Comparison of bacterial culture and pathogen inactivation to reduce transfusion transmitted bacteria in platelet transfusion

Authors

  • Apiwat Tiyapan Blood Bank, Department of Pathology, Faculty of Medicine, Ramathibodi Hospital, Mahidol University
  • Wimol Thienphopirak Blood Bank, Department of Pathology, Faculty of Medicine, Ramathibodi Hospital, Mahidol University
  • Atisak Jiaranaikulwanich Microbiology Laboratory, Department of Pathology, Faculty of Medicine, Ramathibodi Hospital, Mahidol University
  • Thitiphorn Bhakbhumpong National Blood Centre, Thai Red Cross Society
  • Pimpun Kitpoka Blood Bank, Department of Pathology, Faculty of Medicine, Ramathibodi Hospital, Mahidol University

Keywords:

Transfusion-transmitted bacterial infection, Platelet transfusion, Automated bacterial culture detection, Pathogen inactivation, การติดเชื้อแบคทีเรีย, การให้เกล็ดเลือด, การเพาะเชื้อแบคทีเรียในเกล็ดเลือด, การยับยั้งเชื้อ

Abstract

Abstract:
Introduction: Transfusion-transmitted bacterial infection (TTBI) is a severe transfusion reaction commonly found in platelet transfusion. Currently used preventive methods are automated bacterial culture detection (ABCD) and pathogen inactivation (PI). Objective: The objective of this study is to compare the prevalence of TTBI in patients who received non-ABCD screened platelets with ABCD screened and PI platelets. Materials and Methods: The data of the patients who received non-ABCD screened, ABCD screened and PI platelets were analyzed for evidence of TTBI from August 2018 to April 2021. ABCD screened platelet units were from the National Blood Centre, Thai Red Cross Society (NBC, TRCS) and PI platelet units in platelet additive solution (PAS) were produced in Ramathibodi Hospital. Results: Seven thousand one hundred and seven non-screened ABCD, 11,494 screened ABCD and 1,430 PI platelet units were transfused to patients in Ramathibodi Hospital. The prevalence of TTBI was 1 in 7,107 for non-screened ABCD platelet units (14.07:100,000 transfused platelets). The causative organism was Staphylococcus epidermidis. No TTBI was observed in ABCD screened and PI platelet transfusion. Nineteen in eleven thousand four hundred and ninety-seven (0.17%) platelet samples from ABCD screened platelet units had positive culture results. Sixteen platelet units were already transfused, 2 units were recalled and sent back to the NBC, TRCS and 1 unit was expired. Cutibacterium acnes, Cellulosimicrobium cellulans and Cutibacterium granulosum were identified by subculture in 16, 2 and 1 platelet samples, respectively. Conclusion: Both ABCD and PI can reduce the risk of TTBI from platelet transfusion. The most commonly found organism in platelet samples by ABCD was Cutibacterium acnes. The decision to choose which preventive method provides more management effective depends on the resources and workflow of each blood production center.

บทคัดย่อ
บทนำ Transfusion-transmitted bacterial infection (TTBI) เป็นปฏิกิริยาไม่พึงประสงค์จากการให้เกล็ดเลือดที่พบได้บ่อยและinactivation (PI) ก่อนให้เกล็ดเลือดแก่ผู้ป่วย วัตถุประสงค์ การศึกษานี้ต้องการการเปรียบเทียบความชุกของการเกิด TTBI ในผู้ป่วยที่ได้รับเกล็ดเลือดที่ไม่ได้ผ่านการตรวจ ABCD กับผู้ป่วยที่ได้รับเกล็ดเลือดที่ผ่านการตรวจ ABCD หรือได้รับ PI platelets วัสดุและวิธีการ เก็บและวิเคราะห์ข้อมูลผู้ป่วยที่ได้รับเกล็ดเลือดซึ่งผ่านและไม่ได้ผ่านการตรวจ ABCD จากศูนย์บริการโลหิตแห่งชาติ สภากาชาดไทย และเกล็ดเลือดที่ผ่านการทำ PI ซึ่งผลิตโดยคลังเลือด โรงพยาบาลรามาธิบดี ตั้งแต่เดือนสิงหาคม พ.ศ. 2561 ถึงเดือนเมษายน พ.ศ. 2564 ผลการศึกษา มีการให้เกล็ดเลือดที่ไม่ได้ผ่านการตรวจ ABCD ในโรงพยาบาลรามาธิบดีจำนวน 7,107 ยูนิต พบความชุกของ TTBI เป็น 1/7,107 (14.07:100,000 transfused platelets) เชื้อที่ก่อให้เกิด TTBI คือ Staphylococcus epider-midis มีการให้เกล็ดเลือดที่ผ่านการตรวจ ABCD 11,494 units และผ่านการทำ PI 1,430 units ไม่พบว่ามีผู้ป่วยเกิดอาการของ TTBI มีตัวอย่างเกล็ดเลือดทั้งหมด 19/11,497 ตัวอย่าง (0.17%) ที่มีผลตรวจ ABCD เป็นบวก ได้ให้ผู้ป่วยไปแล้วทั้งหมด 16 ยูนิต ส่งคืนศูนย์บริการโลหิตแห่งชาติ 2 ยูนิต และอีก 1 ยูนิต หมดอายุ ผล subculture จำนวน 16 ตัวอย่างจาก 19 ตัวอย่าง พบเชื้อ Cutibacterium acnes อีก 2 ตัวอย่างพบเชื้อ Cellulosimicrobium cellulans และอีก 1 ตัวอย่างพบเชื้อ เป็น Cutibacterium granulosum สรุป ทั้ง ABCD และ PI สามารถลดความเสี่ยงการเกิด TTBI จากการให้เกล็ดเลือด เชื้อที่พบมากที่สุดในตัวอย่างเกล็ดเลือดจากการตรวจ ABCD คือ Cutibacterium acnes การพิจารณาเลือกว่าจะใช้วิธีใดในการป้องกันการเกิด TTBI ขึ้นอยู่กับทรัพยากรและขั้นตอนการปฏิบัติงานของคลังเลือดแต่ละแห่ง

