Unn Tjörnstrand
GO FISH! Ny metod kan spara pengar i sjukvården.
Bacteraemia, vanligtvis kallad blodförgiftning, betyder en närvaro av bakterier i blodsystemet.
Detta är inte önskvärt eftersom det kan ge allvarliga inflammatoriska sjukdomar som i sin tur
kan leda till septisk chock. Sepsis är ett mycket allvarligt sjukdomstillstånd och är en av de
vanligaste dödsorsakerna hos patienter inlagda på sjukhus. Sepsis kräver snabb och lämplig
medicinering. Eftersom man i ett sent stadium av sjukdomen endast kan använda sig av
immunohämmande behandling, måste man i ett tidigt skede behandla sjukdomen med
antibiotika. Bacteraemia kan enklast diagnostiseras genom blododling, där blod från patienter
inkuberas med ett medium som gynnar bakterietillväxt. Majoriteten av blododlingarna visar
dock inga tecken på bakterieförekomst. I de fall där tillväxt kan ses, görs vidare analyser i
mikroskop för att identifiera vilken bakterieart som växer i blodet och ger upphov till
infektionen. Med denna teknik tar det ca 5 dagar innan tillväxt kan spåras i blodet. Antibiotika
som verkar mot flertalet patogena bakterier, s.k. bredspektrumantibiotika, används ofta som
behandlig i förebyggande syfte till alla patienter med misstänkt blodförgiftning, utan att man
vet vilken bakterieart som orsakar infektionen.
Om tiden för identifiering av bakteriearterna kunde minskas skulle lämplig medicinsk
behandling kunna ges i tid och rätt antibiotika sättas in i ett tidigare stadium. Ett flertal metoder
har testats för att förkorta identifieringsprocessen av bakterieförekomsten i blododlingar. På
senare tid har Fluorescence In Situ Hybridization (FISH)-tekniken visat sig effektiv i just detta
syfte. In Situ-hybridisering är en form av hybridisering där man använder sig av markör-prober
för att identifiera specifika DNA- eller RNA-sekvenser i en vävnadsbit. Tekniken utvecklades i
slutet av 1960-talet och används idag med prober som är länkade med fluorescerande
sekvenser. Proberna kan designas så att de kan binda in till kända DNA- eller RNA-sekvenser
hos specifika arter. I kliniska studier av direkt identifiering av patogena bakterier i vävnader
har rRNA-genen visat sig lämpad som målsekvens för proben. Den fluorescerande signal som
proben sänder ut kan ses i ett fluorescensmikroskop och på så sätt lätt upptäckas. FISHtekniken har visat sig vara att föredra i kliniska mikrobiologlaboratorier eftersom det är en
snabb metod och kostnadseffektiv. Tekniken har också visat sig vara pålitlig när det gäller just
identifiering av bakterietillväxt i blododlingar.
Att använda sig av en snabbare och mer tillförlitlig identifieringsmetod av patogena bakterier i
blodet skulle kunna ge en effektivare vård. Patienter som vårdas på sjukhus skulle kunna
undvika onödig medicinsk behandling och detta skulle kunna spara pengar. En studie gjordes
under hösten 2006 på Laboratoriet för Klinisk Mikrobiologi och Molekylär Biologi, Capio
Diagnostik AB, Kärsjukhuset i Skövde, som utvärderade möjligheten att sätta upp en FISHassay för att kunna förkorta identifieringstiden av patogena bakterier i positiva blododlingar.
Tekniken testades för några av de vanligaste patogena bakterierna som ger upphov till
blodförgifting. För dessa bakterier designades specifika prober för specifika rRNA-gen
sekvenser.
Det finns färdiga FISH sepsis-kit att köpa som kan användas direkt. Resultat från den utförda
studien jämfördes med dessa sepsis-kit, och informationen användes för att avgöra om det var
ekonomiskt fördelaktigt att sätta upp sin egen metod jämfört med att använda sig av dessa
färdiga kit. Resultaten från studien visade att FISH-tekniken var tillförlitlig för de patogena
bakterier som testades. Den visade också att det var ekonomiskt fördelaktigt att sätta upp en
egen försöksuppställning på sjukhuset istället för att köpa in de förtillverkade sepsis-kitten.
Handledare: Stina Oredsson, Lunds universitet, Lund och Helena Enroth, Capio Diagnostik AB, Skövde
Examensarbete 10 p i Molekylär Biologi. Ht 2006
Institutionen för cell och organism biologi, Lunds universitet
Unn Tjörnstrand
Unn Tjörnstrand
Fluorescent in situ hybridization for rapid detection of Escherichia
coli, Staphylococcus aureus and Streptococcus pneumoniae
in blood cultures
The presence of microorganisms in the blood system is not desirable, and could lead
to sepsis. Conventional laboratory methods require up to 5 days before growth of
bacteria in blood cultures can be detected. Antimicrobial therapy is usually initiated in
all patients. If the time for identification of the bacteria can be decreased, correct
medical treatments can be initiated at an early stage.
In a study conducted at the Department of Clinical Microbiology and Molecular
Biology at the hospital in Skövde, fluorescence in situ hybridization (FISH) assay for
rapid identification of some of the most commonly found pathogens in growthpositive blood cultures was evaluated. An in-house FISH assay was set up and
optimized to analyze the presence of Escherichia coli in positive blood culture bottles.
An oligonucleotide DNA-probe labeled with the fluorescent molecule fluorescein
directed against the 16S rRNA was designed. A theoretical FISH method was also
devised for the specific detection of Staphylococcus aureus and Streptococcus
pneumoniae.
This FISH method yields an identification of E. coli after less than one hour after
detection of growth in the blood culture bottles. The E. coli DNA FISH probe
demonstrated 91% sensitivity for E. coli strains and the microscopic sensitivity testing
with diluted bacterial suspensions revealed a limit of detection at 101 colony forming
unit/ ml (cfu/ml) by FISH. With construction of probes for additional pathogens and a
further reduction in detection time, FISH has the potential of becoming a very useful
diagnostic tool in the diagnosis of bloodstream infections.
Advisor: Stina Oredsson, Lund university, Lund and Helena Enroth, Capio Diagnostic, Skövde
Degree project 10 credits in Molecular Biology. Autumn 2006
Department of Cell and Organism Biology, Lund University
