Идентификация микобактерий и определение их устойчивости

Идентификация микобактерий и тестирование на устойчивость — это лабораторные методы, используемые для обнаружения Mycobacterium tuberculosis и других микобактерий, их видовой идентификации и определения их чувствительности к противомикобактериальным препаратам. Поскольку микобактерии растут медленно, в этой области сочетаются микроскопия и культуральное исследование с быстрыми молекулярными анализами, которые могут обнаружить как сам организм, так и ключевые маркеры устойчивости.

Definition

Идентификация микобактерий — это лабораторное обнаружение и видовая идентификация микобактерий из клинического образца; тестирование на устойчивость — это определение, фенотипическими или молекулярными методами, чувствительности изолята микобактерий к противомикобактериальным агентам.

Scope

Данная статья охватывает кислотоустойчивую микроскопию, культуральное исследование микобактерий, видовую идентификацию, фенотипическое и молекулярное тестирование чувствительности к лекарственным средствам, а также быстрое молекулярное обнаружение устойчивости, например, устойчивости к рифампицину при туберкулезе. Она рассматривает их как лабораторные методы и не предоставляет режимы лечения или дозировки.

Core questions

• Присутствуют ли микобактерии в этом образце, и является ли организм Mycobacterium tuberculosis или нетуберкулезным видом?
• Какие методы — кислотоустойчивая микроскопия, культуральное исследование, молекулярные анализы или протеомная идентификация — обнаруживают и идентифицируют микобактерии?
• Устойчив ли изолят к ключевым противомикобактериальным препаратам, и как это определяется фенотипически или молекулярно?
• Как медленный рост микобактерий и скорость молекулярных анализов влияют на рабочий процесс лаборатории?

Key concepts

• Кислотоустойчивая (Циль-Нильсена, аураминовая) микроскопия
• Культуральное исследование микобактерий (плотные и жидкие среды)
• Комплекс Mycobacterium tuberculosis против нетуберкулезных микобактерий
• Фенотипическое тестирование чувствительности к лекарственным средствам
• Молекулярное обнаружение устойчивости (например, устойчивости к рифампицину)
• Амплификация нуклеиновых кислот для прямого обнаружения
• Линейные зондовые и картриджные анализы
• Медленный рост и время выполнения

Mechanisms

Обнаружение микобактерий начинается с кислотоустойчивой микроскопии, которая окрашивает богатую липидами клеточную стенку, и с культурального исследования на плотных или жидких средах, которое, поскольку микобактерии растут медленно, может занимать недели. Видовая идентификация отличает комплекс Mycobacterium tuberculosis от нетуберкулезных микобактерий с использованием молекулярных зондов, секвенирования или протеомных методов, таких как масс-спектрометрия (Clark et al., 2013). Тестирование чувствительности к лекарственным средствам проводится фенотипически путем роста в присутствии препаратов или, все чаще, путем молекулярного обнаружения мутаций, связанных с устойчивостью. Автоматизированная амплификация нуклеиновых кислот на основе картриджей может обнаружить M. tuberculosis и устойчивость к рифампицину непосредственно из образца в течение нескольких часов, а не недель, необходимых для культурального тестирования (Boehme et al., 2010), а ПЦР в реальном времени более широко поддерживает прямое молекулярное обнаружение в лаборатории (Espy et al., 2006). Комплексные обзоры помещают эти лабораторные методы в более широкий контекст диагностики и эпиднадзора за туберкулезом (Pai et al., 2016).

Clinical relevance

Идентификация микобактерий и обнаружение лекарственной устойчивости дают информацию, центральную для клинического мышления о туберкулезе и нетуберкулезных микобактериальных заболеваниях, а также для контроля общественного здравоохранения. Эта статья описывает, как генерируются эти лабораторные результаты и что их ограничивает; это справочный материал, и он не предписывает противомикобактериальные режимы или дозировки для конкретного человека.

Epidemiology

Лабораторное тестирование микобактерий является неотъемлемой частью борьбы с туберкулезом: быстрое молекулярное обнаружение организма и устойчивости сокращает путь к распознаванию туберкулеза с лекарственной устойчивостью и информирует эпиднадзор (Boehme et al., 2010). Обзоры туберкулеза подчеркивают роль диагностики в глобальной эпидемиологии и управлении заболеванием (Pai et al., 2016).

History

Диагностика микобактерий на протяжении более века основывалась на кислотоустойчивой микроскопии и медленном культуральном исследовании, к которым позднее было добавлено фенотипическое тестирование чувствительности к лекарственным средствам. Внедрение амплификации нуклеиновых кислот и, в частности, автоматизированных анализов на основе картриджей, способных сообщать о M. tuberculosis и устойчивости к рифампицину непосредственно из мокроты в течение нескольких часов, ознаменовало серьезное изменение в лабораторной практике (Boehme et al., 2010), в рамках более широкого расширения молекулярной микробиологии (Espy et al., 2006).

Seminal works

• boehme-2010
• pai-2016
• espy-2006

Frequently asked questions

Почему тестирование микобактерий опирается как на культуральные, так и на молекулярные методы?

Микобактерии растут медленно, поэтому идентификация и тестирование на чувствительность на основе культурального исследования могут занимать недели. Молекулярные анализы обнаруживают организм и ключевые маркеры устойчивости, такие как устойчивость к рифампицину, непосредственно из образца в течение нескольких часов, дополняя культуральное исследование (Boehme et al., 2010).

Что отличает Mycobacterium tuberculosis от нетуберкулезных микобактерий в лаборатории?

Оба являются кислотоустойчивыми, поэтому одна только микроскопия не может их различить; видовая идентификация использует молекулярные зонды, секвенирование или протеомные методы для различения комплекса M. tuberculosis от нетуберкулезных микобактерий (Clark et al., 2013).