Downloads

Download data is not yet available.

References

Haass KA, Sapiano MRP, Savinkina A, Kuehnert MJ, Basavaraju SV. Transfusion-transmitted infections reported to the national healthcare safety network hemovigilance module. Transfus Med Rev. 2019;33:84–91.

Levy JH, Neal MD, Herman JH. Bacterial contamination of platelets for transfusion: strategies for prevention. Crit Care. 2018;22:271. doi: 10.1186/s13054-018-2212-9.

Centers for Disease Control and Prevention (CDC). Fatal bacterial infections associated with platelet transfusions--the United States, 2004. MMWR Morb Mortal Wkly Rep. 2005;54:168-70.

Schrezenmeier H, Walther‐Wenke G, Müller TH, Weinauer F, Younis A, Holland‐Letz T, et al. Bacterial contamination of platelet concentrates: results of a prospective multicenter study comparing pooled whole blood-derived platelets and apheresis platelets. Transfusion. 2007;47:644–52.

Guinet F, Carniel E, Leclercq A. Transfusion-transmitted Yersinia enterocolitica Sepsis. Clinical Infectious Diseases. 2011;53:583–91.

Prax M, Bekeredjian-Ding I, Krut O. Microbiological screening of platelet concentrates in Europe. Transfus Med Hemother. 2019;46:76–86.

Murphy WG, Coakley P. Testing platelet components for bacterial contamination. Transfus Apher Sci. 2011;45:69–74.

Braine H, Kickler T, Charache P, Ness P, Davis J, Reichart C, et al. Bacterial sepsis secondary to platelet transfusion: an adverse effect of extended storage at room temperature. Transfusion. 1986 ;26:391–3.

U.S. Food & Drug Administration. Bacterial risk control strategies for blood collection establishments and transfusion services to enhance the safety and availability of platelets for transfusion. Silver Spring, MD. 2020. Available from: https://www.fda.gov/media/123448/download.

Subcommittee of document development, committee of hemovigilance, National Blood Centre, Thai Red Cross Society. National Hemovigilance Guideline. Bangkok: National Blood Centre, Thai Red Cross Society; 2015.

Perez P, Salmi LR, Folléa G, Schmit J-L, De Barbeyrac B, Sudre P, et al. Determinants of transfusion-associated bacterial contamination: results of the French Bacthem case-control study. Transfusion. 2001;41:862–72.

Benjamin RJ, Braschler T, Weingand T, Corash LM. Hemovigilance monitoring of platelet septic reactions with effective bacterial protection systems. Transfusion. 2017;57:2946–57.

Thyer J, Perkowska-Guse Z, Ismay SL, Keller AJ, Chan HT, Dennington PM, et al. Bacterial testing of platelets - has it prevented transfusion-transmitted bacterial infections in Australia? Vox Sang. 2018;113:13–20.

Vamvakas EC, Blajchman MA. Transfusion-related mortality: the ongoing risks of allogeneic blood transfusion and the available strategies for their prevention. Blood. 2009;113:3406–17.

Jenkins C, Ramírez-Arcos S, Goldman M, Devine DV. Bacterial contamination in platelets: incremental improvements drive down but do not eliminate risk. Transfusion. 2011;51:2555–65.

