Identification of Staphylococci by Polymerase Chain Reaction Directly from a Positive Blood Culture and Effect on Patient Care

Abstract

Background: As one of the most common bloodstream infections worldwide, Staphylococcus aureus bacteremia places a major burden on health care. Implementation of a rapid, genetic-based diagnostic test may have important implications in the clinical management of patients with S. aureus bacteremia.

Objectives: The primary objective was to assess concordance between testing based on polymerase chain reaction (PCR) and the current gold standard, culture and sensitivity testing; the secondary objective was to assess the impact of this technology on patient care.

Methods: A pre–post intervention retrospective chart review was used to document the hospital course of patients with a diagnosis of S. aureus bacteremia before and after implementation of the PCR-based diagnostic system. Laboratory results from all patient samples subjected to PCR-based analysis following implementation of this system were compared with culture and sensitivity data for the same samples to determine accuracy of the new system. In addition, time to optimal therapy for each patient was calculated as the interval between the initiation of empiric and terminal therapies. The appropriateness of antimicrobial treatment was characterized as guideline-concordant, nonconcordant with the guidelines, or nonconcordant yet still clinically appropriate.

Results: In total, 98 and 99 patients met the inclusion criteria before and after implementation of the PCR-based diagnostic system, respectively. PCR-based results displayed 99.8% concordance (440/441 total samples) with results from culture and sensitivity testing. The time to optimal therapy was significantly shorter after implementation, by a mean of 22.8 h (p < 0.001). Overall, 97% of empiric and 99% of terminal antimicrobial regimens were either guideline-concordant or clinically appropriate for treatment of S. aureus bacteremia; 3% of empiric and 1% of terminal antimicrobial regimens were nonconcordant with clinical guidelines without any explanation based on other clinical considerations.

Conclusions: The study findings support the utility of using a direct-from-positive-blood-culture PCR-based diagnostic tool as the primary method of identifying S. aureus bacteremia in patients, as well as the acceptance of and acting upon the new assay’s results by our local clinicians. PCR-based assays can help reduce the time to optimal terminal therapy for patients with bacteremia.

 RÉSUMÉ

Contexte : La bactériémie à Staphylococcus aureus (BAC-SA), qui est l’une des infections du sang les plus répandues dans le monde, fait peser une lourde charge sur les soins de santé. La mise en place d’un test diagnostique génétique rapide pourrait avoir des retombées importantes sur la gestion clinique des patients présentant une BAC-SA.

Objectifs : L’objectif principal consistait à évaluer la concordance entre les tests basés sur la réaction en chaîne par polymérase (PCR) et le test de sensibilité et de culture, qui est la référence absolue actuelle; l’objectif secondaire consistait à évaluer l’impact de cette technologie sur les soins des patients.

Méthodes : Un examen rétrospectif des dossiers pré- et post-intervention a servi à décrire le séjour à l’hôpital des patients ayant reçu un diagnostic de BAC-SA avant et après la mise en place du système de diagnostic de la PCR. Les résultats de laboratoire de tous les échantillons des patients soumis à une analyse de la PCR à la suite de la mise en place de ce système ont été comparés avec les données relatives à la culture et à la sensibilité de ces mêmes échantillons afin de déterminer la précision du nouveau système. De plus, l’évaluation du délai d’atteinte du traitement optimal de chaque patient repose sur le calcul de l’intervalle entre le début des thérapies empiriques et terminales. La pertinence du traitement antimicrobien était caractérisée comme suit : concordance avec les lignes directrices, non-concordance avec les lignes directrices ou non-concordance mais encore approprié d’un point de vue clinique.

Résultats : Au total, 98 et 99 patients ont satisfait au critère d’inclusion respectivement avant et après la mise en place du système de diagnostic de la PCR. Les résultats basés sur la PCR affichaient une concordance de 99,8 % (440/441 échantillons au total) avec les résultats des tests de sensibilité et de culture. La diminution du délai d’atteinte du traitement optimal était importante après la mise en place du système, puisqu’elle atteignait en moyenne 22,8 h (p < 0,001). De manière générale, 97 % des régimes antimicrobiens empiriques et 99 % des régimes antimicrobiens terminaux concordaient avec les lignes directrices ou étaient cliniquement appropriés pour le traitement de la BAC-SA; 3 % des régimes antimicrobiens empiriques et 1 % des régimes antimicrobiens terminaux n’étaient pas conformes aux lignes directrices cliniques sans qu’aucune explication basée sur d’autres considérations cliniques n’ait été donnée.

Conclusions : Les résultats de l’étude confirment la nécessité d’utiliser un outil diagnostique basé sur la PCR directement de l’hémoculture positive en guise de méthode principale pour déterminer la présence de BAC-SA chez les patients ainsi que l’acceptation et l’utilisation des nouveaux résultats du test par nos cliniciens locaux. Les tests basés sur la PCR peuvent aider à réduire le délai d’attente du traitement optimal pour les patients atteints de BAC-SA.