Identification et caractérisation bactériennes

L'identification et la caractérisation bactériennes désignent l'ensemble des méthodes de laboratoire utilisées pour isoler une bactérie à partir d'un échantillon clinique et déterminer son identité – son genre et son espèce, et le cas échéant sa souche – afin que le résultat puisse étayer le diagnostic, la sélection du traitement et la surveillance. Les laboratoires modernes combinent les méthodes classiques basées sur la culture et les méthodes biochimiques avec l'identification protéomique par spectrométrie de masse et le séquençage des acides nucléiques.

Definition

L'identification bactérienne est le processus de laboratoire visant à déterminer le genre et l'espèce (et, si nécessaire, la souche ou le type) d'une bactérie isolée ou détectée dans un échantillon clinique, à l'aide de méthodes phénotypiques, protéomiques et génotypiques.

Scope

Cet article aborde l'isolement primaire et la microscopie, l'identification phénotypique par la croissance et les réactions biochimiques, l'identification protéomique par spectrométrie de masse MALDI-TOF, et l'identification génotypique par séquençage génique, ainsi que la distinction entre l'identification (nommer l'organisme) et la caractérisation (typage et détermination des caractéristiques). Il les traite comme des méthodes de laboratoire plutôt que comme des lignes directrices cliniques.

Core questions

• Quelle espèce bactérienne est présente dans cet échantillon, et sa détection a-t-elle une signification clinique ?
• Quelle méthode d'identification – culture et biochimie, spectrométrie de masse MALDI-TOF ou séquençage génique – est appropriée pour cet organisme ?
• Comment les organismes sont-ils caractérisés au-delà du niveau de l'espèce, par exemple par typage pour l'investigation d'épidémies ?
• Quelles sont les limites de chaque méthode en termes de rapidité, de précision et de capacité à distinguer des espèces étroitement apparentées ?

Key concepts

• Isolement primaire et culture pure
• Coloration de Gram et morphologie coloniale
• Profilage biochimique et phénotypique
• Identification par spectrométrie de masse MALDI-TOF
• Séquençage de l'ARNr 16S et d'autres gènes
• Identification versus caractérisation (typage)
• Base de données de référence et correspondance spectrale
• Délai d'exécution

Mechanisms

L'identification conventionnelle commence par l'isolement d'une culture pure, puis par la lecture de la croissance sur des milieux sélectifs et différentiels, l'observation de la morphologie après coloration de Gram et l'analyse d'un panel de réactions biochimiques pour attribuer l'organisme à une espèce. L'identification protéomique par spectrométrie de masse MALDI-TOF, quant à elle, ionise les protéines d'une colonie et compare le spectre de masse résultant – dominé par les protéines ribosomales abondantes – à une base de données de référence, permettant une identification au niveau de l'espèce en quelques minutes une fois qu'un isolat est disponible ; cette approche a considérablement modifié les flux de travail de laboratoire de routine (Clark et al., 2013). L'identification génotypique séquence des gènes conservés tels que l'ARNr 16S ou utilise des méthodes d'acides nucléiques plus larges, permettant l'identification directement à partir d'échantillons ou d'organismes qui se développent mal (Espy et al., 2006). Chaque approche présente un compromis entre la rapidité, le coût et le pouvoir discriminant, et une identification plus rapide a été associée à l'effort plus large visant à améliorer les diagnostics des maladies infectieuses (Caliendo et al., 2013).

Clinical relevance

Une identification précise de l'organisme est un point de départ pour le raisonnement clinique concernant une infection et pour le choix des tests de sensibilité à effectuer. Cet article décrit comment l'identification est réalisée et ce qui la limite ; il s'agit d'un document de référence et il ne prescrit pas comment un résultat particulier devrait modifier la prise en charge d'un patient individuel.

Epidemiology

Au-delà de la simple identification d'un organisme, les méthodes de caractérisation et de typage étayent les enquêtes sur les épidémies et la surveillance en déterminant si les isolats de différents patients sont liés. Le passage à la spectrométrie de masse et aux méthodes moléculaires s'inscrit dans un effort plus large visant à rendre la détection des agents pathogènes plus rapide et plus informative (Caliendo et al., 2013).

History

L'identification bactérienne reposait, pendant la majeure partie du XXe siècle, sur la culture, la coloration et le phénotypage biochimique. L'introduction du séquençage des acides nucléiques, puis de la spectrométrie de masse MALDI-TOF dans les laboratoires de routine a modifié à la fois la rapidité et l'étendue de l'identification, la spectrométrie de masse étant en particulier décrite comme un changement fondamental dans la pratique courante (Clark et al., 2013) et l'amplification moléculaire élargissant ce qui pouvait être détecté directement à partir d'échantillons (Espy et al., 2006).

Seminal works

• clark-2013
• espy-2006
• caliendo-2013

Frequently asked questions

Quelle est la différence entre l'identification et la caractérisation d'une bactérie ?

L'identification nomme l'organisme au niveau du genre et de l'espèce ; la caractérisation va plus loin pour déterminer des caractéristiques ou pour typer la souche – par exemple, pour déterminer si des isolats de différents patients appartiennent à la même épidémie.

Pourquoi la spectrométrie de masse est-elle devenue courante pour l'identification bactérienne ?

La spectrométrie de masse MALDI-TOF peut identifier de nombreuses bactéries au niveau de l'espèce en quelques minutes après l'obtention d'un isolat, en comparant le spectre de masse des protéines de l'organisme à une base de données de référence, ce qui a rendu l'identification de routine plus rapide que de nombreux panels biochimiques traditionnels (Clark et al., 2013).