טיפול במוצרי טסיות דם עם ריבופלבין ואור UV: יעילות גבוהה נגד כייל קטריאלי זיהום
Summary
The storage conditions of platelet products create an ideal environment for bacterial contaminants to multiply to dangerous levels. The goal of this study was to use a colony forming assay to evaluate a riboflavin based pathogen reduction process against high titer bacterial contamination in human platelet products.
Abstract
זיהום של יחידות טסיות דם על ידי חיידקים כבר הודה עוד סיכון עירוי משמעותי בשל תנאי האחסון לאחר התרומה שלהם. מוצרים מאוחסנים באופן שיגרתי על 22 מעלות צלזיוס בייקר התססה, מצב שיכול לקדם את התפתחות חיידקים. למרות שהמספר הכולל של חיידקים האמינו להיות הציג למוצר טסיות דם הוא נמוך ביותר, חיידקים אלה יכולים להתרבות לכייל גבוה מאוד לפני העירוי, שעלול לגרום בתופעות לוואי חמורות. מטרת המחקר הייתה להעריך תהליך הפחתת הפתוגן ריבופלאבין מבוסס נגד פנל של חיידקים שזוהו כמזהמים נפוצים של מוצרי טסיות דם. לוח זה כולל אורגניזמים הבאים: ס epidermidis, S. aureus, mitis ס, pyogenes ס, marcescens ס, י 'enterocolitica, ב neotomae, cereus ב', E. coli, פ aeruginosa וק pneumoniae. כל יחידת טסיות דם הייתה מחוסנת עם עומס חיידקים גבוה ודגימות הוסרו בoth לפני ואחרי הטיפול. מושבה להרכיב assay, באמצעות תכנית דילול נקודת סיום, שימשה כדי לקבוע titers חיידקי הטיפול מראש ולאחר טיפול. הפחתת יומן הייתה מחושבת על ידי הפחתת כייל לאחר הטיפול מכייל הטיפול מראש. ירידות היומן הבאות נצפו: ס יומן epidermidis 4.7 (99.998%), יומן S. aureus 4.8 (99.998%), ס 'mitis 3.7 יומן (99.98%), יומן ס pyogenes 2.6 (99.7%), יומן ס marcescens 4.0 (99.99%), י' יומן enterocolitica 3.3 (99.95%), ב 'neotomae 5.4 יומן (99.9996%), ב' cereus 2.6 יומן (99.7%), יומן E. coli ≥5.4 (99.9996%), יומן 4.7 פ aeruginosa (99.998%) ו- K . יומן pneumoniae 2.8 (99.8%). התוצאות ממחקר זה מציעות התהליך יכול לעזור להוריד את הסיכון לאירועי עירוי לוואי חמורים הקשורות לזיהום חיידקים.
Introduction
עירוי של טסיות דם, פלזמה, תאי דם אדום ארוז ומוצרי דם כל לשחק תפקיד מרכזי ברפואה מודרנית ויכולים לשמש לטיפול במצבים רפואיים שונים, להחליף נוזלים חיוניים וסופו של דבר להציל חיים. טסיות דם הם מוצר סלולארי המבודדים או מכל דם ונקווה למנת transfusable או נאספים בתהליך של apheresis טסיות דם. תפקידו העיקרי של טסיות דם בגוף הוא כדי לעצור את הדימום באתרי פצע וכדי לסייע לשמור על עצירת דימום. חולים הסובלים מספירה נמוכה של טסיות תא (תרומבוציטופניה) רגישים לאירועי דימום ספונטניים ועירוי עם טסיות להביא תא טסיות דמם לספור חזרה לטווח נורמלי. טסיות דם שנאסף מאוחסנות לתקופה מקסימלית של 5-7 ימים ומאוחסנים בגיל 22 ± 2 מעלות צלזיוס בזמן שתחת תסיסה מתמדת.
למרות הצלת החיים מאפיינים של עירויי טסיות דם נותרים קל סיכון למקבלי עירוי בשל שיתוףntamination של מוצרים אלה על ידי טפילים, חיידקים ווירוסים 11. ביצוע בדיקות חומצת גרעין נגיפיות (NAT) ירד הסיכון להעברה נגיפית של סוכני דם נישא עיקריים, כגון וירוס הצהבת מסוג C (HCV), נגיף הפטיטיס B. (HBV) ונגיף חיסוני חוסר אנושי (HIV) באופן משמעותי 5. פרסום האחרון משירותי הדם הקנדיים מעריך סיכון השיורי לסוכנים אלה להיות 1 ל8 מ'תרומות ל- HIV, 1 ל-6.7 מ'תרומות לHCV ו1 ל-1.7 מ'תרומות עבור 15 HBV.
