Implementazione di saggi molecolari multiplex nella diagnostica batteriologica: valutazione della performance e implicazioni cliniche

Introduction Syndromic multiplex molecular panels represent a major innovation in microbiological diagnostics, enabling rapid identification of etiological agents and key genetic determinants of antimicrobial resistance. The aim of this study was to evaluate the diagnostic performance and clinical impact of BioFire FilmArray® panels (BCID2, ME, Pneumonia Panel Plus, and GI) by comparing them with conventional culture-based diagnostic methods in routine laboratory practice. Methods A total of 835 clinical specimens were analyzed: 400 blood cultures, 158 cerebrospinal fluid samples, 309 lower respiratory tract samples, and 88 stool samples. Results obtained using molecular panels were compared with the traditional diagnostic workflow (culture, MALDI-TOF identification, and antimicrobial susceptibility testing). The evaluation included positive and negative percent agreement, discordance analysis, and detection of antimicrobial resistance genes. Results The BCID2 panel identified microbial targets in 338/400 blood cultures (84.5%), with an overall positive percent agreement of 97.7% and a negative percent agreement of 99.5%. Polymicrobial infections accounted for 19.5% of positive cases. Resistance genes such as mecA/C, vanA/B, blaKPC, blaNDM, blaOXA-48-like, and blaCTX-M were detected early, with phenotypic confirmation in 96–100% of cases. In cerebrospinal fluid samples, the ME panel showed an overall concordance of 100% (158/158), identifying 35 microbial targets, predominantly viral pathogens. In respiratory samples, the Pneumonia Panel Plus showed a positivity rate of 74.1% (229/309), with polymicrobial infections detected in 38.8% of cases, and a positive and negative percent agreement of 97.8% and 96.6%, respectively. For the GI panel, 61/88 samples (69.3%) were positive, with a positive percent agreement of 100% and a negative percent agreement of 97.5%, allowing the detection of bacterial, viral, and parasitic pathogens not always recoverable by culture. The use of molecular panels reduced turnaround time from 40–48 hours to 1.5–2.5 hours. Conclusions FilmArray® syndromic panels demonstrated high diagnostic performance and significant clinical value, particularly in polymicrobial infections and complex biological matrices. Their integration with culture-based diagnostics enables a faster and more targeted approach, supporting antimicrobial stewardship strategies while preserving the indispensable role of conventional culture methods.

Introduzione I pannelli molecolari multiplex sindromici rappresentano un’importante innovazione nella diagnostica microbiologica, consentendo l’identificazione rapida degli agenti eziologici e dei principali determinanti genetici di resistenza. Scopo dello studio è valutare la performance diagnostica e l’impatto clinico dei pannelli BioFire FilmArray® (BCID2, ME, Pneumonia Panel Plus e GI) confrontandoli con le metodiche colturali convenzionali nella pratica di laboratorio. Metodi Sono stati analizzati complessivamente 835 campioni clinici: 400 emocolture, 158 campioni di liquor, 309 campioni respiratori delle basse vie e 88 campioni fecali. I risultati ottenuti mediante i pannelli molecolari sono stati confrontati con il workflow diagnostico tradizionale (coltura, identificazione MALDI-TOF e antibiogramma). La valutazione ha incluso la concordanza positiva e negativa, l’analisi delle discordanze e la rilevazione dei geni di resistenza antimicrobica. Risultati Il pannello BCID2 ha identificato target microbici in 338/400 emocolture (84,5%), con una concordanza positiva globale del 97,7% e negativa del 99,5%. Le infezioni polimicrobiche hanno rappresentato il 19,5% dei casi positivi. Sono stati rilevati precocemente geni di resistenza quali mecA/C, vanA/B, blaKPC, blaNDM, blaOXA-48-like e blaCTX-M, con conferma fenotipica nel 96–100% dei casi. Nel liquor, il pannello ME ha mostrato una concordanza complessiva del 100% (158/158), identificando 35 target microbici, prevalentemente virali. Nei campioni respiratori, il Pneumonia Panel Plus ha evidenziato una positività del 74,1% (229/309), con infezioni polimicrobiche nel 38,8% dei casi e una concordanza positiva del 97,8% e negativa del 96,6%. Nel pannello GI, 61/88 campioni (69,3%) sono risultati positivi, con una concordanza positiva del 100% e negativa del 97,5%, permettendo l’identificazione di batteri, virus e parassiti non sempre rilevabili con la coltura. L’utilizzo dei pannelli molecolari ha consentito una riduzione del tempo di risposta da 40-48h ore a 1.5-2.5 ore. Conclusioni I pannelli sindromici FilmArray® dimostrano elevate performance diagnostiche e un significativo valore clinico, soprattutto nelle infezioni polimicrobiche e nelle matrici biologiche complesse. L’integrazione con la diagnostica colturale consente un approccio più rapido e mirato, supportando strategie di antimicrobial stewardship senza sostituire il ruolo imprescindibile della coltura.