Antibiotikum érzékenységi vizsgálat - Antibiotic sensitivity testing
Antibiotikum érzékenységi vizsgálat vagy antibiotikum érzékenységi vizsgálat a mérése a fogékonyság a baktériumok az antibiotikumokra . Azért használják, mert a baktériumok bizonyos antibiotikumokkal szemben rezisztensek lehetnek . Az érzékenységi tesztek eredményei lehetővé teszik, hogy a klinikus megváltoztatja az antibiotikumok választását az empirikus terápiáról , amikor az antibiotikumot a fertőzés helyével és a gyakori kórokozó baktériumokkal kapcsolatos klinikai gyanú alapján választják ki az irányított terápiára , amelyben az antibiotikum kiválasztása a szervezet és annak érzékenysége ismeretén alapul.
Az érzékenységi vizsgálat általában orvosi laboratóriumban történik , és olyan tenyésztési módszereket alkalmaz, amelyek a baktériumokat antibiotikumoknak teszik ki, vagy olyan genetikai módszereket, amelyek azt vizsgálják, hogy a baktériumoknak vannak -e rezisztenciát biztosító génjei. A tenyésztési módszerek gyakran magukban foglalják a baktériumok szaporodása nélküli területek átmérőjének, az úgynevezett gátlási zónáknak az antibiotikumokat tartalmazó papírkorongok körül történő mérését olyan agartenyésztő edényeken , amelyeket egyenletesen oltottak be baktériumokkal. A minimális gátló koncentráció , amely az antibiotikum legalacsonyabb koncentrációja, amely megállítja a baktériumok növekedését, a gátlási zóna méretéből becsülhető meg.
Antibiotikum érzékenységi vizsgálatra volt szükség a béta-laktám antibiotikum penicillin felfedezése óta . A kezdeti módszerek fenotípusosak voltak, és tenyésztést vagy hígítást foglaltak magukban. Az Etest , antibiotikummal impregnált csík az 1980 -as évek óta elérhető, és a genetikai módszerek, mint például a polimeráz láncreakció (PCR) tesztelése a 2000 -es évek eleje óta elérhető. Folyamatos kutatások folynak a jelenlegi módszerek javításáról, gyorsabbá vagy pontosabbá tételükkel, valamint új vizsgálati módszerek, például mikrofluidikák kifejlesztésével .
Felhasználások
A klinikai orvoslásban az antibiotikumokat leggyakrabban a személy tünetei és orvosi irányelvei alapján írják fel . Ezt az antibiotikum -kiválasztási módszert empirikus terápiának nevezik , és azon a tudáson alapul, hogy mely baktériumok okozzák a fertőzést, és milyen antibiotikumokra lehetnek érzékenyek vagy rezisztensek. Például egy egyszerű húgyúti fertőzés kezelhető trimetoprim/szulfametoxazollal . Ennek az az oka, hogy az Escherichia coli a legvalószínűbb kórokozó baktérium, és érzékeny lehet erre a kombinált antibiotikumra . A baktériumok azonban ellenállhatnak az antibiotikumok több osztályának . Ez az ellenállás annak köszönhető, hogy egy baktériumtípus belső rezisztenciája bizonyos antibiotikumokkal szemben, az antibiotikumok korábbi expozícióját követő rezisztencia miatt, vagy azért, mert a rezisztencia más forrásokból, például plazmidokból is továbbítható . Az antibiotikum érzékenység vizsgálata információt nyújt arról, hogy mely antibiotikumok nagyobb valószínűséggel lesznek sikeresek, ezért ezeket a fertőzés kezelésére kell használni.
Néhány országban az antibiotikum érzékenység vizsgálatát populációs szinten is végzik szűrés formájában . Ennek célja az antibiotikumokkal (például meticillin-rezisztens Staphylococcus aureus - szal) szembeni rezisztencia háttér-arányának felmérése , és befolyásolhatja az irányelveket és a közegészségügyi intézkedéseket.