למרות שבדרך כלל חיידקים לגייס פחות תשומת לב בציבור הרחב, בתדירות של זיהום חיידקים במוצרי טסיות דם כבר מוערכת כגבוה כמו 1: 1,000 7 וכי מיליוני מוצרי טסיות דם הם בעירוי בכל שנה נמענים רבים נחשפים לסיבוכים שעלולים להיות סכנת חיים כמו אלח דם 6. מחקר מצביע על כך שעומס החיידקים בזמןהזיהום הוא נמוך, <100 יחידות מושבה להרכיב (CFU) / מוצר 2,16, לעומת זאת אחסון הסביבה וטמפרטורת חדר העשיר המזינה מאפשר זיהום חיידקים להתרבות לtiters הגבוה בצורה מסוכנת לפני העירוי. נכון לעכשיו, את השיטות שאושרו רק הזמינות כדי למנוע מוצרים מזוהמים bacterially מלהגיע נמען טסיות דם היא באמצעות השימוש במערכות מבוססת תרבות ונקודת בדיקת טיפול מהירה. בקצרה, למערכות תרבות המבוססת מוצרי טסיות דם מאוחסנים על תועמלן ב 22 מעלות צלזיוס במשך 12-24 שעות כדי לאפשר לחיידקים להתרבות במוצר, עליו מדגם 4-8 מיליליטר יוסר ממוצר טסיות הדם ומחוסן לתוך בקבוק המכיל תקשורת תזונתית. הבקבוק מושם לתוך מכשיר העוקב אחר הבקבוק להתפתחות חיידקים. אם המכשיר מזהה התפתחות חיידקים בבקבוק זה מסומן ויחידת טסיות הדם המתאימה נמחקת. בעוד תהליך זה הוא מוצלח למדי באיתור Gro המהיראורגניזמים אגף, רבים של המינים גדלו איטיים לא גדלים למספיק כייל גבוה כדי להתגלות, ובכך ליצור את הפוטנציאל ליחידות שווא שלילי להשתחרר לעירוי 7,12,14,16,22. בניגוד למערכות גילוי תרבות המבוססת, נקודת בדיקת טיפול מהירה מבוצעת בדרך כלל מאוחר יותר בתקופת אחסון טסיות דם כאשר עומס החיידקים גדל באופן משמעותי. Titers גבוה יותר נדרש מאז נקודת בדיקות טיפול היא פחות רגישה ממערכות התרבות מבוססת, ורק באופן מהימן לזהות חיידקים ברגע שהם מגיעים לכייל ≥1 x 10 3 CFU / מיליליטר 17. עם זאת בדיקות כאלה יכולים לספק תוצאות תוך שעה 1 של דגימה. השתנות בביצוע בדיקות אלה הובילו לשחרורו של מוצר שלילי כוזב, שגרמו לתגובה ספיגה קטלנית בנמען 9.
דרך חלופית כדי להילחם בבעיה של זיהום חיידקים של מוצרי טסיות דם היא באמצעות השימוש השגרתי של proc הפחתת הפתוגןESS שיכול להשבית חיידקים מזהמים במקום לנסות לזהות אותם. באמצעות ריבופלאבין כהפוטוסנסיטייזר, בשילוב עם אור UV, הוכח להפחית את ההדבקה של מגוון רחב של מזהמים נישאים דם פתוגניים, כולל חיידקים 3,4,8,10,19-21 .the שימוש של ריבופלאבין וUV אור להפחתת הפתוגן אינו רעיל ואינו mutagenic, ורכיבים שטופל אור ריבופלבין וUV הוכחו כבטוח למקבלי עירוי, כמו גם לאלה טיפול במוצרי דם 18. בקצרה, מולקולות ריבופלאבין יכולות לקשר עם חומצות הגרעין (DNA ו- RNA) של חיידקים, טפילים, וירוסים וכל תא גרעיני (למשל תאי דם לבנים). חשיפה לאור UV מפעילה ריבופלאבין, גרימת שינוי כימי לקבוצות פונקציונליות של חומצות גרעין (בעיקר בסיסי גואנין), ובכך למנוע שכפול ו / או שעתוק של חומצות גרעין ועוזב את האורגניזם מומת 13. תאי Anucleated כמו צלחתמאפשר לי ותאי דם אדומים אינם מושפעים מכימית ריבופלאבין בשל חוסר חומצות גרעין.
