Identifikasi dan Karakterisasi Bakteri

Identifikasi dan karakterisasi bakteri adalah serangkaian metode laboratorium yang digunakan untuk mengisolasi bakteri dari spesimen klinis dan menentukan jenisnya – genus dan spesiesnya, serta jika relevan, strainnya – sehingga hasilnya dapat mendukung diagnosis, pemilihan pengobatan, dan surveilans. Laboratorium modern menggabungkan metode berbasis pertumbuhan dan biokimia klasik dengan identifikasi proteomik melalui spektrometri massa dan sekuensing asam nukleat.

Definition

Identifikasi bakteri adalah proses laboratorium untuk menentukan genus dan spesies (dan, jika diperlukan, strain atau tipe) bakteri yang diisolasi dari atau terdeteksi dalam spesimen klinis, menggunakan metode fenotipik, proteomik, dan genotipik.

Scope

Entri ini mencakup isolasi primer dan mikroskopi, identifikasi fenotipik berdasarkan pertumbuhan dan reaksi biokimia, identifikasi proteomik melalui spektrometri massa MALDI-TOF, dan identifikasi genotipik melalui sekuensing gen, bersama dengan perbedaan antara identifikasi (penamaan organisme) dan karakterisasi (penentuan tipe dan sifat). Ini memperlakukan hal-hal tersebut sebagai metode laboratorium daripada sebagai panduan klinis.

Core questions

• Spesies bakteri apa yang ada dalam spesimen ini, dan apakah isolasinya bermakna secara klinis?
• Metode identifikasi mana – kultur dan biokimia, spektrometri massa MALDI-TOF, atau sekuensing gen – yang sesuai untuk organisme ini?
• Bagaimana organisme dikarakterisasi di luar tingkat spesies, misalnya dengan penentuan tipe untuk investigasi wabah?
• Apa batasan setiap metode dalam kecepatan, akurasi, dan kemampuan untuk membedakan spesies yang berkerabat dekat?

Key concepts

• Isolasi primer dan kultur murni
• Pewarnaan Gram dan morfologi kolonial
• Profil biokimia dan fenotipik
• Identifikasi spektrometri massa MALDI-TOF
• 16S rRNA dan sekuensing gen lainnya
• Identifikasi versus karakterisasi (penentuan tipe)
• Basis data referensi dan pencocokan spektrum
• Waktu penyelesaian

Mechanisms

Identifikasi konvensional dimulai dengan mengisolasi kultur murni, kemudian membaca pertumbuhan pada media selektif dan diferensial, morfologi pewarnaan Gram, dan panel reaksi biokimia untuk menetapkan organisme ke suatu spesies. Identifikasi proteomik dengan spektrometri massa MALDI-TOF sebaliknya mengionisasi protein dari koloni dan mencocokkan spektrum massa yang dihasilkan – yang didominasi oleh protein ribosom yang melimpah – dengan basis data referensi, menghasilkan identifikasi tingkat spesies dalam hitungan menit setelah isolat tersedia; pendekatan ini secara substansial mengubah alur kerja laboratorium rutin (Clark et al., 2013). Identifikasi genotipik mengurutkan gen yang terlestarikan seperti 16S rRNA atau menggunakan metode asam nukleat yang lebih luas, memungkinkan identifikasi langsung dari spesimen atau organisme yang tumbuh dengan buruk (Espy et al., 2006). Setiap jalur mempertimbangkan kecepatan, biaya, dan daya diskriminatif, dan identifikasi yang lebih cepat telah dikaitkan dengan dorongan yang lebih luas untuk diagnostik penyakit menular yang lebih baik (Caliendo et al., 2013).

Clinical relevance

Identifikasi organisme yang akurat adalah titik awal untuk penalaran klinis tentang suatu infeksi dan untuk memilih tes kerentanan mana yang akan dilakukan. Entri ini menjelaskan bagaimana identifikasi dicapai dan apa yang membatasinya; ini adalah materi referensi dan tidak menentukan bagaimana hasil tertentu harus mengubah perawatan pasien individu.

Epidemiology

Selain menamai organisme, metode karakterisasi dan penentuan tipe mendukung investigasi wabah dan surveilans dengan menentukan apakah isolat dari pasien yang berbeda saling terkait. Pergeseran ke spektrometri massa dan metode molekuler telah menjadi bagian dari upaya yang lebih luas untuk membuat deteksi patogen lebih cepat dan lebih informatif (Caliendo et al., 2013).

History

Identifikasi bakteri sebagian besar abad kedua puluh bertumpu pada kultur, pewarnaan, dan fenotipik biokimia. Pengenalan sekuensing asam nukleat dan kemudian spektrometri massa MALDI-TOF ke laboratorium rutin mengubah kecepatan dan cakupan identifikasi, dengan spektrometri massa khususnya digambarkan sebagai perubahan mendasar dalam praktik rutin (Clark et al., 2013) dan amplifikasi molekuler memperluas apa yang dapat dideteksi langsung dari spesimen (Espy et al., 2006).

Seminal works

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

Frequently asked questions

Apa perbedaan antara identifikasi dan karakterisasi bakteri?

Identifikasi menamai organisme hingga genus dan spesies; karakterisasi lebih jauh menentukan sifat atau menentukan tipe strain – misalnya untuk mengetahui apakah isolat dari pasien yang berbeda termasuk dalam wabah yang sama.

Mengapa spektrometri massa menjadi umum untuk identifikasi bakteri?

Spektrometri massa MALDI-TOF dapat mengidentifikasi banyak bakteri hingga tingkat spesies dalam hitungan menit setelah memiliki isolat dengan mencocokkan spektrum massa protein organisme dengan basis data referensi, yang membuat identifikasi rutin lebih cepat daripada banyak panel biokimia tradisional (Clark et al., 2013).