Application evaluation of 24 h satellite blood culture to improve pathogenic microorganism culture process in emergency

doi:10.3969/j.issn.1673-8640.2024.10.011

Abstract

Abstract:

Objective To analyze the influence of 24 h satellite blood culture on the blood culture workflow of emergency microbiology laboratory. Methods The relevant laboratory data were collected from June 1，2020 to May 31，2021（the 1st stage） and June 1，2021 to May 31，2022（the 2nd stage） before and after the establishment of satellite blood culture in Zhongshan Hospital of Fudan University（18 208 and 2 810 sets）. The differences of time-to-incubation（TTI），time-to-positivity（TTP），time-to-gram stain（TTG） and final report time [turn-around time（TAT）] were compared before and after satellite blood culture. Results The positive rates before and after satellite blood culture were 6.29%（1 146 /18 208） and 9.57%（269/2 810）（P<0.001）. In the whole time，working time and non-working time，TTI，TTP and TAT after satellite blood culture were shorter than those before satellite blood culture（P<0.05）. In particular，the non-working times were shortened by 3.78，7.76 and 16.18 h，respectively. After satellite blood culture，the TTP of Enterobacteriaceae and Staphylococcus were decreased by 1.93 h（P=0.014） and 6.59 h（P<0.001） compared with that before satellite blood culture，and the TAT of Enterobacteriaceae and Enterococcus were decreased by 8.13 h（P<0.05） and 6.53 h（P<0.05），respectively. Conclusions Setting satellite blood culture can improve the positive rate of blood culture，shorten TTI，TTP and TAT，and realize the optimization of blood culture process.

Key words: Blood culture, Emergency department, Turn-around time, Time-to-positivity, Time-to-gram stain

CLC Number:

R446.5

MA Yan, ZHOU Chunmei, HUANG Shenglei, WANG Beili, PAN Baishen, GUO Wei. Application evaluation of 24 h satellite blood culture to improve pathogenic microorganism culture process in emergency[J]. Laboratory Medicine, 2024, 39(10): 993-998.