עבודה קודמת עם טכנולוגיית אור ריבופלבין וUV מוערכת קבוצה נבחרת של חיידקים באמצעות עיצוב ניסיוני שנועד לחקות מוצר טסיות דם מזוהם עם רלוונטי קליני עומס חיידקים (<20 CFU / מוצר) 8. מטרת המחקר הייתה להעריך את תהליך אור ריבופלבין וUV נגד זיהום חיידקים גבוה כייל (> 1.0 x 10 5 CFU / ml) במוצרים של טסיות דם שטופלו בפלזמה כדי למדוד את יכולת הפחתת חיידקים הכוללת של המערכת. בהתבסס על נתונים שנאספו ממחקרי hemovigilance 1, פנל של אורגניזמים חיוביים שליליים וגרמו גרם נפוץ המתרחשים נבחר להערכה במחקר זה וכלל את המינים הבאים: Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus aureus, סטרפטוקוקוס mitis, pyogenes סטרפטוקוקוס, marcescens Serratia, Yersinia enterocolitica ,neotomae Brucella, cereus Bacillus (טופס וגטטיבי), Esherichia coli, Pseudomonas aeruginosa וKlebsiella pneumoniae. כל היצורים, למעט ב cereus, התקבל מATCC ועדיפות הונחה על קבלת זני חיידקים שזוהו כמבודד ממרכיבי דם. ב cereus נבדק במחקר זה הוא זן קליני המבודדים פנימי ממוצר טסיות דם מזוהם.
Protocol
Representative Results
Discussion
הקרנת חיידקים הפכה מנהג נפוץ במוסדות בנקאיים דם ולמקומות רבים היא משמשת כשיטת העיקרית למניעת עירוי של טסיות דם מזוהמים bacterially. למרות שבדרך כלל הקרנת חיידקי מודעות חרם רוב חיידקים שליליים גרם גדלו במהירות כמו ס marcescens, א ' coli וא cloacae, זה נאבק כדי לזהות חיידקים חיוביים גרם גדלו איטי כמו ס aureus, spp סטרפטוקוקוס. וס epidermidis 8. למרבה הצער, חיידקים החיוביים אלה שלוש גרם הם מעורבים בלמעלה מ 50% מכלל היחידות של טסיות דם המזוהמים והעירוי של מוצרי טסיות דם המכילים שלושת אורגניזמים אלה הובילו לתמותת חולה 1.
הקרנת חיידקים מסתמכת על כייל החיידקים במוצר טסיות דם להיות גבוה מספיק מספיק כדי שאורגניזם אחד לפחות הוא הכיל בתוך מדגם ההקרנה 4-8 מיליליטר הטיפוסי. אם כייל החיידקים הוא לא מספיק גבוה לחיידק להיות בשבי 4-8 מיליליטר נפח הדגימה, היחידה מסומנת באופן שגוי כשלילית והוא שוחרר לעירוי. גישה חלופית להקרנת חיידקים יכולה להיות להעסיק תהליך יזום שיכול להתבצע על כל היחידות של טסיות דם וזה יכול להפוך את אורגניזמים מזהמים כמו שאינו פונקציונלי.
במחקר זה, titers הגבוה של חיידקים נוספו בכוונה ליחידות של טסיות דם על מנת לבחון את יכולת ההפחתה הכוללת של תהליך הפחתת הפתוגן אור ריבופלבין וUV. למרות עומסי חיידקים שנבדקו במחקר זה עולה בהרבה על אלה בדרך כלל נמצאים במוצרי דם בעת התרומה, מחקר זה מסייע להוכיח שתהליך ריבופלבין ואור UV יכול להפחית באופן משמעותי את כייל של חיידקי קיימא ביחידת טסיות דם מזוהם ב 2.6-5.4 יומן (הפחתת 99.7-99.9996% מזיהום חיידקים) (איור 2). כדי להשיג Accuraערך הפחתת יומן te, זה קריטי, כי יש לי המפעיל טכניקת aseptic טובה יחד עם כישורי pipetting מדויקים בעת ביצוע צעדי כייל חיידקים. pipetting מדויק בעת ביצוע דילולים סדרתי יכול להוביל להצטברות של שגיאות, כך מדידת כייל לא מדויקת.
