Жидкостные микробиологические транспортировочные системы: оценка соответствия двух коммерческих устройств

 

Journal of Microbiological Methods

Volume 115, August 2015, Pages 42–44

 

Liquid based microbiological transport systems: Conformity assessment
2 of two commercial devices

Manuela Avolio *, Alessandro Camporese

Лаборатория клинической микробиологии и вирусологии, кафедра лабораторной медицины, больничный комплекс Порденоне, Италия

АННОТАЦИЯ

Мы сравнили два типа жидкостных микробиологических устройств на предмет жизнеспособности микроорганизмов с помощью стандартизованного метода количественной оценки элюции ИКЛС М40-А2. Система eSwab® соответствовала критериям поддержания жизнеспособности ИКЛС в случае всех проверенных микроорганизмов. Система Σ-Transwab® не соответствовала критериям поддержания жизнеспособности ИКЛС в случае Peptostreptococcus anaerobius, Prevotella melaninogenica, Fusobacterium nucleatum и Haemophilus influenzae.   

© 2015 Elsevier B.V. Все права защищены

Транспортировочные системы и устройства являются важнейшими компонентами процесса микробиологического лабораторного анализа. Считается, что первые этапы проведения анализа являются критичными для получения клинически значимых данных. Существует множество разных микробиологических транспортировочных систем и устройств. Крайне необходимо, чтобы потребители систематически оценивали функциональную эффективность, подтверждали стандарты рабочих характеристик и принимали во внимание внутреннюю валидацию эффективности продукта, таким образом отбирая лучшее для врача и пациента (ИКЛС М40-А2, 2014). Существует множество переменных, вовлечённых в производство транспортировочных устройств: транспортировочная среда, устройство для сбора проб, упаковка и окружающая среда. Принципиально необходимо, чтобы оценка устройства базировалась на поддающихся количественной оценке рабочих характеристиках данного устройства (ИКЛС М40-А2, 2014).

Недавние исследования доказали, что смоделированная транспортировка в условиях холодной температуры гораздо более эффективна по сравнению с таковой при комнатной температуре. Это поддерживает действующую рекомендацию ИКЛС, в рамках которой утверждается, что транспортировка при комнатной температуре не является оптимальной для максимального сохранения микробиологических образцов. (Nys et al., 2010; Van Horn et al., 2008a,b; Buchan et al., 2014; Stoner et al., 2008; Arbique et al., 2000). Документ ИКЛС M40-A2 (2014) рекомендует следующее: если условия конечного использования отличаются от указанных, необходимо протестировать фактические транспортировочные условия, чтобы оценить жизнеспособность микроорганизмов.

В настоящее время разработаны два модифицированных устройства для сбора образцов на основе жидкой среды Эймса, позволяющие улучшить сбор и высвобождение образцов – eSwabs® (Копан Италия СпА, Бресция, Италия), включает в себя транспортировочную систему, состоящую из нейлонового аппликатора, и Σ-Transwabs® (Медикал Вайр энд Эквипмент, Великобритания), включает в себя аппликатор из мягкого пенополиуретанового адсорбента.

Целью данного исследования было сравнение жидкостных микробиологических (LBM™) устройств eSwabs и Σ-Transwabs на предмет восстановления и жизнеспособности следующих микроорганизмов из АКТК при регулируемой комнатной температуре: Hae­mophilus influenzae (10211), Neisseria gonorrhoeae (43069), Streptococcus pneumoniae (6305), Streptococcus pyogenes (19615), Bacteroides fragilis (25285), Fusobacterium nucleatum (25586), Prevotella melaninogenica (25845), Peptostreptococcus anaerobius (27337) и Propionibacterium acnes (6919). Данные микроорганизмы из АКТК – это минимум, который должен быть включён в анализ для оценки транспортировочного устройства (ИКЛС M40-A2, 2014).

