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顯色培養基的發展十年
點擊次數:87 發布時間:2019-07-24

(—)介紹

 

過去25年,顯色培養基在臨床獲得了廣泛的應用。過去10年,顯色培養基的檢測范圍不斷擴大,已包括銅綠假單胞菌、B族鏈球菌、艱難梭菌、彎曲菌、小腸結腸炎耶爾森菌以及一些耐藥菌等。

 

顯色培養基檢測目標菌,是基于它們的酶活性。然而,這些酶活性并非100%菌種特異性的,因此還需使用酶底物作為代謝物以及選用選擇因子。

 

大部分的顯色培養基同時有選擇和鑒別功能,能抑制無關菌群。它使得目標菌產生特別顏色,從而減少了待檢菌的數量。它減少了勞動量,減少了試劑的使用,所需使用的生化試劑和血清學試劑更少。它能快速確證病原菌,減少了出報告的總花費時間。因為致病菌菌落帶有顏色,比較顯著,而不會被漏檢,因而改善了的檢出率。

 

(二)病原菌的檢測

 

臨床用于致病菌檢測的顯色培養基已有不少種,和傳統培養基相比,顯色培養基需要更少的驗證試驗,尤其對于那些近似目標菌的伴生菌。顯色培養基的鑒別能力還體現在念珠菌顯色培養基上。和傳統的沙氏氯霉素平板相比,念珠菌顯色瓊脂可以鑒別不同種的念珠菌,而且還有助于耐藥念珠菌的檢測。

 

志賀菌產生的酶較少,因而限制了顯色培養基的開發。然而,現在已發現所有志賀菌物種都合成β-核糖苷酶(ribosidase),可作為顯色培養基開發的基礎。

 

產志賀毒素大腸桿菌(STEC)受到臨床的重視。但一些STEC的血清型菌種發酵山梨醇,因而限制了山梨醇麥康凱瓊脂的臨床應用。

 

從糞便中分離小腸結腸炎耶爾森菌,常用CIN瓊脂,它是基于該致病菌以甘露醇發酵為基礎。但CIN瓊脂的局限是,一些其他腸桿菌科也能生長和發酵甘露醇。而顯色培養基則能提高特異性。

 

 

圖.HiMedia的小腸結腸炎耶爾森菌顯色培養基,貨號M2025(需添加劑FD034)

 

 

不動桿菌,尤其是鮑曼不動桿菌,是重要的院內病原體。對碳青霉烯類抗生素有耐藥性的不動桿菌已引起了廣泛關注,因為這些耐藥菌非常難以治療。曾有人評估不動桿菌顯色培養基的靈敏度和特異性分別為91.7%和89.6%。

 

圖.HiMedia不動桿菌顯色培養基,貨號M1938(需添加劑FD271)

 

 

(三)實驗室自動化對顯色培養基應用的影響

 

過去10年,臨床實驗室的顯著變化是引入了MALDI-TOF質譜用于快速準確的鑒定微生物物種。但對于診斷來說,先行培養仍然是大部分MALDI-TOF的先決條件。MALDI-TOF只是顯色培養基的輔助手段。由于沒有哪個顯色培養基能保證絕對的特異性,因而需要進一步的菌種鑒定。

 

MALDI-TOF的主要好處是將病原菌的鑒定時間減少到1個小時以內,并降低了鑒定的成本。MALDI-TOF質譜能彌補一些培養基特異性缺乏的問題,但不能解決培養基靈敏度的問題。

 

實驗室自動化涵蓋了樣本的平板接種、菌落自動計數和分析。數字自動成像軟件可以觀察到菌落顏色像素的差異。顯色培養基特別適合數字自動化。可以在軟件上設定顏色閾限,以區分出目標菌。其他有好幾項研究也發現,數字成像可以彌補一開始人為讀數的漏檢。

 

(四)顯色培養基和分子診斷方法的比較

 

PCR、生物芯片和全基因組測序在臨床診斷實驗室已獲得了應用。它們和傳統培養法一起,同樣存在方法上的利弊。第一個考慮因素是靈敏度。有研究發現,PCR和顯色培養基培養法對于篩查艱難梭菌和萬古霉素耐藥的腸球菌具有

同等的靈敏度。然而,艱難梭菌培養后還需對毒素基因進行證實,而PCR的好處是一次即可同時完成。對于無乳鏈球菌,有報道說PCR法比顯色培養基法更靈敏,但在肉湯增菌后,兩種方法的靈敏度則沒有區別。另有研究顯示,對于MRSA的檢測,如果有增菌這一步或者孵育時間達到48h,顯色培養基的靈敏度是不亞于PCR的。

 

對于胃腸炎,傳統診斷比較費事,需要培養(包括肉湯增菌)、鏡下觀察和免疫方法檢測。對于一些病原菌如STEC,分子診斷比培養法更有優勢。有人對13974個糞便樣本進行檢驗,發現除了沙門氏菌之外,其他如空腸彎曲菌、志賀菌等,多重PCR法比傳統培養法更有優勢。有些商品化的平臺還可自動完成核酸提取、逆轉錄和擴增、分析,可在1小時內檢測22種病原體。

 

PCR結果可在幾小時內出來,而培養法要在18h-48h后。但PCR比培養法的價格要高。對耐藥菌和耐藥基因同時檢測時,應進行方法互補。如果PCR法發現了耐藥基因,則通過培養法檢出耐藥菌,并對該菌種并進行藥敏試驗。總之,培養法分離病原體仍然是一種重要方法,它可進行藥敏試驗,監測感染的爆發,并將感染原因與最初源頭(如污染的食品)聯系起來。

 

盡管分子方法看上去存在一些優勢,但也仍存在些固有不足。如:對藥敏試驗前需先分離病原菌,這一點PCR法無法實現。PCR的另一個問題是存在新基因和基因變異。例如,一個病原體攜帶一個耐藥新基因,它可能逃避PCR的檢測,而它因為表達耐藥表型,卻能被顯色培養基給檢出來。

 

 

參考文獻:

Perry JD. 2017. A decade of development of chromogenic culture media

for clinical microbiology in an era of molecular diagnostics. Clin Microbiol Rev. 30:449–479.

 

HiMedia公司是國際知名微生物產品生產商,一直致力于微生物培養基和細胞培養基的研發和生產,其顯色培養基有80多種,涵蓋各個領域,包括無動物源成分及化學限定的,并具有WHO GMP認證、ISO9001:2008,ISO13485:2003認證,CE認證和FDA注冊登記。其產品行銷全球140多個國家。

 

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