilweise möglich

• Detektion von Resistenzmarkern

• Bestätigung von Carbapenem/ß-Laktam-Hydrolyse

• MALDI-TOF MS hat die Mikrobiologie verändert– Zum Teil konventionelle Methoden ersetzt

– Trägt zur Erweiterung des mikrobiologischen Wissens bei


22. November 2017


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Vielen Dank ...

Dr. M. Kostrzewa

Dr. T. Maier

Dr. M. Timke

Hr. C. Lange

Fr. S. Richter

Hr. J. Glandorf

an das gesamte Team der Mikrobiologie

Hr. M. Bienia (EDV-Mikrobiologie)

Dr. Miriam Cordovana

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Dortmund – Größter Weihnachtsbaum

… für Ihre Aufmerksamkeit!

Vielen Dank ...

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