Erfaringer og utfordringer ved automasjon i et mikrobiologisk laboratorium Tone Elin Langdal. Spesialbioingeniør MIKS AHUS

Transkript

1 Erfaringer og utfordringer ved automasjon i et mikrobiologisk laboratorium Tone Elin Langdal. Spesialbioingeniør MIKS AHUS Automasjon Hva er automasjon? Automatisering(eller automasjon) er å gjøre et fenomen automatisk, slik at det i større eller mindre grad styrer seg selv. (wikipedia) Nye metoder og måter Samlebånd/ forbedringer Citius, Altius, Fortius: Raskere, høyere, sterkere 1

2 Om MIKS: avdeling for mikrobiologi og smittevern 2015 Antall ansatte bakt 24 bioingeniør/ ingeniører. 8 overlegestillinger + 3 LIS Antall analyser: 2014: ca (inkludert noe PCR). Antall blodkulturer i 2014 ca Organisering. Bakteriologi/ genteknologi og felles prøvemottak i hver sin avdeling. Leger fagansvar på tvers av avdelingene. Tidligere vært hospitering av bioingeniører mellom avdelingene. Bakteriologi akkreditert etter ISO i Hva har vi på AHUS, bakteriologisk lab av automasjon EPICENTER m BACTEC FX og PHOENIX nye i 2008 POS skålmerkemaskin (Ny i 2009 utfaset i 2013) MRSA PCR screen + dyrkning. PCR oppstart i MALDI-TOF MS ny i 2012 WASP ny i 2013 FECEC PCR screen på panel med bakterier virus og parasitter. PCR oppstart i Alle positive funn på bakterier og parasitter gjøres også manuelt. Dyrkning og mikroskopi. VRE PCR screen. Oppstart 2014 (på kultur). Dermatofytt PCR. Oppstart februar Menneskelig nær faglig sterk 2

3 MALDI-TOF- den største forbedring på bakteriologisk lab? Oppstart i Validering og innkjøring. Hvordan bruker vi den. Alle blodkulturisolater som fryses ++ Andre isolater Gjør fortsatt mange tileggstester for å verifisere resultatet. Noen kjente mikrober som identifiseres feilaktig. Når må vi gjøre tileggstester? FHI Ringtest nr , 24 deltagende laboratorier: Nå er det hele 12 laboratorier som anvender denne metoden. De fleste av disse har dette som eneste identifikasjonsmetode. Noen få benytter tilleggstester. Muligheter. Direkte fra blod i blodkulturflasker. Pågående prosjekt. Implementering? Resistensmarkører? Oppkobling mot LIS. BD Phoenix resistens og id BD Phoenix er et helautomatisk system for identifikasjon og resistensbestemmelse av bakterier. Både brytningspunktene, ekspertsystemet og panelene til resistensbestemmelse er tilpasset til EUCAST. Hvordan bruker vi den: Uriner fra polikliniske/eksterne rekvirenter. Kun gram negative staver panel i bruk. Eget panel med mecillinam utviklet før bruk. Kontrollerer varsler: ESBL, AMPc med andre tester og MIC bestemmelse. Raske svar. Muligheter Ikke økonomisk nytte å ta i bruk for inneliggende. Besluttet å ikke ta i bruk andre paneler for eksempel for Gram positive bakterier. 3

4 WASP automasjon av utsæd WASP automatisert utsåingsinstrument WASP bidrar til å effektivisere, automatisere og standardisere mange av de manuelle arbeidsprosessene som blir gjort i forbindelse med utsæd av bakteriologiske prøver. Instrumentet kan håndtere alle typer svabere, urinog fecesprøver, og er svært fleksibel med hensyn til ulike prøverør eller beger. Vi har sådd ut uriner fra oppstart, men er i gang med e-swab fra mars Avhengig av at spesifikke prøverør tilpasses og benyttes (nmas.no.):nerliens Meszansky Dette er den første WASP Lab som er installert i Scandinavia og den representerer et steg inn i framtiden for mikrobiologiske laboratorier. 4

