MALDI Biotyper®: быстрая идентификация в фармацевтической микробиологии
Качество микробиологического анализа влияет на эффективность лекарств и безопасность пользователей. Любое микробное засорение может привести к немедленным или долговременным негативным эффектам, включая болезни и смерть. Микроорганизмы способны модифицировать химические и фармакологические свойства лекарств, что может негативно сказаться на их действии из-за разложения активных ингредиентов и токсичности вторичных продуктов.
29.12.2023
Выявление микробного засорения является критическим для производителей фармацевтики, которые управляют средой производства. Разработка программы мониторинга окружающей среды, которая оценивает эффективность гигиенических мероприятий, является ключом к успешному производству. Эта программа позволяет выявлять загрязнения через ингредиенты или биопленки и предотвращать возможное микробное загрязнение продукции, а также соответствовать нормативным требованиям.
Значительные усовершенствования в микробиологических методиках были достигнуты благодаря инновациям в масс-спектрометрии в последние десятилетия. Современным стандартом для идентификации микроорганизмов является MALDI-TOF MS, что позволяет лабораториям быстро, точно и эффективно идентифицировать микробы.
Применение MALDI-TOF MS в идентификации микроорганизмов
MALDI-TOF MS стал ключевым инструментом в лабораториях для идентификации микробов и анализа. Этот прибор использует свежие клеточные материалы из неселективных или селективных агаров или клеточных экстрактов, является быстрым, чувствительным и экономичным.
Система Bruker MALDI Biotyper
Bruker представила инновационный метод идентификации с помощью молекулярной масс-спектрометрии, который предлагает более эффективный и быстрый анализ по сравнению с традиционными методами. MALDI Biotyper (MBT) — это система, которая позволяет беспристрастно идентифицировать микроорганизмы на уровне видов за считанные минуты.
Система разработана как простая, быстрая, надежная, высокопроизводительная и экономичная, идеально подходящая для микробиологических лабораторий. Она сравнивает уникальный протеомный отпечаток с большой справочной библиотекой для точной идентификации. Сейчас библиотека включает 4700 видов микроорганизмов, распространенных в окружающей среде.
Оценка эффективности
Фармацевтические компании проводили оценку точности, специфичности, прецизионности, воспроизводимости и надежности MBT на образцах бактерий, дрожжей и плесени, а также на сложных образцах, оцениваемых с помощью различных протоколов.
Глава 1113 Фармакопеи США (USP) содержит различные варианты квалификации эффективности:
- Использование существующей системы для параллельного тестирования изолятов микроорганизмов, полученных в результате рутинного тестирования (количество протестированных изолятов может достигать 50, а любые расхождения в идентификации могут быть решены с помощью референтного образца).
- Тестирование 12-15 известных репрезентативных исходных культур различных часто изолированных видов, всего 50 тестов.
- Подтверждение того, что 20-50 идентификаций организмов, в том числе 15-20 различных видов, совпадают с результатами теста референтной лаборатории.
Процедура оценки для бактерий и дрожжей
Анализ включал девять различных типов микроорганизмов, большинство из которых имели экологическое происхождение (дрожжи и бактерии), согласно Таблице 1. Каждый из них прошел оценивание по следующим критериям:
- точность и специфичность, где каждый микроорганизм проходил двойное тестирование с помощью MBT и сравнивался с референтным методом
- прецизионность, которая определялась через десятикратную идентификацию одного изолята из окружающей среды в двух копиях.
- воспроизводимость, которая анализировалась тремя аналитиками, которые проводили тесты девяти микроорганизмов в течение трех разных дней.
Процедура оценки для плесени
Исследование включало пять типов плесневых грибов, четыре из которых были из окружающей среды, и один штамм из Американской коллекции типичных культур (ATCC), согласно Таблице 2.
Каждый микроорганизм прошел оценку точности, специфичности, прецизионности и воспроизводимости, аналогично бактериям и дрожжам.
Критерии прецизионности, специфичности, точности и воспроизводимости приведены в Таблице 3, учитывая следующие результаты идентификации микроорганизмов на Bruker MALDI Biotyper:
- Log(оцінка) между ≥ 2,000 и 3,000: микроорганизм хорошо идентифицирован до видового уровня
- Log(оцінка) между ≥ 1.700 и ≤ 1.999: микроорганизм хорошо идентифицирован до уровня рода
- Log(оцінка) между ≥ 0,000 и ≤ 1,699: микроорганизм НЕ идентифицирован или не найдено ни одного пика.
Примечание: В квалификации эффективности желтые баллы принимались, если полученный вид был таким же, как и в референтном методе.
Результаты
Бактерии и Дрожжи:
Результаты MBT показали впечатляющую эффективность в определении бактерий и дрожжей, достигая 100% точности и специфичности в идентификации на уровне вида (см. Таблица 4). Десятикратное тестирование изолята Staphylococcus capitis из окружающей среды в двух экземплярах также подтвердило полную точность. Воспроизводимость тестирований была безупречной для трех операторов, демонстрируя стабильную надежность метода.
Плесень:
Анализ плесневых грибов с помощью MBT также показал высокие результаты. Все плесневые, кроме Aspergillus brasiliensis ATCC 16404, были идентифицированы на уровне вида. Aspergillus brasiliensis ATCC 16404 был точно идентифицирован только на уровне рода, с Log(оценками) в диапазоне от 1,7 до 2,0 (см. Таблица 6). Повторение анализа Alternaria alternata десять раз также продемонстрировало 100% точность. Воспроизводимость и надежность этих тестов, даже с использованием просроченных материалов, оставались на высоком уровне, подчеркивая устойчивость метода.
Выводы
Внедрение MALDI Biotyper позволяет значительно снизить затраты на идентификацию, обеспечивая быстрые, точные результаты. Это не только способствует экономии времени и средств, но и обеспечивает надежность и простоту использования, позволяя фармацевтическим лабораториям эффективно получать данные о микроорганизмах в различных средах.
Автор: Олаф Деген, эксперт в сфере глобального развития, сфокусированный на пищевой и аграрной микробиологии, представляет Bruker Microbiology & Infection Diagnostics.
