Klinische Mikrobiologie
Die klinische Mikrobiologie ist der Bereich der Labormedizin, der sich mit dem Nachweis, der Identifizierung und der Charakterisierung von Mikroorganismen befasst, die menschliche Infektionen verursachen – Bakterien, Pilze, Viren, Mykobakterien und Parasiten – sowie mit der Vorhersage, wie diese Organismen auf antimikrobielle Mittel reagieren werden. Sie verknüpft die Patientenprobe durch Kultur, Mikroskopie, Immunoassay, molekulare Amplifikation und Massenspektrometrie mit verwertbaren Laborinformationen.
Definition
Die klinische Mikrobiologie ist die Labordisziplin, die die mikrobielle Ursache einer Infektion in einer Patientenprobe feststellt und den verursachenden Organismus – einschließlich seiner Identität und seiner antimikrobiellen Empfindlichkeit – zur Unterstützung von Diagnose und Überwachung charakterisiert.
Scope
Dieser Bereich umfasst den Arbeitsablauf des diagnostischen mikrobiologischen Labors: Probengewinnung und -qualität, Primärisolierung und Mikroskopie, phänotypische und genotypische Organismenidentifizierung, Empfindlichkeits- und Resistenzprüfung sowie den serologischen und molekularen Nachweis von Pathogenen, die schwer oder gar nicht kultivierbar sind. Er ist hier in Themeneinträge für bakterielle Identifizierung, antimikrobielle Empfindlichkeitsprüfung, Pilzidentifizierung und Antimykotika-Testung, Virusnachweis und Serologie sowie mykobakterielle Identifizierung und Resistenz unterteilt. Der Eintrag behandelt diese als labormedizinische Methoden, nicht als Anweisungen für das klinische Management.
Sub-topics
Core questions
- Welcher Mikroorganismus, falls vorhanden, ist in dieser Probe vorhanden, und ist er ein Pathogen oder eine Kontamination?
- Welche Methode – Kultur, Mikroskopie, Antigennachweis, Serologie, Nukleinsäureamplifikation oder Massenspektrometrie – weist ihn am besten nach und identifiziert ihn?
- Ist der Organismus empfindlich oder resistent gegenüber den antimikrobiellen Mitteln, die gegen ihn eingesetzt werden könnten?
- Wie werden die analytische Leistung, die Bearbeitungszeit und die klinische Interpretation eines mikrobiologischen Tests festgelegt und begrenzt?
Key concepts
- Probenqualität und präanalytische Variablen
- Kulturbasierte Isolierung versus kultur-unabhängiger Nachweis
- Phänotypische Identifizierung (Wachstum, Biochemie, Morphologie)
- Genotypische und proteomische Identifizierung (Sequenzierung, MALDI-TOF-Massenspektrometrie)
- Antimikrobielle Empfindlichkeits- und Resistenzprüfung
- Serologie (Antikörper- und Antigennachweis)
- Nukleinsäureamplifikationstests
- Analytische Sensitivität, Spezifität und Bearbeitungszeit
- Kolonisation versus Infektion
Mechanisms
Die diagnostische Mikrobiologie gelangt von einer Probe zu einem Ergebnis durch eine Abfolge analytischer Schritte. Mikroskopie und Primärkultur isolieren oder visualisieren Organismen; phänotypische Tests lesen dann Wachstumseigenschaften und biochemische Reaktionen ab, während die proteomische Identifizierung mittels MALDI-TOF-Massenspektrometrie das Proteinmassenspektrum jedes Organismus mit einer Referenzdatenbank abgleicht, was die routinemäßigen Identifizierungsworkflows neu gestaltet hat (Clark et al., 2013). Wo Organismen langsam wachsen oder nicht kultivierbar sind, greift das Labor auf Immunoassay-basierte Antigen- oder Antikörpernachweise und auf Nukleinsäureamplifikation wie die Echtzeit-PCR zurück, die Pathogengenome direkt in der Probe nachweist (Espy et al., 2006). Die Empfindlichkeitsprüfung setzt dann ein Isolat definierten antimikrobiellen Konzentrationen aus und liest die Wachstumshemmung ab (Jorgensen & Ferraro, 2009). Bei all diesen Methoden muss das Labor eine echte Infektion von Kolonisation oder Kontamination unterscheiden und die analytische Sensitivität, Spezifität und Bearbeitungszeit (Turnaround-Zeit) ausbalancieren (Caliendo et al., 2013).
Clinical relevance
Die klinische Mikrobiologie liefert einen Großteil der Evidenz, auf der die Erkennung und Überwachung von Infektionskrankheiten beruht, und ihre Ergebnisse – eine Organismenidentifizierung und ein Empfindlichkeitsprofil – informieren die klinische Entscheidungsfindung bezüglich einer Infektion. Die hier aufgeführten Einträge beschreiben, wie diese Laborbefunde erstellt und interpretiert werden; sie dienen als Referenz für Methoden und Konzepte und sind keine Grundlage für individuelle diagnostische oder therapeutische Entscheidungen, die vom vollständigen klinischen Kontext abhängen.
Epidemiology
Das klinische mikrobiologische Labor ist auch ein Frühwarnsystem für die öffentliche Gesundheit: Seine Identifizierungs- und Empfindlichkeitsdaten fließen in die Überwachung der antimikrobiellen Resistenz und die Erkennung von Ausbrüchen ein. Schnellere und genauere Diagnostika wurden als Priorität der öffentlichen Gesundheit angesehen, gerade weil sie sowohl die individuelle Versorgung als auch die Überwachung neu auftretender Resistenzen beeinflussen (Caliendo et al., 2013).
History
Die diagnostische Mikrobiologie entwickelte sich aus den Kultur- und Färbemethoden des späten neunzehnten Jahrhunderts zu einer Labordisziplin, die sukzessive Immunoassays, automatisierte phänotypische Systeme, Nukleinsäureamplifikation und, in jüngerer Zeit, MALDI-TOF-Massenspektrometrie und genomische Methoden hinzufügte. Die Einführung der Massenspektrometrie für die Routineidentifizierung (Clark et al., 2013) und die Ausweitung molekularer Tests (Espy et al., 2006; Caliendo et al., 2013) markieren die jüngsten Verschiebungen in der Art und Weise, wie Labore eine mikrobielle Diagnose stellen.
Related topics
Seminal works
- clark-2013
- espy-2006
- jorgensen-2009
- caliendo-2013
Frequently asked questions
- Wie unterscheidet sich die klinische Mikrobiologie von der allgemeinen Mikrobiologie?
- Die allgemeine Mikrobiologie untersucht Mikroorganismen im weiteren Sinne; die klinische Mikrobiologie ist die labormedizinische Anwendung, die Mikroorganismen, die menschliche Infektionen in Patientenproben verursachen, einschließlich ihrer antimikrobiellen Empfindlichkeit, nachweist und charakterisiert.
- Warum verwendet ein mikrobiologisches Labor mehrere verschiedene Methoden?
- Keine einzelne Methode weist jedes Pathogen nach. Kultur, Mikroskopie, Antigen- und Antikörpernachweis, Nukleinsäureamplifikation und Massenspektrometrie eignen sich jeweils für unterschiedliche Organismen und Fragestellungen, daher kombinieren Labore sie je nach Probe und vermutetem Pathogen.