5 WASP lab Muligheter. Plass? økonomi?? Gram Slide prep modul Transportbånd for medieskåler til/fra inkubator skap av ulike størrelser. Bildebehandling av medieskålene for kontroll av oppvekst av bakterier. MALDI-trace modul for klargjøring av plater til MALDI-TOF. Arbeidsstasjon for videre prosessering av prøver. Kan f. eks svare ut negative prøver automatisk og konsentrere seg om prøver som skal gjøres noe med. BACTEC FX blodkulturmaskin 3 skap i drift Vi har alle skapene tilkoblet Epicenter der all informasjon fra alle blodkulturskapene kan vises på en skjerm. Vi flyttet en klient inn på labben der vi jobber med positive blodkulturer slik at vi hele tiden kan følge med på nye positive flasker og også overvåke prosessene i blodkulturskapene. Vi har koblet sammen alle blodkulturskapene samt Phoenix. Svar direkte fra Bactec på blodkulturanalysene til pasientjournalsystem. Flasker registreres og legges inn døgnkontinuerlig i prøvemottak. Gir merkbart raskere svar sammen med tidlig identifikasjon med Maldi-TOF. 5

6 MRSA PCR og dyrkning Genteknologisk seksjon er ansvarlig for PCR analysene. Analyseringen deles mellom genteknologisk seksjon og bakteriologisk seksjon. (Faste dager. Kjøres helger og helligdager (genteknologisk seksjon har ikke helgevakter). PCR gjøres som screening på alle prøvematerialer (unntatt urin). Sås ut i PHMB buljong. Står over natt og kjøres så PCR (MEC A og NUC) på dagen etter. De negative ferdig etter 1 døgn. Tidligere minimum 5 døgn. De som er positive eller inkonklusive på PCR dyrkes på tradisjonell måte med blod og chrom skål. Ansvar for analyse og utførelse på bakteriologisk seksjon. MRSA PCR metode Påvisning av nucgenet som er species spesifikt for Staphylococcus aureusog mec(meca / mecc) genet som koder for methicillinresistens. Tilstedeværelse av begge genene hos samme bakterie er ensbetydende med meticillinresistente Staphylococcus aureus(mrsa). Denne metoden brukes til både å undersøke prøvematerialet direkte og renkultur fra agarskål. Metoden er en Real time Polymerase Chain Reaction (RT-PCR) som amplifiserer de definerte DNA-sekvensene med fluorometrisk deteksjon på Stratagene Mx3005P fra Agilent Technologies. Ved pipettering av prøvemateriale benyttes JANUS Automated Liquid Handling System fra PerkinElmer (Janus) Ved pipettering av DNA fra selektiv buljong og pipettering av mastermix og DNA templat til PCR plate benyttes Bravo Automated Liquid Handling Platform fra Agilent Technologies (Bravo). Stratagene Mx3005P QPCR System. Laboratoriethar4 Mx3005P QPCR instrumenter. 6

7 Feces PCR screening Oppstart virus juni 2013 (Rota, adeno og noro). Implementert med tarmpatogene og parasitter desember 2013 Analyseres av bakteriologisk seksjon. Ansvar for analysen genteknologisk seksjon. Dyrker alle bakteriefunn etter positiv PCR. Mikroskoperer alle positive parasitter. Dyrker kontrollprøver/ oppfølging etter positive bakteriefunn. Basert på kliniske opplysninger gjøres parasittmikroskopi i tilegg der det er bedt om det. Raske svar på mange analyser. Alle PCR svar gis ut samme dag de er analysert. Kan konsentrere oss om å lete etter de positive. Dersom negativ dyrkning etter positiv PCR svares ut med kommentar. Kostnad. Ressurser Feces PCR metode Påvisningen utføres med CE merkede og IVD godkjente kommersielle tester fra R-Biopharm AG (Darmstadt, Germany). RIDA GENE Viral stool panel metoden er basert på en ett trinns real-time RT-PCR hvor RNA fra Rotavirus og Adenovirus transkriberes til cdna, etterfulgt av en PCR hvor spesifikke DNA genfragmenter amplifiseres med real-time PCR, inkludert Astrovirus DNA. De amplifiserte fragmentene detekteres med prober som er fluorofor merkede og quenchet. I nærver av de spesifikke gensekvensene vil proben hybridisere til amplikonene. Under ekstensjonstrinnet i PCR reaksjonen vil Taq polymerasen bryte ned proben slik at fluoroforet blir frigjort fra quencheren og sender ut ett lyssignal som detekteres i instrumentet. Fluorescens signalet øker for hver PCR syklus og leses av som en kurve. Påvisning av DNA eller RNA i fæces ved real-time PCR utført på MX 3005P Real-Time PCR System. 7

