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Bibliographic Metadata

Title
Evaluierung des strukturaufklärenden Verfahrens MALDI-TOF-Massenspektrometrie in der Identifizierung von filamentösen Schimmelpilzen / eingereicht von Thuy Huyen Le
Additional Titles
Evaluation of MALDI-TOF mass spectrometry for identification of filamentous fungi
AuthorLe, Thuy Huyen
Thesis advisorWillinger, Birgit
Published2018
Description73 Blatt
Institutional NoteMedizinische Universität Wien, Diplomarb., 2018
Annotation
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
Date of SubmissionApril 2018
LanguageGerman
Document typeThesis (Diplom)
Keywords (DE)MALDI-TOF-MS / Bruker Filamentous Fungi Library 1.0 / Diagnostik / Identifizierung / filamentöse Schimmelpilze
Keywords (EN)MALDI-TOF-MS / Bruker Filamentous Fungi Library 1.0 / diagnostic toll / identification / filamentous fungi
URNurn:nbn:at:at-ubmuw:1-13388 Persistent Identifier (URN)
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 The work is publicly available
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Evaluierung des strukturaufklärenden Verfahrens MALDI-TOF-Massenspektrometrie in der Identifizierung von filamentösen Schimmelpilzen [1.66 mb]
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Classification
Abstract (German)

Hintergrund: Schimmelpilze begegnen uns als Ursache einer Vielzahl von Erkrankungen im klinischen Alltag und können lebensbedrohliche Formen von Mykosen verursachen. Steigende Inzidenzzahlen, sowie zunehmende Resistenzen gegenüber Antimykotika geben aktuell Grund zur Sorge. Das zeitnahe Erlangen wichtiger Informationen über Erreger ist daher von höchster Priorität und stellt die Hauptaufgabe der mikrobiologischen Diagnostik dar. Allerdings ist die Erstellung einer exakten Diagnose nicht immer problemlos, da Untersuchungsmethoden, wie Kulturverfahren, Antigennachweis oder molekulargenetische Methoden in der Routine Limitationen zeigen.

Seit einigen Jahren hat sich ein völlig neuartiger Ansatz im diagnostischen Bereich etabliert, die Matrix-unterstützte Laser-Desorption/Ionisation time of flight Massenspektrometrie (MALDI-TOF-MS). Ein Verfahren, welches sich durch eine einfache und schnelle Probenidentifikation kennzeichnet [11].

Zielsetzung: Ziel dieser Studie ist es, die MALDI-TOF-MS Performance des Bruker Biotypers sowie die Aussagekraft der kommerziell erhältlichen Filamentous Fungi Library 1.0-#700281 zur Identifikation von Schimmelpilzen zu bewerten. Ergebnisse sollen anhand vorangegangener Sequenzierung und konventioneller Bestimmung überprüft und schließlich deren Stellenwert in der mikrobiologischen Routine-Diagnostik beurteilt werden. Eine Literaturrecherche zur MALDI-TOF-MS in der mikrobiellen Diagnostik soll anschließend zur Diskussion anregen.

Methodik: Insgesamt 322 Stämme der Abteilung für Klinische Mikrobiologie des Klinischen Instituts für Labormedizin wurden im Zeitraum von 3 Monaten mittels Bruker Biotypers sowie der Filamentous Fungi Library 1.0 analysiert. Anhand verfügbarer MALDI- TOF Literatur wurden die Resultate zur Beurteilung der MALDI-Performance reflektiert.

Ergebnisse: Insgesamt konnten 63,0% (203/322) aller Proben mittels Biotyper auf Spezieslevel identifiziert werden. Von 13 „Nicht-Identifikationen“ waren 11 nicht in der Datenbank enthalten. Ferner wurden 12 Proben missidentifiziert. Durch die Anpassung des Cut-Offs auf 1.7 konnte ein Anstieg der ID-Rate auf 91,2% erzielt werden, bei parallelem Anstieg der Missidentifikations-Rate von 2,2% auf 4,3%.

Schlussfolgerung: Die MALDI-TOF-MS stellt ein zuverlässiges Verfahren in der Identifikation von Schimmelpilzen dar, das aber durchaus noch Optimierungsbedarf zeigt. Senkungen des Cut-Off Wertes führen signifikant zu besseren Identifikations-Raten. Um ein möglichst breites Spektrum zu erfassen und Nicht-Identifikationen zu reduzieren, bedarf es einer stetigen Erweiterung und Anpassung der Bruker Filamentous Fungi Referenzdatenbank

Abstract (English)

Background: Filamentous fungi encountered in daily clinical practice can cause life- threatening forms of mycosis in immunocompromised people. An emerging rise in mycosis- incidences as well as a high level in antifungal resistance give reasons to concern. High costs in health system, additionally severe complications leading to death may be the results of a fungal infection. Timely and accurate diagnostics are therefore the main task of the clinical microbiology to initiate an adequate therapy. An optimal clinical management is required in order to prevent morbidity and mortality.

Mould infections can be diagnosed with different diagnostic methods, such as microscopy, serologic or molecular genetic techniques. Unfortunately making diagnosis can be hindered by some limitations in the routine laboratory.

During the last years a new diagnostic approach has been introduced into microbiology, the Matrix-assisted Laser-Desorption/Ionization time of flight Mass Spectroskopy (MALDI-TOF- MS). A new technique with accurate and easy handling.

Aim of the study: The aim of the study is to evaluate the performance of the Bruker Biotyper using the first commercial Bruker Filamentous Fungi Library 1.0-#700281.

In order to evaluate this conducted study, results were compared to recent publications addressing MALDI-TOF-MS for identification of moulds.

Material and Methods: During 3 months 322 mould isolates from the clinical Institute of Laboratory were analysed and compared to sequenced reference-strains from the routine laboratory using the Bruker Biotyper and the Filamentous Fungi Library 1.0. A following reflection was made with available literature on Pubmed.

Results: Using the manufactures recommended Species-Cut-Off 2.0, 63,0% (203/322) of the isolates could be correctly identified to the species level. From 13 Non-Identification 11 were not presented in der Bruker Filamentous Fungi Library. Furthermore, 12 Isolates were misidentified. After lowering the Cut-Off Level from 2.0 to 1.7, 295 (91,2%) of the 322 moulds samples could be identified.

At the same time misidentification rates increases from 8 (2,2%) to 14 (4,3%).

Conclusion: MALDI-TOF-MS using the Bruker Biotyper and Filamentous Fungi Library 1.0 is a reliable tool for identification of moulds. By reducing the species Cut-Off Score Identification rates can be improved. Furthermore, the filamentous fungi database must be expanded, in order to cover o broad range of filamentous fungi and to reduce the number of Non-Identifications.

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