Биомаркеры и грибковые биопленки в диагностике

Грибковые биомаркеры — это измеряемые молекулы, присутствие которых сигнализирует о грибковой инфекции; наиболее распространенным из них является 1,3-бета-D-глюкан, компонент клеточной стенки, общий для многих грибов. Грибковые биопленки, структурированные сообщества клеток, заключенные в самопроизведенный матрикс, имеют диагностическое значение, поскольку они выделяют и защищают организмы на поверхностях и устройствах, влияя на то, что обнаруживают лабораторные тесты.

Definition

В данном контексте биомаркеры — это грибковые молекулы, такие как 1,3-бета-D-глюкан, которые измеряются в жидкостях организма для индикации грибковой инфекции у многих видов, а грибковая биопленка — это прикрепленное к поверхности сообщество грибковых клеток, встроенных во внеклеточный матрикс, свойства которого влияют на обнаружение и персистенцию организма.

Scope

Эта тема охватывает панфунгальные биомаркеры, главным образом анализ на 1,3-бета-D-глюкан, и диагностическое значение грибковых биопленок, особенно на медицинских устройствах. В ней объясняется, что показывают эти маркеры и каковы их ограничения. Это описательный справочный материал о диагностических биомаркерах и биологии биопленок, а не руководство по назначению тестов или лечению инфекций, связанных с устройствами.

Core questions

• Что указывает положительный панфунгальный биомаркер, такой как бета-D-глюкан, и что он не указывает?
• Почему бета-D-глюкан обладает широкой чувствительностью, но не специфичен для одного гриба?
• Как грибковые биопленки на устройствах влияют на то, что могут обнаружить диагностические тесты?
• Как результаты биомаркеров сочетаются с данными культуральных, микроскопических и молекулярных исследований?

Key concepts

• 1,3-бета-D-глюкан как панфунгальный биомаркер
• Чувствительность против специфичности широких биомаркеров
• Ложноположительные результаты и интерференция анализа
• Грибковая биопленка и внеклеточный матрикс
• Связанная с устройствами и поверхностная грибковая инфекция
• Биомаркеры в рамках консенсусных диагностических определений

Mechanisms

Анализ на 1,3-бета-D-глюкан обнаруживает полисахарид, присутствующий в клеточных стенках широкого спектра грибов, поэтому положительный результат сигнализирует о вероятном присутствии какого-либо гриба без указания его вида, что придает маркеру широкую чувствительность, но ограниченную специфичность; различные воздействия и интерферирующие вещества могут вызывать ложноположительные результаты, поэтому результаты интерпретируются в контексте. Грибковые биопленки образуются, когда клетки прилипают к поверхности, такой как катетер или протез, пролиферируют и продуцируют внеклеточный матрикс, который заключает в себе сообщество. Эта архитектура защищает организмы и изменяет их физиологию, что имеет отношение к диагностике, поскольку клетки, связанные биопленкой, могут периодически высвобождаться, могут быть устойчивы к выделению при рутинном культивировании и поддерживать персистирующую инфекцию. Понимание как панфунгальных биомаркеров, так и поведения биопленок проясняет, почему обнаружение иногда успешно или неудачно, и почему результаты биомаркеров интерпретируются вместе с данными культуральных, микроскопических, антигенных и молекулярных методов.

Clinical relevance

Панфунгальные биомаркеры, такие как бета-D-глюкан, способствуют скринингу и распознаванию инвазивных грибковых инфекций, в том числе в рамках консенсусных диагностических категорий, а знание биологии биопленок помогает объяснить персистирующие или связанные с устройствами грибковые инфекции. Эта статья является описательным справочным материалом о маркерах и состоянии биопленки; она не содержит рекомендаций по стратегии тестирования или управлению инфицированными устройствами или пациентами.

Evidence & guidelines

Метаанализ анализа на 1,3-бета-D-глюкан охарактеризовал его чувствительность и специфичность как широкого маркера инвазивной грибковой инфекции, а консенсусные определения EORTC/MSGERC включают бета-D-глюкан среди микологических критериев вероятного заболевания. Обзоры грибковых биопленок описывают заключенный в матрикс, устойчивый к лечению фенотип, который лежит в основе персистирующих и связанных с устройствами инфекций, а рекомендации по передовой практике помещают тестирование биомаркеров в более широкий диагностический путь.

History

Обнаружение 1,3-бета-D-глюкана как маркера инвазивной грибковой инфекции появилось в конце двадцатого века и стало панфунгальным скрининговым инструментом, дополняющим видоспецифические антигенные тесты. Параллельно, с 1990-х годов признание того, что Candida и другие грибы образуют биопленки на медицинских устройствах, изменило понимание персистирующих и связанных с устройствами грибковых инфекций, а также пределов их обнаружения.

Seminal works

• karageorgopoulos-2011
• ramage-2012

Frequently asked questions

Почему тестирование на бета-D-глюкан не позволяет идентифицировать конкретный гриб?

Бета-D-глюкан является компонентом клеточной стенки, общим для многих видов грибов, поэтому положительный результат указывает на вероятное присутствие гриба, но не может сказать, какого именно; для идентификации вида требуются культуральные исследования, секвенирование или видоспецифические анализы.

Почему грибковые биопленки важны для диагностики?

Биопленки заключают грибы в защитный матрикс на таких поверхностях, как катетеры, что может затруднять выделение при рутинном культивировании и поддерживать персистирующую инфекцию, помогая объяснить, почему некоторые связанные с устройствами грибковые инфекции трудно обнаружить и устранить.