8 PCR/ sekvensering der det blir mest utvikling? De siste årene har vi overflyttet flere analyser fra tradisjonell dyrkning til PCR baserte analyser. Krever nært samarbeid med genteknologisk seksjon. Organisering på tvers av avdelinger. Krever en annen kompetanse i tillegg til tradisjonell mikrobiologi. Samarbeid viktig for å få til helhetstenkning jfr. Feces. Annen arbeidsmåte (rent/skittent/hansker) Hva mer kan vi vente oss? Hvor vil vi og hva holder vi på med nå: Karbapenemaser hos enterobacteriacea og pseudomonas PCR. Utprøving planlagt i april ESBL karba? ESBL screening? Resistensutvikling?? Viktig å være i forkant av utvikling. Tar lang tid å utvikle nye metoder dersom det ikke finnes ferdige kit. helgenomsekvensering. 8

9 IKT vårt viktigste verktøy? For å få til strømlinjeformet automasjon er vi helt avhengig av å ha ITverktøy som hjelper oss med det. Bytte av labdatasystem? Viktig at IKT tilkobling er med ved anbud på nytt utstyr og at leverandør av utstyr er ansvarlig for å få dette til både teknisk og økonomisk(?). Mye IKT (kommunikasjon). Har laboratoriene nok kunnskap om det? Kompetanse innen IT. Avhengig av at noen på lab både kan og interesserer seg for informasjonsutveksling. Blir ofte sittende mellom leverandører når oppkoblinger ikke fungerer og prøve å finne ut hva som er feil. Hvem er det som har ansvar og skal hjelpe? Oppgraderinger og endring av informasjonsflyt. Mye testing og feilsøking. Utfordringer Stoler vi på ny teknologi? Klarer vi å nyttegjøre oss potensialet i nye investeringer? Mister vi faget vårt? Glemt kompetanse på manuelle rutiner? Effektivitet. Bruker vi den ekstra tiden til noe fornuftig? Opplæring av studenter på gammel teknologi? Hos oss har vi opprettholdt noen manuelle rutiner på en del avlesningsplasser slik at vi ikke skal glemme våre tradisjonelle rutiner. Dyrt å opprettholde dobbelt. Forbruk av reagenser som går ut på dato før vi får brukt det. For eksempel id paneler som API, BBL, Rapid ANA (backup rutiner.) Hvor lenge skal vi (og klarer vi) å holde på med det? Maldi-TOF er jo så enkelt og raskt så er det ikke bedre at vi bruker den til all id? Slutter vi å tenke når vi stoler på Maldi-TOF. Klarer vi å bruke våre basalkunnskaper der det er nødvendig. Ringtester. Akkreditering, dokumentasjon, kvalitetskontroller på mange metoder. 9

10 Utfordringer Hvordan være organisert for å få til en god prøveflyt. Vaktberedskap. Fag/ metode. Molekylærbiologer med metodekompetanse og mindre på fag. Bakt ansatte uten nødvendig molekylærbiologisk kompetanse. Kostnader. Oppsummering Hvordan skal vi få til å bevare denne kunnskapen samtidig som vi nyttiggjør oss av den nye teknologien som finnes? Raskere svar nødvendig for å snevre inn/ mer målrettet behandling. Med tradisjonell mikrobiologisk diagnostikk er svar ferdig etter at pasienten har reist.. Antibiotika bruk skal reduseres. Kan vi bistå med det? Viktig å fortsette med basal mikrobiologi kunnskap slik at vi vet hva som feiler når det gjør det?? Fokus på prøvene som er noe med. Økonomi. Kostnad ved raskere metoder. 10

11 Solformørkelse sett fra AHUS kl 11 11