Mód
Miután a mikrobiológiai tenyésztés után azonosítottak egy baktériumot , antibiotikumokat választanak ki az érzékenységi vizsgálathoz. Az érzékenységi vizsgálati módszerek azon alapulnak, hogy a baktériumokat antibiotikumoknak teszik ki, és megfigyelik a baktériumok növekedésére gyakorolt hatást (fenotípusos vizsgálat), vagy specifikus genetikai markereket azonosítanak (genetikai tesztelés). Az alkalmazott módszerek minőségi jellegűek lehetnek, vagyis az eredmény azt jelzi, hogy az ellenállás jelen van vagy nincs jelen; vagy kvantitatív, minimális gátló koncentráció (MIC) alkalmazásával írja le az antibiotikum azon koncentrációját, amelyre egy baktérium érzékeny.
Számos tényező befolyásolhatja az antibiotikum érzékenységi vizsgálat eredményeit, beleértve a műszer meghibásodását, a hőmérsékletet, a nedvességet és az antimikrobiális szer hatékonyságát. A minőségellenőrzés (QC) segít a teszteredmények pontosságának biztosításában. Az olyan szervezetek, mint az American Type Culture Collection és a National Collection of Type Cultures, olyan baktériumtörzseket biztosítanak, amelyek ismert rezisztencia -fenotípusokkal rendelkeznek, és amelyek felhasználhatók a minőség ellenőrzésére.
Fenotípusos módszerek
Tesztelés alapuló kiteszik baktériumok antibiotikumokkal felhasználások agar lemezeken vagy hígítás agar vagy húsleves. Az antibiotikumok kiválasztása a termesztett szervezettől és a helyben kapható antibiotikumoktól függ. Annak érdekében, hogy az eredmények pontosak legyenek, szabványosítani kell az agarhoz vagy a húsleveshez (az oltóanyaghoz ) hozzáadott baktériumkoncentrációt . Ezt úgy érjük el, hogy a sóoldatban vagy húslevesben szuszpendált baktériumok zavarosságát összehasonlítjuk a McFarland szabványokkal - olyan megoldásokkal, amelyek zavarossága megegyezik egy adott koncentrációjú baktériumokat tartalmazó szuszpenzióéval. Miután a megfelelő koncentráció (leggyakrabban egy a 0,5 McFarland standard) elérte, ami lehet vizuális vizsgálattal határoztuk meg, vagy fotometriával , az inokulumot adunk a növesztő tápközegben .
Kézikönyv
A korongdiffúziós módszer magában foglalja a baktériumtörzs kiválasztását, az agarlemezre helyezését és a baktériumok növekedésének megfigyelését az antibiotikummal impregnált lemezek közelében. Ezt Kirby-Bauer módszernek is nevezik , bár módosított módszereket is használnak. Bizonyos esetekben a vizeletmintákat vagy pozitív vértenyésztési mintákat közvetlenül a vizsgálati közegre kell felhordani, megkerülve a szervezet izolálásának előzetes lépését. Ha az antibiotikum gátolja a mikrobák növekedését, akkor a lemez körül tiszta gyűrű vagy gátlási zóna látható. A baktériumokat az antibiotikumokkal szemben érzékenynek, közepesnek vagy rezisztensnek minősítik, ha összehasonlítják a gátlási zóna átmérőjét a meghatározott küszöbértékekkel, amelyek korrelálnak a MIC -kkel.
A Mueller-Hinton agart gyakran használják a korongdiffúziós tesztben. A Klinikai és Laboratóriumi Szabványügyi Intézet (CLSI) és az Európai Antimikrobiális érzékenységi Vizsgálati Bizottság (EUCAST) szabványokat biztosít az agar típusára és mélységére, az inkubációs hőmérsékletre és az eredmények elemzési módszerére vonatkozóan. A korongdiffúziót a legolcsóbb és legegyszerűbb módszernek tekintik az érzékenység vizsgálatára, és könnyen alkalmazkodik az újonnan elérhető antibiotikumok vagy készítmények vizsgálatához. Néhány lassan növekvő és igényes baktériumot nem lehet pontosan tesztelni ezzel a módszerrel, míg mások, mint például a Streptococcus fajok és a Haemophilus influenzae , tesztelhetők, de speciális növekedési tápközeget és inkubációs körülményeket igényelnek.
