DISCUSSION
In deze studie pasten we locatiespecifieke laboratoriumcriteria toe en keken we de dossiers na om de klinische betekenis te bepalen van verdachte isolaten van commensale bacteriën die uit patiëntstalen werden gekweekt. De identificatie van een bekend pathogeen in een klinisch monster rechtvaardigt een rapport aan de behandelende clinicus waarin het organisme duidelijk wordt geïdentificeerd, en dit helpt op zijn beurt bij het nemen van beslissingen over de behandeling en de verzorging van de patiënt (10). De klinisch microbioloog wordt echter vaak geconfronteerd met moeilijkere scenario’s, zoals de vraag wat aan de clinicus te rapporteren wanneer het verdachte bacteriële isolaat een bestanddeel is van de inheemse flora met beperkte gegevens om zijn pathogene rol te ondersteunen. De meeste van deze organismen worden niet in verband gebracht met infectie; het onderscheid tussen commensaal en pathogeen ligt echter op een continuüm dat grotendeels wordt bepaald door de immuunstatus van de gastheer en de toegang tot geschikte groeiomstandigheden (2). Deze slinger slaat steeds meer door naar pathogenese bij patiënten met iatrogene ingrepen, talloze comorbiditeiten en secundaire immunodeficiëntie (2). Er zijn meer studies nodig om zeldzame bacteriesoorten te identificeren die geassocieerd zijn met infectie op bepaalde plaatsen. Het niet onderkennen van het belang van deze zeldzame pathogenen heeft een negatieve invloed op de patiëntenzorg. Tot voor kort werd bijvoorbeeld de isolatie van C. kroppenstedtii uit borstwonden universeel aan behandelende clinici gemeld als een “difteroïde”. Het spreekt vanzelf dat de melding van difteroïden wijst op een “normale flora” en de bezorgdheid van de behandelende arts over infectie vermindert. Dit leidde vaak tot het gebruik van steroïden om de ontsteking te temperen en een vertraging van de juiste antibiotica om C. kroppenstedtii mastitis te behandelen, wat resulteerde in een ergere ziekte (11, 12).
MALDI-TOF MS heeft een revolutie teweeggebracht in vele aspecten van de klinische microbiologie, waaronder routinematige identificatie op soortniveau van verdachte diphtheroïde isolaten en het opzetten van datasets voor klinisch onderzoek (13, 14). De huidige studie werd uitgevoerd om de rol van difteroïden als potentiële pathogenen te identificeren, en hoewel we aantonen dat 82% van de verdachte difteroïde isolaten niet aan de criteria voor echte infectie voldeden, waren de resterende 18% klinisch significant, waardoor rapportage op soortniveau aan behandelende clinici gerechtvaardigd is. Onze bevindingen zijn consistent met een recent rapport over difteroïden in bloed waarbij 56% van de isolaten als potentiële contaminanten werden geïdentificeerd (13). Om routinematig potentiële ziekteverwekkers te identificeren, bevelen wij aan dat alle diphtheroïde-achtige isolaten die predominant of zuiver in kweek zijn, tot op soortniveau worden geïdentificeerd via MALDI-TOF MS of 16S rRNA-sequencing. De gegevens van de directe Gram-kleuring moeten worden onderzocht op het moment van aflezen van de plaat om het pretest-verdenking van infectie bij te stellen. Bijvoorbeeld, een directe Gram-kleuring met overvloedige pleomorfe Gram-positieve staven als overheersende of eenzame morfologie moet de verdenking van een mogelijke rol in de infectie doen toenemen en de drempel verlagen om isolaten met een grens in overvloed te selecteren voor identificatie op soortniveau. Identificatie op soortniveau kan dan worden gebruikt om te bepalen of een isolaat van een bepaalde kweekplaats aan clinici moet worden gerapporteerd op soortniveau of als difteroïde. Zoals onlangs aangetoond door Patel et al. beïnvloedt de vermelding van difteroïde isolaten op soortniveau de behandelingsbeslissingen (13), en het is absoluut noodzakelijk dat de term “difteroïde” uitsluitend wordt gebruikt voor de beschrijving van goedaardige commensale flora die geïsoleerd is van plaatsen waarvan niet bekend is dat het organisme er infectie veroorzaakt. Kortom, de klinisch relevante difteroïden uit onze gegevensverzameling die rapportage op soortniveau aan de clinicus rechtvaardigen na evaluatie van klinische relevantie met behulp van monsters van wonden, omvatten alle Actinomyces-soorten, C. kroppenstedtii, C. jeikeium, C. striatum, C. tuberculostearicum, P. acnes, en P. avidum. Isolaten uit bloed die op soortniveau moeten worden gerapporteerd zijn A. schaalii, C. jeikeium, C. striatum, en D. hominis. Isolaten uit urinemonsters die gerapporteerd moeten worden zijn A. neuii, C. aurimucosum, C. coyleae, C. simulans, C. striatum, en C. urealyticum. Wij bevelen aan de detectie van C. striatum en P. acnes-isolaten uit alle CSF-shuntmonsters of uit CSF-monsters zonder shunt te rapporteren wanneer organismen en/of neutrofielen worden gedetecteerd bij directe Gram-kleuring van CSF. Wij bevelen ook aan P. acnes isolaten van het oog en steriele plaatsen te rapporteren, evenals C. striatum en M. testaceum isolaten van steriele plaatsen wanneer organismen en/of een verhoogd aantal neutrofielen worden gedetecteerd bij directe Gram kleuring.
