Mykobakterielle Identifizierung und Resistenz

Die mykobakterielle Identifizierung und Resistenztestung sind Labormethoden, die zum Nachweis von Mycobacterium tuberculosis und anderen Mykobakterien, deren Speziesidentifizierung und zur Bestimmung ihrer Empfindlichkeit gegenüber antimykobakteriellen Medikamenten eingesetzt werden. Da Mykobakterien langsam wachsen, kombiniert das Feld Mikroskopie und Kultur mit schnellen molekularen Assays, die sowohl den Organismus als auch wichtige Resistenzmarker nachweisen können.

Definition

Die mykobakterielle Identifizierung ist der laborgestützte Nachweis und die Spezies-spezifische Identifizierung von Mykobakterien aus einer klinischen Probe; die Resistenztestung ist die Bestimmung der Empfindlichkeit eines mykobakteriellen Isolats gegenüber antimykobakteriellen Wirkstoffen mittels phänotypischer oder molekularer Methoden.

Scope

Der Eintrag behandelt die säurefeste Mikroskopie, mykobakterielle Kulturen, die Speziesidentifizierung, phänotypische und molekulare Empfindlichkeitstests sowie den schnellen molekularen Nachweis von Resistenzen, wie z.B. Rifampicin-Resistenz bei Tuberkulose. Er behandelt diese als Labormethoden und liefert keine Behandlungsregime oder Dosierungen.

Core questions

• Sind Mykobakterien in dieser Probe vorhanden, und ist der Organismus Mycobacterium tuberculosis oder eine nichttuberkulöse Spezies?
• Welche Methoden – säurefeste Mikroskopie, Kultur, molekulare Assays oder proteomische Identifizierung – weisen Mykobakterien nach und identifizieren sie?
• Ist das Isolat resistent gegen wichtige antimykobakterielle Medikamente, und wie wird dies phänotypisch oder molekular bestimmt?
• Wie beeinflussen das langsame Wachstum von Mykobakterien und die Geschwindigkeit molekularer Assays den Laborablauf?

Key concepts

• Säurefeste (Ziehl-Neelsen, Auramin) Mikroskopie
• Mykobakterielle Kultur (feste und flüssige Medien)
• Mycobacterium tuberculosis-Komplex versus nichttuberkulöse Mykobakterien
• Phänotypische Empfindlichkeitsprüfung gegenüber Medikamenten
• Molekularer Nachweis von Resistenzen (z.B. Rifampicin-Resistenz)
• Nukleinsäureamplifikation zum direkten Nachweis
• Line-Probe- und kartuschenbasierte Assays
• Langsames Wachstum und Bearbeitungszeit

Mechanisms

Der Nachweis von Mykobakterien beginnt mit der säurefesten Mikroskopie, die die lipidreiche Zellwand anfärbt, und mit der Kultur auf festen oder flüssigen Medien, die, da Mykobakterien langsam wachsen, Wochen dauern kann. Die Speziesidentifizierung unterscheidet den Mycobacterium tuberculosis-Komplex von nichttuberkulösen Mykobakterien mittels molekularer Sonden, Sequenzierung oder proteomischer Methoden wie der Massenspektrometrie (Clark et al., 2013). Die Empfindlichkeitsprüfung gegenüber Medikamenten erfolgt phänotypisch durch Wachstum in Gegenwart von Medikamenten oder zunehmend durch molekularen Nachweis von resistenzassoziierten Mutationen. Die automatisierte kartuschenbasierte Nukleinsäureamplifikation kann M. tuberculosis und Rifampicin-Resistenz direkt aus einer Probe innerhalb von Stunden nachweisen, anstatt der Wochen, die für kulturbasierte Tests benötigt werden (Boehme et al., 2010), und die Echtzeit-PCR unterstützt breiter den direkten molekularen Nachweis im Labor (Espy et al., 2006). Umfassende Übersichten ordnen diese Labormethoden in die breitere diagnostische und Überwachungslandschaft der Tuberkulose ein (Pai et al., 2016).

Clinical relevance

Die Identifizierung von Mykobakterien und der Nachweis von Arzneimittelresistenzen liefern zentrale Informationen für die klinische Entscheidungsfindung bei Tuberkulose und nichttuberkulösen Mykobakteriosen sowie für die öffentliche Gesundheitskontrolle. Dieser Eintrag beschreibt, wie diese Laborergebnisse generiert werden und welche Grenzen sie haben; er ist ein Referenzmaterial und verschreibt keine antimykobakteriellen Regime oder Dosierungen für eine Einzelperson.

Epidemiology

Mykobakterielle Labortests sind integraler Bestandteil der Tuberkulosekontrolle: Der schnelle molekulare Nachweis des Organismus und von Resistenzen verkürzt den Weg zur Erkennung medikamentenresistenter Tuberkulose und informiert die Überwachung (Boehme et al., 2010). Übersichten zur Tuberkulose betonen die Rolle der Diagnostik in der globalen Epidemiologie und im Management der Krankheit (Pai et al., 2016).

History

Die mykobakterielle Diagnose beruhte über ein Jahrhundert lang auf der säurefesten Mikroskopie und langsamen Kulturen, wobei die phänotypische Empfindlichkeitsprüfung gegenüber Medikamenten später hinzugefügt wurde. Die Einführung der Nukleinsäureamplifikation und insbesondere automatisierter kartuschenbasierter Assays, die M. tuberculosis und Rifampicin-Resistenz direkt aus Sputum innerhalb von Stunden melden konnten, markierte eine große Veränderung in der Laborpraxis (Boehme et al., 2010), eingebettet in die breitere Expansion der molekularen Mikrobiologie (Espy et al., 2006).

Seminal works

• boehme-2010
• pai-2016
• espy-2006

Frequently asked questions

Warum stützt sich die mykobakterielle Testung sowohl auf Kultur- als auch auf molekulare Methoden?

Mykobakterien wachsen langsam, daher können kulturbasierte Identifizierungs- und Empfindlichkeitstests Wochen dauern. Molekulare Assays weisen den Organismus und wichtige Resistenzmarker, wie die Rifampicin-Resistenz, direkt aus einer Probe innerhalb von Stunden nach und ergänzen so die Kultur (Boehme et al., 2010).

Was unterscheidet Mycobacterium tuberculosis im Labor von nichttuberkulösen Mykobakterien?

Beide sind säurefest, daher kann die Mikroskopie allein sie nicht trennen; die Spezies-spezifische Identifizierung verwendet molekulare Sonden, Sequenzierung oder proteomische Methoden, um den M. tuberculosis-Komplex von nichttuberkulösen Mykobakterien zu unterscheiden (Clark et al., 2013).