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. 2025 Jan 23;10(1):78-83.
doi: 10.3138/jammi-2024-0030. eCollection 2025 Mar.

Multicentre Experience on the Diagnostic Yield of PCR Testing for Bacterial Pathogens in Sterile Site Infections

Mohammad Rubayet Hasan  1   2   3 , Patrick Tang  4   5 , Anju Sharma  4 , Padman Jayaratne  1   2 , Candy Rutherford  1 , Sathyavathi Sundararaju  4 , Mohammed Suleiman  4 , Daniela Leto  1   2 , Deborah Yamamura  1   2 , Andres Perez-Lopez  4   5 , Marek Smieja  1   2   3
Affiliations

Multicentre Experience on the Diagnostic Yield of PCR Testing for Bacterial Pathogens in Sterile Site Infections

Mohammad Rubayet Hasan et al. J Assoc Med Microbiol Infect Dis Can. .

Abstract
in English, French

Background: Infections in sterile body sites are serious despite their low incidence. Accurate diagnosis is crucial for effective antimicrobial management. This study assessed the diagnostic yield of multiplex polymerase chain reaction (PCR) in identifying bacterial pathogens in sterile site specimens other than blood and cerebrospinal fluid.

Methods: Bacterial pathogen PCR panels were independently developed and validated by the laboratories at the Hamilton Regional Laboratory Medicine Program (HRLMP) in Canada and Sidra Medicine in Qatar. Retrospective culture and PCR data for the periods of July 2022 to November 2023 and September 2021 to February 2023 were extracted from the laboratory information systems of HRLMP and Sidra Medicine, respectively. The diagnostic yield of PCR between different groups was compared using the McNemar test or chi-square test.

Results: Validation studies showed 100% sensitivity for PCR assays in both laboratories, with varying specificity due to the detection of additional pathogens by PCR. Combining post-implementation data from both laboratories, 38.7% of 512 specimens were PCR-positive for target organisms, compared to 6.1% by culture. While the diagnostic yield of PCR was significantly higher than that of culture in both adult and paediatric populations (p < .001), HRLMP data indicated a significantly higher diagnostic yield of PCR in the paediatric population compared to adults (64.7% versus 17.4%; p < .001). The most commonly PCR-detected pathogens were Streptococcus pneumoniae, Streptococcus pyogenes, and Staphylococcus aureus, with pleural fluid being the most frequently positive specimen type.

Conclusion: This study supports using PCR alongside culture to enhance pathogen detection and improve the management of sterile site infections, particularly in paediatric patients.

Historique: Les infections de foyers biologiques stériles sont graves, malgré leur faible fréquence. Il est essentiel de poser un diagnostic précis pour proposer une prise en charge antimicrobienne efficace. La présente étude évalue le rendement diagnostique de l’amplification en chaîne par polymérase (PCR) multiplex pour détecter les agents pathogènes bactériens dans des échantillons d’autres foyers stériles que le sang et le liquide céphalorachidien.

Méthodologie: Les panels PCR d’agents pathogènes bactériens ont été créés de façon indépendante et validés par les laboratoires du Hamilton Regional Laboratory Medicine Program (HRLMP) du Canada et de Sidra Medicine au Qatar. Les chercheurs ont extrait les données rétrospectives sur les cultures et les tests PCR des systèmes d’information des laboratoires du HRLMP et de Sidra Medicine, pour les périodes de juillet 2022 à novembre 2023 et de septembre 2021 à février 2023, respectivement. Ils ont comparé le rendement diagnostique du test PCR entre divers groupes au moyen du test de McNemar et du test du chi carré.

Résultats: Les études de validation avaient une sensibilité de 100 % pour les dosages PCR dans les deux laboratoires, mais une spécificité variable en raison de la détection d’agents pathogènes supplémentaires. Lorsqu’on combinait les deux laboratoires après le début de l’étude, 38,7 % des 512 échantillons étaient positifs aux organismes cibles selon les tests PCR, par rapport à 6,1 % selon les cultures. Le rendement diagnostique du test PCR était considérablement plus élevé que celui des cultures, tant dans la population adulte que pédiatrique (p < 0,001). Selon les données du HRLMP, le rendement diagnostique du test PCR était considérablement plus élevé dans la population pédiatrique que dans celle des adultes (64,7 % par rapport à 17,4 %; p < 0,001). Le Streptococcus pneumoniae, le Streptococcus pyogenes et le Staphylococcus aureus étaient les agents pathogènes les plus détectés par test PCR, le liquide pleural étant le type d’échantillon le plus souvent positif.

Conclusion: L’étude préconise l’utilisation du test PCR conjointement aux cultures pour mieux déceler les agents pathogènes et améliorer la prise en charge des infections de foyers stériles, particulièrement chez les patients d’âge pédiatrique.

Keywords: PCR; culture; diagnosis; pediatric patients; pleural fluid; sterile site infections.

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The authors have nothing to disclose.

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