Methoden zur Bakterienidentifizierung

Methoden zur Bakterienidentifizierung bestimmen die Spezies (und manchmal den Stamm) eines im Labor isolierten Organismus. Sie reichen von der klassischen Mikroskopie und biochemischen Tests bis hin zur massenspektrometrie-basierten proteomischen Profilierung, und die gewählte Methode beeinflusst, wie schnell und genau ein Pathogen benannt werden kann.

Definition

Bakterienidentifizierungsmethoden sind Labortechniken, die verwendet werden, um ein isoliertes Isolat einem Taxon zuzuordnen, unter Verwendung phänotypischer Merkmale, biochemischer Reaktionen, proteomischer Profile oder molekularer Ziele.

Scope

Das Thema umfasst phänotypische Ansätze wie Gram-Färbung, Koloniemorphologie und biochemische Reaktionen; automatisierte Identifizierungssysteme; und Matrix-unterstützte Laserdesorptions/Ionisations-Flugzeit-Massenspektrometrie (MALDI-TOF). Die Stammtypisierung für epidemiologische Zwecke wird als verwandt erwähnt. Der Eintrag ist methodisch und gibt keine klinischen Anweisungen für einzelne Patienten.

Core questions

• Wie identifizieren klassische phänotypische Methoden Bakterien?
• Wie identifiziert die MALDI-TOF-Massenspektrometrie Organismen und welche Grenzen hat sie?
• Wann werden molekulare Ziele anstelle oder neben phänotypischen Methoden eingesetzt?

Key concepts

• Gram-Färbung und Mikroskopie
• Koloniemorphologie
• Biochemische und metabolische Profilierung
• Automatisierte Identifizierungssysteme
• MALDI-TOF-Massenspektrometrie
• Proteinspektraldatenbanken
• Stammtypisierung

Mechanisms

Die phänotypische Identifizierung liest beobachtbare Eigenschaften ab: Gram-Färbereaktion und mikroskopische Morphologie grenzen die Möglichkeiten ein, das Kolonieaussehen liefert zusätzliche Hinweise, und Panels biochemischer Reaktionen unterscheiden Spezies anhand ihrer metabolischen Fähigkeiten, oft automatisiert für den Durchsatz. Die MALDI-TOF-Massenspektrometrie erzeugt stattdessen ein Proteinmassenspektrum, im Wesentlichen einen proteomischen Fingerabdruck, aus einer Kolonie und gleicht es mit einer Referenzdatenbank ab, was eine Spezies-Identifizierung innerhalb von Minuten ermöglicht, sobald ein Isolat verfügbar ist; ihre Einführung verkürzte die Identifizierungszeiten in Routinelaboren erheblich (Seng 2009; Clark 2013). Wo Phänotyp oder Spektren mehrdeutig sind, können molekulare Ziele die Identität klären. Jede Methode hat Grenzen, einschließlich der Datenbankabdeckung und der Unfähigkeit, bestimmte eng verwandte Spezies zu unterscheiden (Clark 2013).

Clinical relevance

Eine schnellere und genauere Identifizierung beeinflusst, wie Infektionen Organismen zugeordnet und wie Überwachung durchgeführt wird. Die Kenntnis der Grenzen einer Methode erklärt, warum einige eng verwandte Spezies nur auf Gruppenebene gemeldet werden oder warum ein ungewöhnlicher Organismus Bestätigungstests erfordern kann. Das Thema beschreibt, wie Laborergebnisse generiert werden, und ist keine Grundlage für individuelle diagnostische oder Behandlungsentscheidungen.

Evidence & guidelines

Vergleichende Studien und Übersichten dokumentieren die Genauigkeit und die Vorteile der schnellen Bearbeitungszeit der MALDI-TOF-Massenspektrometrie für die routinemäßige Bakterienidentifizierung und ihre Einschränkungen (Seng 2009; Clark 2013), während Standardlehrbücher phänotypische und biochemische Identifizierungsschemata beschreiben (Jorgensen 2015).

History

Die Identifizierung beruhte lange Zeit auf Färbungen, Mikroskopie und biochemischen Panels, die im Laufe des zwanzigsten Jahrhunderts entwickelt wurden. Die klinische Einführung der MALDI-TOF-Massenspektrometrie um 2009 markierte einen Wandel hin zur schnellen proteomischen Identifizierung in Routinelaboren, ergänzend zu molekularen Methoden (Seng 2009; Clark 2013).

Seminal works

• seng-2009
• clark-2013

Frequently asked questions

Wie identifiziert die MALDI-TOF-Massenspektrometrie Bakterien?

Sie erzeugt ein charakteristisches Proteinmassenspektrum aus einer Bakterienkolonie und vergleicht es mit einer Referenzdatenbank, wodurch eine Spezies-Identifizierung innerhalb von Minuten möglich ist, sobald ein Isolat verfügbar ist.

Werden biochemische Tests noch verwendet?

Ja; phänotypische und biochemische Methoden bleiben nützlich, insbesondere dort, wo massenspektrometrische Datenbanken unvollständig sind oder wo Organismen über die Speziesidentifizierung hinaus charakterisiert werden müssen.