Hoewel wij vele klinisch significante difteroïde soorten hebben geïdentificeerd, geven wij ook gegevens over isolaten die niet geassocieerd worden met echte infectie ondanks een a priori verdenking van een mogelijke betrokkenheid bij infectie. Deze gegevens moeten met voorzichtigheid worden geïnterpreteerd, omdat toekomstige studies deze organismen kunnen identificeren als zeldzame oorzaken van specifieke soorten infecties, en het rapporteringsbeleid van laboratoria vereist een voortdurende herbeoordeling van de literatuur om nieuwe ziekteassociaties te identificeren en accuraat te rapporteren. Wij bevelen daarom aan dat verdachte isolaten die als niet-pathogene soorten zijn geïdentificeerd, aan behandelende clinici worden gerapporteerd als difteroïden, zolang routinematig literatuuronderzoek wordt uitgevoerd om potentiële pathogenen uit te sluiten van de lijst van goedaardige entiteiten.
MALDI-TOF MS was in staat om de overgrote meerderheid van verdachte isolaten tot op soortniveau te identificeren, waaronder 296 Corynebacterium-soorten. 105 isolaten werden echter niet tot op soortniveau geïdentificeerd, wat gesplitste identificaties van soorten binnen het Corynebacterium-geslacht opleverde. Van deze isolaten waren er 95 met 50% gesplitste identificaties voor C. amycolatum en C. xerosis. C. xerosis is zeldzaam in klinische monsters; C. amycolatum komt echter veel voor, en daarom was het merendeel van deze isolaten waarschijnlijk C. amycolatum (2). C. amycolatum is een ziekteverwekker van zachte weefsels, bloed, steriele plaatsen en de urinewegen en is vaak multidrug resistent (MDR) (2, 15). Het niet nauwkeurig identificeren van deze organismen is een belangrijke beperking van de huidige studie, en toekomstige bioMérieux eiwitspectrum database updates moeten zich richten op het oplossen van deze onduidelijkheden. In tegenstelling, identificeerde het Bruker systeem nauwkeurig C. amycolatum isolaten uit bloed, waarvan de meeste als significant werden beschouwd door de behandelende artsen (13). Ondertussen, als MALDI-TOF MS er niet in slaagt een difteroïde isolaat te identificeren met voldoende a priori verdenking van een rol in infectie, adviseren wij 16S rRNA sequencing of identificatie via het Apycoryne biochemische identificatiesysteem (4, 16).
C. striatum vormde 20% van alle isolaten en was klinisch significant op alle plaatsen, met uitzondering van het oog. Deze resultaten zijn consistent met C. striatum als een opkomende ziekteverwekker op meerdere plaatsen en een kolonisator van verblijfplaatsen in medische hulpmiddelen (17). Multidrug resistentie en nosocomiale uitbraken zijn ook gerapporteerd (18-21). Ondanks het geringe aantal meldingen van dit organisme dat UTI’s veroorzaakt (22), voldeed 36% van de verdachte C. striatum-isolaten uit urine aan de criteria voor een echte infectie. De helft van deze isolaten was afkomstig van patiënten met verblijfskatheters of nefrostomie-buizen, wat wijst op een rol voor C. striatum biofilmvorming (18). De gegevens uit de literatuur en onze dataset ondersteunen dus de aanbeveling dat alle C. striatum-isolaten met een a priori verdenking van een rol in infectie worden gerapporteerd tot op soortniveau, ongeacht de locatie.