A gradiens módszerek, például az Etest , agarra helyezett műanyag csíkot használnak. Egy különböző koncentrációjú antibiotikumokkal impregnált műanyag csíkot teszünk egy tenyésztő táptalajra, és a tenyésztő tápközeget egy inkubációs időszak után megnézzük. A minimális gátló koncentrációt a könnycsepp alakú gátlási zóna metszéspontja alapján lehet azonosítani. Több csík használható különböző antibiotikumokhoz. Ezt a típusú vizsgálatot diffúziós tesztnek tekintik.
Az agar és a húsleves hígítási módszereiben a baktériumokat több kis csőbe helyezzük, különböző koncentrációjú antibiotikumokkal. Azt, hogy egy baktérium érzékeny -e vagy sem, vizuális ellenőrzés vagy automatikus optikai módszerek határozzák meg, egy inkubációs időszak után. A húsleves hígítását a fenotípusos vizsgálatok aranystandardjának tekintik. A legalacsonyabb növekedést gátló antibiotikumkoncentrációt MIC -nek tekintik.
Automatizált
Léteznek olyan automatizált rendszerek, amelyek megismétlik a manuális folyamatokat, például képalkotó és szoftveranalízis segítségével jelentik a gátlási zónát a diffúziós tesztelés során, vagy mintákat adagolnak, és meghatározzák a hígítási tesztek eredményeit. Az AST leggyakoribb módszerei az automatizált műszerek, például a VITEK 2, a BD Phoenix és a Microscan rendszerek. Az egyes műszerek specifikációi eltérőek, de az alapelv egy bakteriális szuszpenzió bevezetése az előre elkészített antibiotikumpanelekbe. A paneleket inkubáljuk, és a baktériumok szaporodásának antibiotikum általi gátlását automatikusan mérjük olyan módszerek alkalmazásával, mint a turbidimetria , spektrofotometria vagy fluoreszcencia detektálás. Egy szakértői rendszer korrelálja a MIC -ket az érzékenységi eredményekkel, és az eredményeket automatikusan továbbítják a laboratóriumi információs rendszerbe érvényesítés és jelentés céljából. Bár az ilyen automatizált tesztelés kevésbé munkaigényes és szabványosabb, mint a kézi tesztelés, pontossága viszonylag gyenge lehet bizonyos organizmusok és antibiotikumok esetében, így a korongdiffúziós teszt tartalék módszerként is hasznos marad.
Genetikai módszerek
Genetikai teszteléssel, például polimeráz láncreakcióval (PCR), DNS mikroarray-vel , DNS-chipekkel és hurok által közvetített izotermikus amplifikációval lehet megállapítani, hogy a baktériumok rendelkeznek-e olyan génekkel, amelyek antibiotikum-rezisztenciát eredményeznek. Egy példa a PCR-kimutatására a mecA gént béta-laktám rezisztens Staphylococcus aureus . Egyéb példák közé tartoznak tesztelésére használható vancomycin rezisztencia gének vanA és vanB a Enteroccocus fajok, és antibiotikum-rezisztencia a Pseudomonas aeruginosa , Klebsiella pneumoniae és az Escherichia coli . Ezeknek a teszteknek az az előnye, hogy a megfigyelhető módszerekkel összehasonlítva közvetlenek és gyorsak, és nagy valószínűséggel észlelnek egy megállapítást, ha van ilyen. Azonban az, hogy a rezisztencia géneket kimutatják -e, nem mindig felel meg a fenotípusos módszerrel tapasztalt rezisztenciaprofilnak. A tesztek szintén drágák, és kifejezetten képzett személyzetet igényelnek.