Figures/Tables 3

References 29

[1]	GBD 2019 Antimicrobial Resistance Collaborators. Global mortality associated with 33 bacterial pathogens in 2019:a systematic analysis for the global burden of disease study 2019[J]. Lancet, 2022, 400(10369):2221-2248.
[2]	RAHMEL T, SCHMITZ S, NOWAK H, et al. Long-term mortality and outcome in hospital survivors of septic shock,sepsis,and severe infections:the importance of aftercare[J]. PLoS One, 2020, 15(2):e0228952.
[3]	LAMY B, DARGÈRE S, ARENDRUP M C, et al. How to optimize the use of blood cultures for the diagnosis of bloodstream infections?A state-of-the art[J]. Front Microbiol, 2016, 7:697.
[4]	DUBOURG G, LAMY B, RUIMY R. Rapid phenotypic methods to improve the diagnosis of bacterial bloodstream infections:meeting the challenge to reduce the time to result[J]. Clin Microbiol Infect, 2018, 24(9):935-943.
[5]	梁馨月, 孟涵, 王启, 等. 优化血培养检测流程的效果评价研究[J]. 中华检验医学杂志, 2022, 45(2):137-144.
[6]	DOERN G V, CARROLL K C, DIEKEMA D J, et al. Practical guidance for clinical microbiology laboratories:a comprehensive update on the problem of blood culture contamination and a discussion of methods for addressing the problem[J]. Clin Microbiol Rev, 2019, 33(1):e00009-e00019.
[7]	PÉAN DE PONFILLY G, BENMANSOUR H, MANDA V, et al. Impact of 24/7 loading of blood culture bottles in a new automated incubator on the diagnosis of bloodstream infections[J]. Eur J Clin Microbiol Infect Dis, 2021, 40(12):2639-2643.
[8]	CHAVEZ M A, MUNIGALA S, BURNHAM C D, et al. Real-world evaluation of the impact of implementation of the virtuo blood culture system in a tertiary care hospital[J]. J Clin Microbiol, 2021, 59(10):e0061721.
[9]	LAMY B, SUNDQVIST M, IDELEVICH E A, et al. Bloodstream infections-standard and progress in pathogen diagnostics[J]. Clin Microbiol Infect, 2020, 26(2):142-150.
[10]	VENTURELLI C, RIGHI E, BORSARI L, et al. Impact of pre-analytical time on the recovery of pathogens from blood cultures:results from a large retrospective survey[J]. PLoS One, 2017, 12(1):e0169466.
[11]	BLONDEAU J M, IDELEVICH E A. The 24-h clinical microbiology service is essential for patient management[J]. Future Microbiol, 2018, 13:1625-1628. DOI PMID
[12]	SCHMITZ R P, KELLER P M, BAIER M, et al. Quality of blood culture testing-a survey in intensive care units and microbiological laboratories across four European countries[J]. Crit Care, 2013, 17(5):R248.
[13]	KERREMANS J J, VAN DER BIJ A K, GOESSENS W, et al. Immediate incubation of blood cultures outside routine laboratory hours of operation accelerates antibiotic switching[J]. J Clin Microbiol, 2009, 47(11):3520-3523. DOI PMID
[14]	IDELEVICH E A, SEIFERT H, SUNDQVIST M, et al. Microbiological diagnostics of bloodstream infections in European ESGBIES survey[J]. Clin Microbiol Infect, 2019, 25(11):1399-1407.
[15]	LEE D H, KOH E H, CHOI S R, et al. Growth dynamics of Staphylococcus aureus,Escherichia coli,and Pseudomonas aeruginosa as a function of time to detection in BacT/alert 3D blood culture bottles with various preincubation conditions[J]. Ann Lab Med, 2013, 33(6):406-409.
[16]	MORTON B, NAGARAJA S, COLLINS A, et al. A retrospective evaluation of critical care blood culture yield-do support services contribute to the “weekend effect”[J]. PLoS One, 2015, 10(10):e0141361.
[17]	MENCHINELLI G, LIOTTI F M, FIORI B, et al. In vitro evaluation of BACT/ALERT^® VIRTUO^®,BACT/ALERT 3D^®,and BACTEC^TM FX automated blood culture systems for detection of microbial pathogens using simulated human blood samples[J]. Front Microbiol, 2019, 10:221.
[18]	HALPERIN A V, DEL CASTILLO POLO J A, CORTES-CUEVAS J L, et al. Impact of automated blood culture systems on the management of bloodstream infections:results from a crossover diagnostic clinical trial[J]. Microbiol Spectr, 2022, 10(5):e0143622.
[19]	MILLER N, BRASSINNE L, ALLEMEERSCH D. Implementation of the new VIRTUO blood culture system:evaluation and comparison to the 3D system using simulated blood cultures[J]. Acta Clin Belg, 2018, 73(1):16-20.
[20]	ALTUN O, ALMUHAYAWI M, LÜTHJE P, et al. Controlled evaluation of the new BacT/Alert virtuo blood culture system for detection and time to detection of bacteria and yeasts[J]. J Clin Microbiol, 2016, 54(4):1148-1151. DOI PMID
[21]	KIM S C, LEE S, KIM S, et al. Comparison of clinical performance between BacT/Alert virtuo and BacT/Alert 3D blood culture systems[J]. Ann Lab Med, 2019, 39(3):278-283. DOI PMID
[22]	ROH K H, KIM J Y, KIM H N, et al. Evaluation of BACTEC Plus aerobic and anaerobic blood culture bottles and BacT/Alert FAN aerobic and anaerobic blood culture bottles for the detection of bacteremia in ICU patients[J]. Diagn Microbiol Infect Dis, 2012, 73(3):239-242.
[23]	CHUNG Y, KIM I H, HAN M, et al. A comparative evaluation of BACT/ALERT FA PLUS and FN PLUS blood culture bottles and BD BACTEC plus aerobic and anaerobic blood culture bottles for antimicrobial neutralization[J]. Eur J Clin Microbiol Infect Dis, 2019, 38(12):2229-2233.
[24]	MUNSON E L, DIEKEMA D J, BEEKMANN S E, et al. Detection and treatment of bloodstream infection:laboratory reporting and antimicrobial management[J]. J Clin Microbiol, 2003, 41(1):495-497.
[25]	SOMILY A M, HABIB H A, TORCHYAN A A, et al. Time-to-detection of bacteria and yeast with the BACTEC FX versus BacT/Alert virtuo blood culture systems[J]. Ann Saudi Med, 2018, 38(3):194-199. DOI PMID
[26]	JACOBS M R, MAZZULLI T, HAZEN K C, et al. Multicenter clinical evaluation of BacT/Alert virtuo blood culture system[J]. J Clin Microbiol, 2017, 55(8):2413-2421. DOI PMID
[27]	LE GUERN R, TITÉCAT M, LOÏEZ C, et al. Comparison of time-to-positivity between two blood culture systems:a detailed analysis down to the genus-level[J]. Eur J Clin Microbiol Infect Dis, 2021, 40(7):1399-1404.
[28]	BEUVING J, WOLFFS P F, HANSEN W L, et al. Impact of same-day antibiotic susceptibility testing on time to appropriate antibiotic treatment of patients with bacteraemia:a randomised controlled trial[J]. Eur J Clin Microbiol Infect Dis, 2015, 34(4):831-838.
[29]	COLLAZOS-BLANCO A, PÉREZ-GARCÍA F, SÁNCHEZ-CARRILLO C, et al. Estimation of missed bloodstream infections without the third blood culture set:a retrospective observational single-centre study[J]. Clin Microbiol Infect, 2019, 25(4):469-473.