Onze gegevens identificeerden ook verschillende klinisch significante Corynebacterium-isolaten uit urinekweken: C. urealyticum, C. aurimucosum, C. coyleae, en C. simulans. Onze gegevens en die uit de literatuur ondersteunen de identificatie van C. urealyticum en C. aurimucosum isolaten tot op soortniveau. C. urealyticum is een bekende oorzaak van chronische UTI’s bij patiënten met urogenitale aandoeningen, gevorderde leeftijd, en immunosuppressie (4, 23). C. aurimucosum veroorzaakt bacteriëmie en wordt in verband gebracht met spontane abortussen (2). C. aurimucosum kan ook geïsoleerd worden uit urogenitale plaatsen, maar alleen casusrapporten hebben het geïdentificeerd als een pathogeen voor de urinewegen (24). In deze studie identificeerden wij 3 van 14 klinisch significante C. aurimucosum isolaten in urine. Alle patiënten hadden milde tot matige UTI-symptomen, en 2/3 van de patiënten waren >80 jaar oud met een voorgeschiedenis van recidiverende chronische UTI’s en met eerdere isolatie van bekende pathogenen. ermX-gemedieerde antibioticaresistentie kan de groei van C. aurimucosum bevorderen in de setting van eerdere antibioticabehandeling (4). Penicillineresistentie komt ook vaak voor; MDR is echter niet beschreven, en zeldzame isolaten synthetiseren een grijszwart antioxidantpigment waarvan vermoed wordt dat het een rol speelt bij virulentie (4, 25). Daarentegen moeten C. coyleae en C. simulans slechts geval per geval worden gemeld, aangezien gegevens uit de huidige literatuur een rol van deze organismen bij UTI’s niet ondersteunen, en het lage aantal isolaten in onze dataset geen definitieve conclusies ondersteunt.
Er zijn 5 medisch relevante lipofiele Corynebacterium-soorten, waaronder C. tuberculostearicum, C. jeikeium, C. urealyticum, en C. kroppenstedtii in wonden en C. macginleyi in het bindvlies (2). Onze gegevens en die uit de literatuur ondersteunen de rapportage van deze weke delen pathogenen wanneer ze geïsoleerd zijn uit wonden, en gegevens uit de literatuur ondersteunen de rapportage van C. macginleyi wanneer deze geïsoleerd is uit het bindvlies (26). Van C. tuberculostearicum is bekend dat het meerdere plaatsen infecteert, waaronder vetrijk borstweefsel, en C. jeikeium veroorzaakt bacteriëmie en wondinfecties (2, 12). In deze studie werden beide soorten geassocieerd met diabetische ulcera. C. kroppenstedtii is nu een erkende oorzaak van infectieuze mastitis, en onze gegevens tonen aan dat 100% van de isolaten uit de borst significant waren (12). Alle 5 beschikbare biopsiemonsters van deze patiënten waren consistent met een uniek histopathologisch patroon, cystische neutrofiele granulomateuze mastitis genoemd, waarbij bacteriën grote cystische ruimten bezetten tegen een achtergrond van granulomateuze ontsteking met variabele neutrofiele infiltraten (27). C. kroppenstedtii mastitis presenteert zich als een chronische inflammatoire borst laesie die auto-immuunziekte en inflammatoire borstkanker nabootst, wat aanleiding geeft tot een biopsie (27). De bekendheid met deze histopathologische entiteit is echter onvoldoende, en het is noodzakelijk dat klinisch microbiologen hun collega’s en coassistenten voorlichten over nieuwe ziekte associaties, zoals C. kroppenstedtii mastitis, met karakteristieke histopathologische bevindingen (27). In overeenstemming met gegevens uit verschillende recente rapporten, waren 7 van de 9 patiënten in onze studie van Hispanic afkomst (11, 12, 28-33). Deze associatie kan te wijten zijn aan multipariteit, borstvoeding, lage sociaaleconomische status, of geboorte buiten de Verenigde Staten met geografische variatie in huidflora (1).
D. hominis en M. testaceum veroorzaken wondinfecties en bacteriëmie, en Trueperella-soorten worden geassocieerd met gemengde anaerobe abcessen (2, 4, 34). Onze gegevens zijn consistent met in de literatuur gerapporteerde gegevens, en uitgaande van voldoende a priori verdenking van betrokkenheid bij infectie, bevelen wij identificatie op soortniveau van deze organismen aan bij behandelende clinici.
P. acnes is een oorzaak van acne vulgaris, bacteriëmie, endocarditis, wondinfecties, osteomyelitis, en keratitis (6, 35), en biofilmvorming resulteert in kolonisatie van medische hulpmiddelen (6, 36). Onze gegevens tonen aan dat P. acnes de meest frequent geïsoleerde soort was, die 33% van alle isolaten uitmaakte, met een betrokkenheid van alle kweeksoorten behalve urine, waarschijnlijk als gevolg van de kortere incubatietijd van deze kweken. Klinisch significante isolaten werden ook geïdentificeerd in wondmonsters, CSF, oogheelkundige monsters, en steriele plaatsen. Opmerkelijk is dat er geen significante isolaten werden geïdentificeerd in bloed. Interessant is dat biofilmvorming waarschijnlijk essentieel was voor P. acnes-infectie van CSF bij 2/2 patiënten met ventriculaire shunts, één gewricht bij een patiënt met eerdere Staphylococcus-betrokkenheid, en een contactlensdrager die keratitis had. In tegenstelling tot veel organismen binnen de difteroïden classificatie, staat P. acnes bij clinici bekend als een commensaal organisme met een laag pathogeen potentieel dat in staat is tot sluipende infecties in de juiste setting (6). Deze infectiescenario’s die de pathogeniciteit van P. acnes bevorderen, zoals ruggengraatbeslag bij een patiënt met positieve wondkweken, zijn niet altijd gemakkelijk zichtbaar voor de laborant tijdens de workup van isolaten. Daarom bevelen wij aan dat alle verdachte P. acnes isolaten van welke locatie dan ook worden gerapporteerd met de soortnaam zodat clinici de betekenis ervan kunnen bepalen. P. avidum veroorzaakt soortgelijke oppervlakkige huidlaesies en moet ook tot op soortniveau worden geïdentificeerd wanneer het uit wondmonsters wordt geïsoleerd.