A polimeráz láncreakció egy módszer az antibiotikum -érzékenységgel kapcsolatos gének azonosítására. A PCR eljárás során egy baktérium DNS -e denaturálódik, és a kettős spirál két szála elválik. A keresett génre specifikus láncindítókat adjuk a DNS-t tartalmazó oldathoz, és egy DNS-polimerázt adunk a keverékhez, amely szükséges molekulákat (például nukleotidokat és ionokat ) tartalmaz. Ha a megfelelő gén jelen van, minden alkalommal, amikor ez a folyamat fut, a célgén mennyisége megkétszereződik. Ezt a folyamatot követően a gének jelenlétét különféle módszerekkel bizonyítják, beleértve az elektroforézist , a Southern blotot és más DNS -szekvenálási elemzési módszereket.
A DNS mikrotömbök és chipek komplementer DNS -t kötnek egy célgénhez vagy nukleinsavszekvenciához. Ennek az az előnye, hogy egyszerre több gén is értékelhető.
MALDI-TOF
A mátrix-asszisztált lézeres deszorpciós ionizációs idő a repülési tömegspektrometria (MALDI-TOF MS) egy másik módszer az érzékenység vizsgálatára. Ez a repülési idő tömegspektrometriájának egy formája , amelyben a baktérium molekulái mátrix-asszisztált lézeres deszorpciónak vannak kitéve . Az ionizált részecskéket ezután felgyorsítják, és spektrális csúcsokat rögzítenek, ami egy olyan expressziós profilt eredményez, amely képes megkülönböztetni specifikus baktériumtörzseket az ismert profilokkal való összehasonlítás után. Ez magában foglalja az antibiotikum-érzékenységi vizsgálatok összefüggésében olyan törzseket is, mint a béta-laktamázt termelő E coli . A MALDI-TOF gyors és automatizált. Az ilyen formátumú tesztelésnek azonban vannak korlátai; az eredmények nem egyeznek a fenotípusos vizsgálatok eredményeivel, és a beszerzés és a karbantartás költséges.
Jelentés
A vizsgálat eredményeit táblázatként, néha antibiogramnak nevezik. A baktériumokat érzékenynek, rezisztensnek vagy közepes rezisztenciával jelölték meg az antibiotikumokkal szemben a minimális gátló koncentráció (MIC) alapján, amely az antibiotikum legalacsonyabb koncentrációja, amely megállítja a baktériumok növekedését. A MIC -t összehasonlítják az adott baktérium és antibiotikum standard küszöbértékeivel (töréspontok). Ugyanazon organizmus és antibiotikum töréspontjai eltérhetnek a fertőzés helyétől függően: például a CLSI általában úgy határozza meg a Streptococcus pneumoniae -t, mint érzékenyet az intravénás penicillinre, ha a MIC -érték ≤0,06 μg/ml, közbenső, ha a MIC -érték 0,12–1 μg/ml, és rezisztensek, ha a MIC ≥ 2 μg/ml, de agyhártyagyulladás esetén a töréspontok lényegesen alacsonyabbak. Néha az, hogy egy antibiotikumot rezisztensnek jelölnek-e, az olyan baktériumok jellemzőin is alapul, amelyek ismert rezisztencia-módszerekkel, például a béta-laktamáz- termelés lehetőségével vannak összefüggésben . Megfigyelhetők a gyógyszerrezisztencia vagy a több gyógyszerrel szembeni rezisztencia specifikus mintái , például a kiterjesztett spektrumú béta-laktamáz jelenléte . Az ilyen információk hasznosak lehetnek a klinikus számára, aki megváltoztathatja az empirikus kezelést egy személyre szabott kezelésre, amely csak a kórokozó baktériumra irányul.
Klinikai gyakorlat
Az ideális antibiotikum -terápia az ok -okozati tényező és az antibiotikum -érzékenység meghatározásán alapul. Az empirikus kezelést gyakran még a laboratóriumi mikrobiológiai jelentések rendelkezésre állása előtt megkezdik. Ez a klinikai irányelvek alapján gyakori vagy viszonylag kisebb fertőzésekre (például közösségben szerzett tüdőgyulladás ) vagy súlyos fertőzésekre, például szepszisre vagy bakteriális agyhártyagyulladásra vonatkozik , amelyeknél a késleltetett kezelés jelentős kockázatokat hordoz. Az egyes antibiotikumok hatékonysága a fertőzés anatómiai helyétől, az antibiotikum azon képességétől függően változik, hogy képes -e elérni a fertőzés helyét, és hogy a baktériumok képesek -e ellenállni vagy inaktiválni az antibiotikumot.
