Клиническая микробиология

Клиническая микробиология — это область лабораторной медицины, занимающаяся обнаружением, идентификацией и характеристикой микроорганизмов, вызывающих инфекции у человека (бактерий, грибов, вирусов, микобактерий и паразитов), а также прогнозированием их реакции на антимикробные препараты. Она связывает образец пациента с применимой лабораторной информацией посредством культивирования, микроскопии, иммуноанализа, молекулярной амплификации и масс-спектрометрии.

Definition

Клиническая микробиология — это лабораторная дисциплина, которая устанавливает микробную причину инфекции в образце пациента и характеризует причинный организм, включая его идентичность и антимикробную чувствительность, для поддержки диагностики и эпиднадзора.

Scope

Эта область охватывает рабочий процесс диагностической микробиологической лаборатории: сбор и качество образцов, первичную изоляцию и микроскопию, фенотипическую и генотипическую идентификацию организмов, тестирование на чувствительность и резистентность, а также серологическое и молекулярное обнаружение патогенов, которые трудно или невозможно культивировать. Здесь она организована в тематические разделы по идентификации бактерий, тестированию на антимикробную чувствительность, идентификации грибов и тестированию на противогрибковые препараты, обнаружению вирусов и серологии, а также идентификации микобактерий и их резистентности. Раздел рассматривает эти методы как лабораторно-научные, а не как инструкции по клиническому ведению.

Sub-topics

• Тестирование чувствительности к противомикробным препаратам
• Идентификация и характеристика бактерий
• Идентификация грибов и тестирование на чувствительность к противогрибковым препаратам
• Идентификация микобактерий и определение их устойчивости
• Вирусная детекция и серологическое тестирование

Core questions

• Какой микроорганизм, если таковой имеется, присутствует в этом образце, и является ли он патогеном или контаминантом?
• Какой метод — культивирование, микроскопия, обнаружение антигенов, серология, амплификация нуклеиновых кислот или масс-спектрометрия — лучше всего обнаруживает и идентифицирует его?
• Чувствителен ли организм или устойчив к антимикробным препаратам, которые могут быть использованы против него?
• Как устанавливаются и ограничиваются аналитические характеристики, время выполнения и клиническая интерпретация микробиологического теста?

Key concepts

• Качество образца и преаналитические переменные
• Изоляция на основе культивирования против культурально-независимого обнаружения
• Фенотипическая идентификация (рост, биохимия, морфология)
• Генотипическая и протеомная идентификация (секвенирование, масс-спектрометрия MALDI-TOF)
• Тестирование на антимикробную чувствительность и резистентность
• Серология (обнаружение антител и антигенов)
• Тестирование с амплификацией нуклеиновых кислот
• Аналитическая чувствительность, специфичность и время выполнения
• Колонизация против инфекции

Mechanisms

Диагностическая микробиология проходит путь от образца до результата через последовательность аналитических этапов. Микроскопия и первичное культивирование позволяют изолировать или визуализировать организмы; фенотипические тесты затем считывают характеристики роста и биохимические реакции, в то время как протеомная идентификация с помощью масс-спектрометрии MALDI-TOF считывает масс-спектр белка каждого организма по эталонной базе данных, что изменило рутинные рабочие процессы идентификации (Clark et al., 2013). В случаях, когда организмы медленно растут или не поддаются культивированию, лаборатория обращается к иммуноанализу для обнаружения антигенов или антител и к амплификации нуклеиновых кислот, такой как ПЦР в реальном времени, которая обнаруживает геномы патогенов непосредственно в образце (Espy et al., 2006). Тестирование на чувствительность затем подвергает изолят воздействию определенных антимикробных концентраций и считывает ингибирование роста (Jorgensen & Ferraro, 2009). При использовании этих методов лаборатория должна отличать истинную инфекцию от колонизации или контаминации и балансировать аналитическую чувствительность, специфичность и время выполнения анализа (Caliendo et al., 2013).

Clinical relevance

Клиническая микробиология генерирует большую часть доказательств, на которых основывается распознавание и эпиднадзор за инфекционными заболеваниями, а ее результаты — идентификация организма и профиль чувствительности — информируют клиническое мышление об инфекции. Представленные здесь разделы описывают, как эти лабораторные данные производятся и интерпретируются; они являются справочником по методам и концепциям и не являются основой для индивидуальных диагностических или лечебных решений, которые зависят от полного клинического контекста.

Epidemiology

Клиническая микробиологическая лаборатория также является сторожевым пунктом для общественного здравоохранения: ее данные по идентификации и чувствительности используются для эпиднадзора за антимикробной резистентностью и выявления вспышек. Утверждается, что более быстрая и точная диагностика является приоритетом общественного здравоохранения именно потому, что она формирует как индивидуальный уход, так и мониторинг возникающей резистентности (Caliendo et al., 2013).

History

Диагностическая микробиология развивалась от методов культивирования и окрашивания конца XIX века до лабораторной дисциплины, которая постепенно включала иммуноанализы, автоматизированные фенотипические системы, амплификацию нуклеиновых кислот и, в последнее время, масс-спектрометрию MALDI-TOF и геномные методы. Внедрение масс-спектрометрии для рутинной идентификации (Clark et al., 2013) и расширение молекулярного тестирования (Espy et al., 2006; Caliendo et al., 2013) знаменуют собой самые последние изменения в том, как лаборатории устанавливают микробный диагноз.

Seminal works

• clark-2013
• espy-2006
• jorgensen-2009
• caliendo-2013

Frequently asked questions

Чем клиническая микробиология отличается от общей микробиологии?

Общая микробиология изучает микроорганизмы в широком смысле; клиническая микробиология — это прикладная область лабораторной медицины, которая обнаруживает и характеризует микроорганизмы, вызывающие инфекции у человека в образцах пациентов, включая их антимикробную чувствительность.

Почему микробиологическая лаборатория использует несколько различных методов?

Ни один метод не обнаруживает каждый патоген. Культивирование, микроскопия, обнаружение антигенов и антител, амплификация нуклеиновых кислот и масс-спектрометрия подходят для разных организмов и задач, поэтому лаборатории комбинируют их в зависимости от образца и предполагаемого патогена.