Чтобы оценить два транспортировочных тампона использовался документ ИКЛС М40-А2 (2014). Вкратце, для каждого организма, выращенного при температуре 37 °C в течение 18-24 ч., в 0.85% растворе хлорида натрия был приготовлен стандарт МакФарланда 0,5 (около 1,5 × 10⁸ КОЕ/мл). Для волокнистых флок-тампонов с объёмом поглощения 100 мкл (eSwab) полученная суспензия далее была разведена 1:10, чтобы получить концентрацию около 1,5 × 10⁷ КОЕ/мл, инокулят составил 100 мкл. Для устройства с мягким пенополиуретановым адсорбентом с объёмом поглощения 50 мкл (Σ-Transwab), суспензия МакФарланда 0,5 была далее разведена 1:5, инокулят составил 50 мкл, в соответствии с руководствами ИКЛС. Тампоны в трёх экземплярах были инокулированы в соответствующих транспортировочных системах и хранились при регулируемой комнатной температуре 20-25 °C в течение 0, 24 и 48 ч. После соответствующего времени хранения, включая 0 ч. (через 15 минут после инокуляции), для каждой системы удержания микроорганизмов были сделаны последовательные разведения 1:10, чтобы получить суспензии, эквивалентные приблизительно 10⁶-10 КОЕ/мл. Образцы 100 мкл использовались в двух экземплярах, чтобы количественно определить организмы в каждом из разведений на ТСА с 5% агаром из овечьей крови для аэробов и анаэробов и с шоколадным агаром с Витоксом для привередливых организмов, соответственно. Данные организмы были рассеяны по поверхности агара шпателем, чашки инкубировались при 37 °C, 5% CO₂ или в анаэробной атмосфере. Чтобы выявлялось соответствие критериям ИКЛС M40-A2, снижение количества КОЕ не должно превышать 3 log₁₀. Первоначальный инокулят (около 1,5 × 10⁷ КОЕ/мл) был проверен последовательными 1:10 разведениями, посеянными в двух экземплярах в соответствующую среду, инкубированными при 37 °C в соответствующей атмосфере. Чтобы подтвердить, что объём инокулята был приемлемым, было подсчитано количество колоний (около 1,5 × 10⁷–1,5 × 10⁹ КОЕ/мл) (ИКЛС M40-A2, 2014).

Восстановление бактерий определялось путём подсчёта колоний, полученных из каждого разведения. Количество восстановленных микроорганизмов выражали в среднем показателе, полученном для образцов, проанализированных в трех экземплярах, и в проценте от исходного количества (количество в нулевое время). Критерии ИКЛС M40-A2 использовались для оценки следующим образом: система рассматривалась приемлемой для проверенных бактерий, если изменение КОЕ из точки 0 ч. понижалось не более чем на 3 log₁₀ (ΔLOG). По ИКЛС M40-A2, время оценки хранения составляет 24 ч. для N. gonorrhoeae и 48 ч. для всех других организмов.

Механически выявляется явное преимущество системы eSwab, так как она беспрепятственно впитывала вносимый инокулят, в то время как абсорбция инокулята системой Σ-Transwab была гораздо менее эффективной, в среднем 50 мкл. Как показано в таблице 1, различные значения количества КОЕ в точке времени 0 ч. отражают принципиально разные абсорбционные способности двух тампонов. eSwab соответствовал критериям допустимости поддержания жизнеспособности ИКЛС для всех проверенных микроорганизмов во временных точках T0, T24 и T48. Система Σ-Transwab не соответствовала критериям допустимости ИКЛС после 24 ч. хранения P. anaerobius и P. melaninogenica, а также после 48 ч. для F. nucleatum и H. influenzae (Таблица 1). В противоположность экспериментам Ван Хорна (Van Horn et al. (2008a,b)) в нашем исследовании eSwab соответствовал критериям допустимости ИКЛС также и в случае P. melaninogenica после 24 ч. и 48 ч. хранения образцов при комнатной температуре. Интересно отметить, как наблюдалось в случае Campylobacter spp. в FecalSwab и eSwab (Hirvonen и Kaukoranta, 2014), продолжительность хранения до 24 ч. при комнатной температуре повышала жизнеспособность клеток и восстанавливаемость S. pneumoniae (Таблица 1).

Нашей целью в этом исследовании была оценка соответствия и рабочих характеристик двух коммерческих жидкостных микробиологических устройств при контролируемой комнатной температуре. Выбор лишь этой температуры хранения должен был помочь воспроизвести реальные транспортировочные условия в повседневной обстановке, согласно рекомендациям ИКЛС M40-A2 (2014). В условиях выбранного режима хранения система eSwab «Копан» показала более высокую восстанавливающую способность, чем система Σ-Transwab, и соответствовала критериям допустимости поддержания жизнеспособности по ИКЛС в случае всех проверенных микроорганизмов. Σ-Transwab показал менее эффективную абсорбцию инокулята и не соответствовала критериям допустимости ИКЛС в случае P. anaerobius, P. melaninogenica, F. nucleatum и H. influenzae.

