$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
S. aureus is een wijdverspreide Gram-positieve voorwaardelijke ziekteverwekker die het neusslijmvlies van gezonde individuen koloniseert 1,2. Wanneer de immuniteit van de gastheer in het gedrang komt, kan dit lokale huidinfecties, diepe weefselinvasie of systemische ziekten veroorzaken (bijv. longontsteking, endocarditis, osteomyelitis en bacteriëmie)3. Methicilline, een semisynthetische penicilline, werd in 1959 klinisch toegepast voor S. aureus-infecties, en twee jaar later dook MRSA op in het VK en verspreidde zich snel naar Europese landen, waaronder Denemarken, Frankrijk en Zwitserland4. MRSA-resistentie tegen β-lactam-antibiotica bemoeilijkt niet alleen de klinische behandeling, maar verhoogt ook het infectierisico aanzienlijk5. Meerdere factoren, waaronder oncontroleerbare kolonisatie/verspreiding, hoge preventiekosten en overmatig gebruik van antibiotica, hebben gezamenlijk de MRSA-infectiepercentages opgedreven6. Vanwege de snelle overdracht en complexe resistentiemechanismen worden MRSA-infecties in verband gebracht met hoge sterftecijfers, met bijna 150.000 gemelde gevallen en >7.000 sterfgevallen per jaar in EU-landen7. Volgens surveillancegegevens van CHINET zijn de MRSA-infectiepercentages in China de afgelopen vijf jaar boven de 30% gebleven8. Het hoge risico op nosocomiale kruisbesmetting verhoogt de lasten voor de volksgezondheid verder en belast de gezondheidszorgstelsels 9,10. Daarom is de ontwikkeling van efficiënte en nauwkeurige snelle MRSA-detectietechnologieën klinisch urgent voor het bereiken van een vroege diagnose, gepersonaliseerde therapie, het verminderen van mortaliteit en het onderbreken van transmissieketens.
De huidige detectietechnologieën voor S.aureus en MRSA bestrijken meerdere gebieden, waaronder fenotypische detectie, genomische detectie, transcriptomische detectie, proteomische detectie, massaspectrometrietechnologie en op bio-informatica gebaseerde analyses11.
Fenotypische detectiemethoden, zoals de schijfdiffusiemethode (KB-methode) en de minimale remmende concentratiemethode (MIC-methode), worden aanbevolen als "gouden standaarden" door het Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) en het Europees Comité voor antimicrobiële gevoeligheidstests (EUCAST). Deze methoden hebben het voordeel dat er geen gespecialiseerde instrumenten nodig zijn, omdat ze veel worden gebruikt voor bewaking van het resistentiespectrum en epidemiologisch onderzoek. Hun nadelen zijn echter ook duidelijk: lange kweekperioden (meer dan 24 uur) en de resultaten van de KB-methode voor sommige nieuwe antibiotica vereisen validatie door MIC-waarden, waarbij de resultaten voor breekpuntstammen gevoelig zijn voor menselijke factoren12,13.
Van de detectiemethoden op genoomniveau heeft conventionele PCR de kenmerken van hoge gevoeligheid en sterke specificiteit, waardoor een voorlopige beoordeling van de resistentie mogelijk is en de experimentele tijd wordt verkort, met lage kosten en hoge efficiëntie. Maar de beperkingen liggen in het kunnen detecteren van alleen bekende resistentiegenen en het vertrouwen op gespecialiseerde instrumenten14. Het mechanisme van microbiële resistentie is zeer complex, waardoor het van cruciaal belang is om technische methoden te ontwikkelen die onbekende resistente fenotypes kunnen dekken en snelle identificatie mogelijk maken. De opkomende GoPhAST-R-technologie (Combined genotypic and fenotypic AST through RNA detection) bepaalt resistentiefenotypes door mRNA-expressieniveaus te detecteren, waardoor gelijktijdige detectie van verschillende resistentiegerelateerde genen in meerdere pathogenen mogelijk is, de experimentele doorlooptijd wordt verkort en een nauwkeurigheid van 94-99% wordt bereikt in combinatie met machine learning15.
Onder de detectiemethoden op proteomisch niveau is de PBP2a-latexagglutinatiemethode gebaseerd op antigeen-antilichaamspecifieke binding, met eenvoudige bediening en snelle resultaten, met een hoge specificiteit en gevoeligheid voor MRSA. Er kan echter geen onderscheid worden gemaakt tussen verschillende soorten stafylokokken en de detectiegevoeligheid van in de handel verkrijgbare kits is enigszins afgenomen, waardoor na inductie met oxacilline8 opnieuw moet worden getest.
MALDI-TOF MS-gebaseerde detectiemethoden, zoals de DOT-MGA (DNA Oligonucleotide Tag-Microarray Detection of Genomic Amplification) methode, bereiken optimale analytische prestaties na 6-8 uur incubatie, met een detectiepercentage van maar liefst 96,4%, en zowel de gevoeligheid als de specificiteit zijn 100%. Maar de kosten zijn hoog en de beperkte posities op de doelplaat maken het moeilijk om honderden monsters tegelijkertijd te detecteren16,17.
Onder de bio-informatica-analysetechnologieën in combinatie met omics-gegevens voor resistentievoorspelling, onderscheidt de sequencingtechnologie van het hele genoom zich door zijn hoge resolutie en uitgebreide informatie-analysemogelijkheden. In combinatie met databases voor resistentiegenanalyse zoals Resfinder, kan het analyseren of stammen specifieke resistentiegenen dragen, resistentiepotentieel voorspellen, single-nucleotide polymorfismen (SNP's) en resistentie-geassocieerde genmutanten detecteren, terwijl het de opslag en heranalyse van gegevens van het hele genoom ondersteunt18. Deze methode vereist echter bediening door professionals met een bio-informaticaachtergrond, wordt zelden gebruikt bij dagelijkse tests en wordt vaak gebruikt voor epidemiologische analyse of moleculaire surveillance van ziekteverwekkers19.
De bovengenoemde methodologieën zijn ofwel hoog in kosten, tijdrovend of bevinden zich nog in de onderzoeks- en ontwikkelingsfase. Klinisch gezien is er dringend behoefte aan een oplossing die een evenwicht vindt tussen "directheid" en "nauwkeurigheid" - een nieuwe multiplex fluorescerende PCR-technologie vult deze leemte op door gelijktijdig nuc/mecA-genen in een enkele buis te amplificeren, waardoor de detectiecyclus wordt gecomprimeerd tot 1 uur. Het overbrugt nauwkeurig het tijdsbestekgat in het traditionele proces van "noodscreening - resistentietypering" en biedt een tijdefficiënter moleculair diagnostisch hulpmiddel voor de preventie en bestrijding van nosocomiale infecties. Deze specifieke PCR-test wordt voornamelijk gebruikt voor de detectie van respiratoire monsters, met sputummonsters als typisch voorbeeld. Het vertoont een gevoeligheid van 500 kopieën/ml en een hoge specificiteit, terwijl het niet wordt aangetast door antibacteriële middelen. Vanwege deze gunstige prestatiekenmerken heeft deze PCR-test een substantiële toepassingswaarde voor de diagnose van luchtweginfecties en de bewaking van nosocomiale infecties veroorzaakt door MRSA.