Fang CT, Chambers LA, Kennedy J, Strupp A, Fucci M-CH, Janas JA, et al. Detection of bacterial contamination in apheresis platelet products: American Red Cross experience, 2004. Transfusion. 2005;45:1845–52.

Dunne WM, Case LK, Isgriggs L, Lublin DM. In-house validation of the BACTEC 9240 blood culture system for detection of bacterial contamination in platelet concentrates. Transfusion. 2005 ;45:1138–42.

Störmer M, Kleesiek K, Dreier J. Propionibacterium acnes lacks the capability to proliferate in platelet concentrates. Vox Sang. 2008;94:193–201.

Renz N, Mudrovcic S, Perka C, Trampuz A. Orthopedic implant-associated infections caused by Cutibacterium spp. - a remaining diagnostic challenge. PLoS One. 2018;13. e0202639. doi: 10.1371/journal.pone.0202639.

Horth RZ, Jones JM, Kim JJ, Lopansri BK, Ilstrup SJ, Fridey J, et al. Fatal Sepsis Associated with Bacterial Contamination of Platelets - Utah and California, August 2017. MMWR Morb Mortal Wkly Rep. 2018;67:718-722.

McDonald CP, Hartley S, Orchard K, Hughes G, Brett MM, Hewitt PE, et al. Fatal Clostridium perfringens sepsis from a pooled platelet transfusion. Transfus Med. 1998;8:19–22.

Nakase K, Fukushima H, Yukawa T, Nakaminami H, Fujii T, Noguchi N. Propionibacterium acnes has low susceptibility to chlorhexidine digluconate. Surg Infect (Larchmt). 2018;19:298–302.

Saltzman MD, Nuber GW, Gryzlo SM, Marecek GS, Koh JL. Efficacy of surgical preparation solutions in shoulder surgery. J Bone Joint Surg Am. 2009;91:1949–53.

Gonzales Zamora JA, Camps N. Bacteremia caused by cellulosimicrobium in a bone marrow transplant patient: a case report and literature review. IDCases. 2018;11:64–6.

Ellerbroek P, Kuipers S, Rozenberg-Arska M, Verdonck L, Petersen E. Oerskovia xanthineolytica: a new pathogen in bone marrow transplantation. Bone Marrow Transplant. 1998;22:503–5.

Rivero M, Alonso J, Ramón MF, Gonzales N, Pozo A, Marín I, et al. Infections due to Cellulosimicrobium species: case report and literature review. BMC Infect Dis. 2019;19:816. doi: 10.1186/s12879-019-4440-2.

Rowlinson M-C, Bruckner DA, Hinnebusch C, Nielsen K, Deville JG. Clearance of Cellulosimicrobium cellulans bacteremia in a child without central venous catheter removal. J Clin Microbiol. 2006;44:2650–4.

McCullough J, Goldfinger D, Gorlin J, Riley WJ, Sandhu H, Stowell C, et al. Cost implications of implementation of pathogen-inactivated platelets. Transfusion. 2015;55:2312–20.

SaBTO: Advisory Committee on the Safety of Blood, Tissues and Organs. Pathogen Inactivation of Platelets: Report of the SaBTO Working Group (2014). Available from:

https://www.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/324354/SaBTO_platelets_report.pdf.

Schmidt M, Hourfar MK, Sireis W, Pfeiffer U, Göttig S, Kempf VAJ, et al. Evaluation of the effectiveness of a pathogen inactivation technology against clinically relevant transfusion-transmitted bacterial strains. Transfusion. 2015;55:2104–12.

Estcourt LJ, Malouf R, Hopewell S, Trivella M, Doree C, Stanworth SJ, et al. Pathogen-reduced platelets for the prevention of bleeding. Cochrane Database Syst Rev. 2017;7:CD009072. doi: 10.1002/14651858.CD009072.pub3.

Garraud O, Lozano M. Pathogen inactivation/reduction technologies for platelet transfusion: Where do we stand? Transfus Clin Biol. 2018;25:165–71.

Makroo RN, Sardana R, Mediratta L, Butta H, Thakur UK, Agrawal S, et al. Evaluation of bacterial inactivation in random donor platelets and single-donor apheresis platelets by the INTERCEPT blood system. Asian J Transfus Sci. 2018;12:146–53.

Infanti L, Holbro A, Passweg J, Bolliger D, Tsakiris DA, Merki R, et al. Clinical impact of amotosalen-ultraviolet A pathogen-inactivated platelets stored for up to 7 days. Transfusion. 2019;59:3350–61.

Downloads

Published

2022-03-24

Issue

Section

นิพนธ์ต้นฉบับ (Original article)