阶段	患者例数	血培养		阳性血培养		阳性率（瓶）/%	阳性率（套）/%	污染瓶数	污染套数	污染率（瓶）/%	污染率（套）/%
阶段	患者例数	瓶数/瓶	套数/套	瓶数/瓶	套数/套	阳性率（瓶）/%	阳性率（套）/%	污染瓶数	污染套数	污染率（瓶）/%	污染率（套）/%
第1阶段	8 037	31 935	18 208	1 944	1 146	6.09	6.29	238（0.75）	234（1.29）	0.75	1.29
第2阶段	1 476	5 567	2 810	448	269	8.05	9.57	61（1.10）	60（2.14）	1.10	2.14

阶段	患者例数	血培养		阳性血培养		阳性率（瓶）/%	阳性率（套）/%	污染瓶数	污染套数	污染率（瓶）/%	污染率（套）/%
阶段	患者例数	瓶数/瓶	套数/套	瓶数/瓶	套数/套	阳性率（瓶）/%	阳性率（套）/%	污染瓶数	污染套数	污染率（瓶）/%	污染率（套）/%
第1阶段	8 037	31 935	18 208	1 944	1 146	6.09	6.29	238（0.75）	234（1.29）	0.75	1.29
第2阶段	1 476	5 567	2 810	448	269	8.05	9.57	61（1.10）	60（2.14）	1.10	2.14