הנתונים שנאספו במחקר זה תומך בעבודה קודמת עם ריבופלבין ואור UV, שקרא תיגר על המערכת נגד רמה נמוכה, בקטרמיה הרלוונטית קליני (<20 CFU / יחידה). המחקר קודם שנועד לחקות אירוע זיהום קליני בפועל והתוצאות הראו ריבופלבין ואור UV היה יעיל במניעת התפתחות חיידקים על פני תקופת אחסון טסיות 7 הימים. דוגמנות מבוססת על נתונים מהמחקר הקודם מצביעה על כך שהערכות הסיכון הנוכחיות של זיהום חיידקים של מוצרי טסיות דם יכולות להיות מופחתות על ידי ככל 98% מהרמות הנוכחיות 8. תהליך אור ריבופלבין וUV משווה לטובה למסך חיידקיםING, שרק הוכיח יעילות של 66% לזיהוי זיהום חיידקים ביחידות של טסיות דם כאשר קראו תיגר עם עומס חיידקים רלוונטי קליני 8.
כמו בכל הטכנולוגיות, טיפול PRT של מוצרי טסיות דם למניעת סיבוכים הקשורים ליחידות של טסיות דם מזוהמות bacterially יש מגבלות. מערכות PRT אינן יעילות נגד חיידקי נבגים ולא להשבית רעלן פנימי, ובכך גם אם מערכת PRT יכול להשבית titers הגבוה של חיידקים שליליים גרם רעלן פנימי שנותר עדיין יכול לגרום להלם ספטי בנמען. PRT מבוצע הטוב ביותר מוקדם במהלך אחסון לפני החיידקים יכולים להפיץ לtiters הגבוה.
לסיכום, כפי שהודגם על ידי השילוב של שני המחקרים הללו, תהליך ריבופלבין ואור UV הוא יעיל בהפחתת עומסי חיידקים של שני אורגניזמים החיוביים גרם שלילי וגרם ועשויה להציע חלופה להקרנה בקטריאלי. treatin באופן שגרתימוצרי טסיות דם גרם עם אור ריבופלבין וUV יש גם יתרון הנוסף של הפחתת שידור הפוטנציאל של סוכני דם נישא אחרים כמו וירוסים וטפילים.
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors have no acknowledgements.
Materials
| Mirasol Illuminator | Terumo BCT | N/A | |
| Mirasol Treatment/Storage Bag | Terumo BCT | N/A | |
| Hematology Analyzer | Beckman-Coulter | Ac•T diff | |
| Blood Gas Analyzer | Siemens | RapidLab 1265 | |
| Sterile Docking Device | Terumo BCT | TSCD | |
| Platelet Incubator | Helmer | PC2200 | |
| Orbital Incubator Shaker | Lab-Line | 4628 | |
| Dry Incubator | Fisher | Iso-temp | |
| Class II A/B3 Biosafety Cabinet | Thermo-forma | 1286 | |
| Tubing Sealer | Sebra | Smart Sealer II | |
| Table Top Centrifuge | IEC | Centra GP8R | |
| 10 mL Syringe | BD | 309604 | |
| 30 mL Syringe | BD | 309650 | |
| 5 mL Dilution Tube | VWR | 211-0058 | |
| 50 mL Conical Tube | Corning | 430290 | |
| Micropipette | Gilson | P-200 | |
| Micropipette | Rainin | R-200 | |
| Repeat Pipette | Eppendorf | 4780 | |
| 1-200 µL Filter Tip | Costar | 4810 | |
| 25 mL Disposable Serrological Pipette | Costar | 4489 | |
| 5 mL Disposable Serrological Pipette | Costar | 4487 | |
| 35 mL 500 µM Riboflavin | Terumo BCT | 35 mL 500 µM | |
| Brucella Agar with 5% Horse Blood | BBL | 221547 | |
| Brain Heart Infusion | Teknova | B9993 | |
| Peptone Water | BD | 257087 | |
| Trypticase Soy Broth | BD | 299113 | |
| Trypticase Soy Agar | Remel | R01917 | |
| Heat Inactivated Horse Serum | Gibco | 26050 |
Referenzen
- Brecher, M. E., Hay, S. N. Bacterial contamination of blood components. Clin. Microbiol. Rev. 18 (1), 195-204 (2005).