Таблица 1

Восстановление организмов (логарифмическое изменение количества КОЕ) из eSwab «Копан» и Σ-Transwab в течение разного инкубационного периода (T = 0, 24, 48 ч.) при контролируемой комнатной температуре (критерий допустимости ИКЛС – ΔLOG не более 3 log₁₀).

	eSwab «Копан»						I-Transwab «Медикал Вайр»
	T= 0	T = 24	∆ (log) T24	T= 48	∆ (log) T48		T= 0	T = 24	∆ (log) T24	T=48	∆(log)T48
B. fragilis АКТК 25285	1,48E+06	2,32E+06	0,20	1,05 E+06	-0,15		8,03 E+05	4,68E+05	-0,23	7,82E+04	-1,01
F. nucleatum АКТК 25586	1,03E+06	1,20 E+06	0,07	4,32 E+05	-0,38		5,02 E+05	1,14E+04	-1,65	0,00E+00	Нет ре-зультата
P. acnes АКТК 6919	2,23E+06	1,93 E +06	-0,06	2,08E+06	-0,03		1,30 E+06	9,00E+05	-0,16	5,00E+05	-0,41
P. anaerobius АКТК 27377	1,71 E+06	3,23 E+06	0,28	1,93 E+06	0,05		7,93E+05	3,30E+00	-5,38	0,00E+00	Нет ре-зультата
P. melaninogenica АКТК 25845	1,59E+06	1,02 E +05	-1,19	3,00E+03	-2,72		1,00E+05	0,00E+00	Нет ре-зультата	0,00E+00	Нет ре-зультата
*H. influenzae АКТК 10211	1,22E+06	1,98 E +06	0,21	1,69 E+06	0,14		4,33E+05	3,40E+03	-2,11	7,67E+01	-3,75
S. pyogenes АКТК 19615	1,77E+06	2,72 E+06	0,19	2,81 E+06	0,20		4,40 E+05	2,62E+03	-2,23	2,08E+03	-2,33
S. pneumoniae АКТК 6305	2,48E+05	1,26E+06	0,71	8.07 E+05	0,51		2,05E+05	5,27E+04	-0,59	1,37E+04	-1,18
N. gonorrhoeae АКТК 43069	4,60E+05	5,72E+04	-0,91				2,95E+05	8,50E+02	-2,54

Рис. 1. Изменения количества КОЕ в течение 48 часов. Аэробы, анаэробы и привередливые организмы, высеянные после разных периодов инкубации (T=0, 24, 48 ч.) в устройствах eSwab (A) и Σ-Transwab (B). Средние значения и стандартные отклонения приведены.

Конфликт интересов

Ни у одного автора проведённого исследования нет личной заинтересованности (См. рис. 1.).

Благодарности

Мы признательны нашим сотрудникам – Graziano Bruschetta и Shamanta Grosso – за отличную работу и ценную поддержку.

Список литературы

Arbique, J.C., Forward, K.R., LeBlanc, J., 2000, Evaluation of four commercial transport media for the survival of Neisseria gonorrhoeae. Diagn. Microbiol. Infect. Dis. 36 (3), 163-168 (Mar).

Buchan, B.W., Olson, W.J., Mackey, T.L., Ledeboer, N.A., 2014, Clinical evaluation of the walk-away specimen processor and ESwab for recovery of Streptococcus agalactiae isolates in prenatal screening specimens.J. Clin. Microbiol. 52 (6), 2166-2168 (Jun).

CLSI, 2014, M40-A2 quality control of microbiological transport; approved standards—second edition.

Hirvonen, J.J., Kaukoranta, S.S., 2014, Comparison of FecalSwab and ESwab devices for storage and transportation of diarrheagenic bacteria. J. Clin. Microbiol. 52 (7), 2334-2339 (Jul).

Nys, S., Vijgen, S., Magerman, K., Cartuyvels, R., 2010, Comparison of Copan eSwab with the Copan Venturi Transystem for the quantitative survival of Escherichia coli, Streptococcus agalactiae and Candida albicans. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. 29 (4), 453^56 (Apr).

Van Horn, K.G., Audette, C.D., Tucker, K.A., Sebeck, D., 2008a. Comparison of 3 swab transport systems for direct release and recovery of aerobic and anaerobic bacteria. Diagn. Microbiol. Infect. Dis. 62 (4), 471-473 (Dec).

Van Horn, K.G., Audette, C.D., Sebeck, D., Tucker, K.A., 2008b. Comparison of the Copan ESwab system with two Amies agar swab transport systems for maintenance of microorganism viability. J. Clin. Microbiol. 46 (5), 1655-1658 (May).