Az antibiotikum érzékenység vizsgálatához szükséges mintákat ideális esetben a kezelés megkezdése előtt összegyűjtik. Mintát lehet venni a feltételezett fertőzés helyéről; mint például egy hemokultúra mintát, amikor baktériumok jelenlétének gyanúja, hogy jelen legyen a véráramban ( bacteriaemia ), egy köpet minta esetében egy tüdőgyulladás , vagy a vizelet minta esetében egy húgyúti fertőzés . Néha több mintát is lehet venni, ha a fertőzés forrása nem világos. Ezeket a mintákat átviszik a mikrobiológiai laboratóriumba, ahol azokat tenyésztő táptalajhoz adják, ahol vagy ahol a baktériumok szaporodnak, amíg elegendő mennyiségben vannak jelen az azonosításhoz és az érzékenységi vizsgálatokhoz.
Az antibiotikum érzékenység vizsgálatának befejezésekor jelenteni fogja a mintában jelen lévő organizmusokat, és azt, hogy melyik antibiotikumra fogékonyak. Bár az antibiotikum érzékenység vizsgálatát laboratóriumban végzik ( in vitro ), az erről szóló információk gyakran klinikailag relevánsak egy személy ( in vivo ) antibiotikumai szempontjából . Néha bizonyos baktériumok esetében dönteni kell arról, hogy ők okozzák -e a fertőzést, vagy egyszerűen kommenzális baktériumok vagy szennyeződések, például Staphylococcus epidermidis és más opportunista fertőzések . Más megfontolások befolyásolhatják az antibiotikumok kiválasztását, beleértve a fertőzött helyre való behatolás szükségességét (például tályog ), vagy azt a gyanút, hogy a mintában nem észlelték a fertőzés egy vagy több okát.
Történelem
A béta-laktám antibiotikum penicillin felfedezése óta megnőtt az antimikrobiális rezisztencia aránya. Idővel a baktériumok antibiotikumokkal szembeni érzékenységének vizsgálati módszerei kifejlődtek és megváltoztak.
Alexander Fleming az 1920 -as években fejlesztette ki az első érzékenységvizsgálati módszert. Az általa kifejlesztett "ereszcsatorna -módszer" egy diffúziós módszer volt, amely magában foglal egy antibiotikumot, amelyet agarból készült ereszcsatornán keresztül diffundáltak. Az 1940 -es években több nyomozó, köztük Pope, Foster és Woodruff, Vincent és Vincent papírkorongokat használt helyette. Mindezek a módszerek csak a penicillin iránti érzékenység vizsgálatát foglalják magukban. Az eredmények nehezen értelmezhetők és nem megbízhatóak, mivel a laboratóriumok között nem szabványosították a pontatlan eredményeket.
A hígítást az 1870 -es évektől alkalmazták a baktériumok szaporításának és azonosításának módszereként, valamint a baktériumok antibiotikumokkal szembeni érzékenységének tesztelésére 1929 óta, szintén Alexander Fleming. Az érzékenység meghatározásának módja az oldat zavarosságától a pH -ra (1942 -ben) optikai műszerekre változott. A nagyobb, cső alapú "makrodilúciós" tesztek alkalmazását kisebb "mikrodilúciós" készletek váltották fel.
1966-ban az Egészségügyi Világszervezet megerősítette a Kirby-Bauer- módszert az érzékenységi vizsgálat standard módszereként; egyszerű, költséghatékony és több antibiotikum tesztelésére is alkalmas.