Veel Gram-positieve anaerobe Actinomyces-soorten zijn commensale organismen die vaak uit klinische monsters worden geïsoleerd in associatie met andere bacteriën (1, 5). Deze polymicrobiële infecties bemoeilijken de interpretatie van Gram-kleuring en -kweek; wanneer ze echter worden geïsoleerd met een a priori vermoeden van een rol in de infectie van wondmonsters, bevelen wij de identificatie van alle Actinomyces-isolaten tot op soortniveau aan. In overeenstemming met gegevens in de literatuur, identificeerden onze gegevens klinisch significante wondinfecties door A. europaeus, A. meyeri, A. neuii, A. odontolyticus, A. radingae, en A. turicensis (5). A. neuii isolaten waren bovendien klinisch significant in urineweginfecties, en A. viscosus werd in verband gebracht met echte infectie in een enkel monster uit het oog. In tegenstelling tot andere Actinomyces-soorten is A. neuii een niet vertakkende kleine staaf die vaak verkeerd wordt geïdentificeerd als een Corynebacterium-soort (4, 5). Verbeterde detectie van A. neuii via MALDI-TOF MS heeft geleid tot de recente erkenning van dit organisme als een pathogeen voor weke delen (5, 37). In de literatuur zijn echter weinig of geen infecties van de urinewegen gedocumenteerd. Wij hebben aangetoond dat A. neuii de enige Actinomyces-soort was die uit urine werd geïsoleerd en dat 3/14 isolaten klinisch significant waren en geassocieerd werden met stenen en katheterisatie die milde tot matige UTI-symptomen veroorzaakten. Er zijn 2 ondersoorten van A. neuii, A. neuii subsp. neuii en A. neui subsp. anitratus (38). A. neuii subsp. anitratus dankt zijn naam aan zijn onvermogen om nitraat te reduceren (38). A. neuii subsp. neuii is daarentegen een nitraatreducent, en de resultaten van gemengde urineonderzoeken wijzen erop dat beide ondersoorten pathogenen voor de urinewegen zijn. Wij bevelen daarom aan om verdachte A. neuii isolaten uit urine tot op soortniveau te identificeren. Rapportage van ondersoorten kan in de toekomst klinisch nuttig blijken.
Actinotignum schaalii, voorheen Actinobaculum schaalii, is fylogenetisch nauw verwant aan de Actinomyceten en is een opkomend uropathogeen bij patiënten > van 60 jaar met onderliggende medische aandoeningen die urosepsis en wondinfecties veroorzaken (4, 5). Onze bevindingen van klinisch significante A. schaalii isolaten uit bloed zijn consistent met gegevens in de literatuur, en wij bevelen de identificatie van A. schaalii isolaten tot op soortniveau aan, vooral wanneer gedetecteerd in bloed of urine (9, 39).
In samenvatting, technologische vooruitgang zoals MALDI-TOF MS maakt routinematige identificatie op soortniveau van veel bacteriën in het klinisch microbiologisch laboratorium mogelijk, en nauwkeurige identificatie is essentieel om de rol van deze organismen in menselijke infecties te bestuderen (14). In toenemende mate worden commensale bacteriën geïdentificeerd als klinisch significant bij specifieke soorten infecties, en laboranten moeten de rapportage-algoritmen voortdurend bijwerken om potentiële pathogenen uit te sluiten van de difteroïde classificatie (2, 13). Naarmate de bevolking veroudert, met een toename van het aantal immunosuppressieve gastheren, zal het aantal infecties veroorzaakt door deze opportunistische pathogenen die in ons microbioom verblijven naar verwachting dienovereenkomstig stijgen (2). Het is dus essentieel voor de klinisch microbioloog om diphtheroïden van geval tot geval te benaderen met identificatie op soortniveau en rapportage als de bijbehorende microbiologische en klinische parameters verdenking van echte infectie doen rijzen.