- Brecher, M. E., Holland, P. V., Pineda, A. A., Tegtmeier, G. E., Yomtovian, R. Growth of bacteria in inoculated platelets: implications for bacteria detection and the extension of platelet storage. Transfusion. 40 (11), 1308-1312 (2000).
- Cardo, L. J., et al. Pathogen inactivation of Leishmania donovani infantum in plasma and platelet concentrates using riboflavin and ultraviolet light. Vox Sang. 90 (2), 85-91 (2006).
- Cardo, L. J., Salata, J., Mendez, J., Reddy, H., Goodrich, R. Pathogen inactivation of Trypanosoma cruzi in plasma and platelet concentrates using riboflavin and ultraviolet light. Transfus. Apher. Sci. 37 (2), 131-137 (2007).
- Dodd, R. Y. Current viral risks of blood and blood products. Ann. Med. 32 (7), 469-474 (2000).
- Dodd, R. Y. Bacterial contamination and transfusion safety: experience in the United States. Transfus. Clin. Biol. 10 (1), 6-9 (2003).
- Dumont, L. J., et al. Screening of single-donor apheresis platelets for bacterial contamination: the PASSPORT study results. Transfusion. 50 (3), 589-599 (2010).
- Goodrich, R. P., Gilmour, D., Hovenga, N., Keil, S. D. A laboratory comparison of pathogen reduction technology treatment and culture of platelet products for addressing bacterial contamination concerns. Transfusion. 49 (6), 1205-1216 (2009).
- Greco-Stewart, V. S., et al. Serratia marcescens strains implicated in adverse transfusion reactions form biofilms in platelet concentrates and demonstrate reduced detection by automated culture. Vox Sang. 102 (3), 212-220 (2012).
- Keil, S. D., et al. Inactivation of Plasmodium spp. in plasma and platelet concentrates using riboflavin and ultraviolet light. Transfusion. 53 (10), 2278-2286 (2013).
- Kleinman, S., Chan, P., Robillard, P. Risks associated with transfusion of cellular blood components in Canada. Transfus. Med Rev. 17 (2), 120-162 (2003).
- Larsen, C. P., Ezligini, F., Hermansen, N. O., Kjeldsen-Kragh, J. Six years’ experience of using the BacT/ALERT system to screen all platelet concentrates, and additional testing of outdated platelet concentrates to estimate the frequency of false-negative results. Vox Sang. 88 (2), 93-97 (2005).
- Mundt, J. M., Rouse, L., Van den Bossche, J., Goodrich, R. P. Chemical and Biological Mechanisms of Pathogen Reduction Technologies. Photochem. Photobiol. , (2014).
- Murphy, W. G., et al. Screening platelet concentrates for bacterial contamination: low numbers of bacteria and slow growth in contaminated units mandate an alternative approach to product safety. Vox Sang. 95 (1), 13-19 (2008).
- Brien, S. F., et al. Current incidence and residual risk of HIV, HBV and HCV at Canadian Blood Services. Vox Sang. 103 (1), 83-86 (2012).
- Pearce, S., Rowe, G. P., Field, S. P. Screening of platelets for bacterial contamination at the Welsh Blood Service. Transfus. Med. 21 (1), 25-32 (2011).
- Ramirez-Arcos, S., Kou, Y., Perkins, H. Evaluation of a universal point-of-issue assay for bacterial detection in buffy coat platelet components. Vox Sang. 107 (2), 192-195 (2014).
- Reddy, H. L., et al. Toxicity testing of a novel riboflavin-based technology for pathogen reduction and white blood cell inactivation. Transfus. Med. Rev. 22 (2), 133-153 (2008).
- Ruane, P. H., et al. Photochemical inactivation of selected viruses and bacteria in platelet concentrates using riboflavin and light. Transfusion. 44 (6), 877-885 (2004).
- Tonnetti, L., Proctor, M. C., Reddy, H. L., Goodrich, R. P., Leiby, D. A. Evaluation of the Mirasol pathogen reduction technology system against Babesia microti in apheresis platelets and plasma. Transfusion. 50 (5), 1019-1027 (2010).
- Vanlandingham, D. L., et al. Photochemical inactivation of chikungunya virus in plasma and platelets using the Mirasol pathogen reduction technology system. Transfusion. 53 (2), 284-290 (2013).
- Walther-Wenke, G., et al. Monitoring bacterial contamination of blood components in Germany: effect of contamination reduction measures. Vox Sang. 100 (4), 359-366 (2011).