Az Etestet 1980-ban fejlesztették ki Bolmstrӧm és Eriksson, a MALDI-TOF-ot pedig a 2000-es években. Az 1980 -as évek után és után számos automatizált rendszert fejlesztettek ki. A PCR volt az első rendelkezésre álló genetikai teszt, amelyet először 2001 -ben publikáltak az antibiotikum -érzékenység kimutatására szolgáló módszerként.
További kutatás
A gondozási helyszíni teszteket azért fejlesztik, hogy felgyorsítsák a tesztelés idejét, és segítsenek a gyakorlóknak elkerülni a szükségtelen antibiotikumok felírását a precíziós orvoslás stílusában . A hagyományos technikák általában 12-48 órát vesznek igénybe, bár öt napig is eltarthatnak. Ezzel szemben a molekuláris diagnosztikát alkalmazó gyorstesztelés úgy van definiálva, mint "megvalósítható 8 órás (műszakos) műszakunkon belül". A haladás lassú volt számos ok miatt, beleértve a költségeket és a szabályozást.
További kutatások a jelenlegi vizsgálati módszerek hiányosságaira összpontosítanak. A fenotípusos módszerek bejelentésének időtartama mellett azok fáradságosak, nehezen hordozhatók, és erőforrás-korlátozott körülmények között nehezen használhatók, és keresztfertőzésre is képesek.
Mint 2017, point-of-care rezisztencia diagnosztika céljára rendelkezésre álló meticillin-rezisztens Staphylococcus aureus (MRSA), rifampin -rezisztens Mycobacterium tuberculosis (TB), és a vankomicin-rezisztens enterococcus (VRE) keresztül GeneXpert molekuláris diagnosztika cég Cepheid .
A kvantitatív PCR -t vizsgálják annak érdekében, hogy meghatározzák a kimutatott baktériumok százalékos arányát, amelyek rendelkeznek rezisztencia génnel. Az izolált baktériumok teljes genomszekvenálását is vizsgálják, és valószínűleg elérhetőbbek lesznek, mivel a költségek csökkennek és a sebesség idővel növekszik.
További feltárt módszerek közé tartozik a mikrofluidika , amely kis mennyiségű folyadékot használ, és különféle vizsgálati módszerek, például optikai, elektrokémiai és mágneses. Az ilyen vizsgálatok nem igényelnek sok folyadékot, gyorsak és hordozhatók.
Felfedezték a fluoreszkáló festékek használatát. Ezek közé tartoznak a biomarkerekre célzott, megjelölt fehérjék , a sejtekben jelen lévő nukleinsav -szekvenciák, amelyek akkor jelennek meg, amikor a baktérium rezisztens egy antibiotikummal szemben. A baktériumok izolátumát rögzítik a helyükön, majd feloldják. Az izolátumot ezután fluoreszcens festéknek tesszük ki, amely megtekintéskor lumineszcens lesz.
A meglévő platformok fejlesztéseit is vizsgálják, beleértve a képalkotó rendszerek fejlesztését, amelyek gyorsabban képesek azonosítani a MIC -t a fenotípusos mintákban; vagy a baktériumok növekedését feltáró biolumineszcens enzimek használata a változások könnyebb láthatóvá tétele érdekében.
Bibliográfia
- Burnett D (2005). A laboratóriumi diagnózis tudománya . Chichester, West Sussex, Anglia Hoboken, NJ: Wiley. ISBN 978-0-470-85912-4. OCLC 56650888 .
- Ford, M (2019. június 5.). Orvosi mikrobiológia . Oxford University Press. ISBN 978-0-19-881814-4.CS1 maint: ref duplikálja az alapértelmezettet ( link )
- Mahon C, Lehman D, Manuselis G (2018). A diagnosztikai mikrobiológia tankönyve (6 szerk.). Elsevier Egészségtudomány. ISBN 978-0-323-48212-7.
- McPherson, RA; Pincus, MR (2017). Henry klinikai diagnózisa és kezelése laboratóriumi módszerekkel (23 szerk.). Elsevier Egészségtudomány. ISBN 978-0-323-41315-2.
Hivatkozások
Külső linkek
- Antibiogram technika videó (diffúziós módszer)