阶段	采集-上机TTI			采集-报阳TTP
阶段	全时段	7：30— 21：00	21：00— 次日7：30	全时段	7：30— 21：00	21：00— 次日7：30
第1阶段	1.97 （1.00~4.42）	1.29 （1.00~2.66）	4.55 （3.53~6.05）	21.09 （14.7~31.88）	19.99 （13.93~30.96）	23.83 （16.62~34.81）
第2阶段	0.44 （0.23~1.79）	0.83 （0.43~1.39）	0.77 （0.47~1.15）	16.10 （12.36~27.51）	15.01 （11.85~27.62）	16.07 （12.53~26.24）
Z值	3.679	3.439	4.588	1.821	1.799	1.932
P值	<0.001	<0.001	<0.001	0.034	0.044	0.027
阶段	采集-革兰染色TTG			采集-最终报告TAT
阶段	全时段	7：30— 21：00	21：00— 次日7：30	全时段	7：30— 21：00	21：00— 次日7：30
第1阶段	26.53 （20.47~39.08	24.55 （19.82~40.71）	28.52 （24.91~36.48）	70.96 （63.12~89.40）	69.18 （62.89~89.02）	76.14 （57.67~84.29）
第2阶段	24.08 （16.83~35.79）	23.53 （17.96~38.91）	27.40 （15.74~34.36）	65.15 （57.53~81.48）	65.83 （60.49~84.34）	59.96 （53.80~77.32）
Z值	1.748	1.123	1.392	3.418	1.819	3.421
P值	0.069	0.270	0.170	<0.001	0.035	<0.001

阶段	采集-上机TTI			采集-报阳TTP
阶段	全时段	7：30— 21：00	21：00— 次日7：30	全时段	7：30— 21：00	21：00— 次日7：30
第1阶段	1.97 （1.00~4.42）	1.29 （1.00~2.66）	4.55 （3.53~6.05）	21.09 （14.7~31.88）	19.99 （13.93~30.96）	23.83 （16.62~34.81）
第2阶段	0.44 （0.23~1.79）	0.83 （0.43~1.39）	0.77 （0.47~1.15）	16.10 （12.36~27.51）	15.01 （11.85~27.62）	16.07 （12.53~26.24）
Z值	3.679	3.439	4.588	1.821	1.799	1.932
P值	<0.001	<0.001	<0.001	0.034	0.044	0.027
阶段	采集-革兰染色TTG			采集-最终报告TAT
阶段	全时段	7：30— 21：00	21：00— 次日7：30	全时段	7：30— 21：00	21：00— 次日7：30
第1阶段	26.53 （20.47~39.08	24.55 （19.82~40.71）	28.52 （24.91~36.48）	70.96 （63.12~89.40）	69.18 （62.89~89.02）	76.14 （57.67~84.29）
第2阶段	24.08 （16.83~35.79）	23.53 （17.96~38.91）	27.40 （15.74~34.36）	65.15 （57.53~81.48）	65.83 （60.49~84.34）	59.96 （53.80~77.32）
Z值	1.748	1.123	1.392	3.418	1.819	3.421
P值	0.069	0.270	0.170	<0.001	0.035	<0.001

细菌名称	菌株数/株	TTP/h	Z值	P值	TAT/h	Z值	P值
阴性杆菌			2.709	0.006		1.239	0.012
第1阶段	719	14.40（11.56~20.28）			68.10（60.50~78.18）
第2阶段	173	12.62（10.46~17.17）			60.59（53.00~74.49）
肠杆菌科			2.671	0.014		3.821	<0.001
第1阶段	558	14.79（11.80~21.32）			69.59（61.43~81.72）
第2阶段	142	12.86（10.73~18.50）			61.46（55.39~74.51）
非发酵菌			0.210	0.926		0.978	0.274
第1阶段	160	13.08（11~17.06）			63.36（46.78~68.44）
第2阶段	31	10.62（7.7~16.10）			52.34（50.11~66.90）
阳性球菌			3.148	<0.001		2.395	0.019
第1阶段	601	23.92（17.41~30.92）			69.69（59.23~78.21）
第2阶段	174	16.17（13.51~25.27）			65.11（57.09~77.06）
葡萄球菌			3.392	<0.001		1.529	0.148
第1阶段	374	26.95（21.30~34.94）			67.94（51.52~84.00）
第2阶段	111	20.36（14.14~29.61）			65.15（58.40~81.56）
肠球菌			1.819	0.058		2.565	0.007
第1阶段	227	17.42（15.05~23.69）			70.41（64.58~77.08）
第2阶段	63	14.52（13.14~16.13）			63.88（53.58~75.96）