การระบุและการดื้อยาของไมโคแบคทีเรีย

การระบุและการทดสอบการดื้อยาของไมโคแบคทีเรียเป็นวิธีการทางห้องปฏิบัติการที่ใช้ในการตรวจหาเชื้อ Mycobacterium tuberculosis และไมโคแบคทีเรียชนิดอื่น ๆ ระบุชนิดของเชื้อ และพิจารณาความไวต่อยาต้านไมโคแบคทีเรีย เนื่องจากไมโคแบคทีเรียเจริญเติบโตช้า สาขาวิชานี้จึงรวมการตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์และการเพาะเลี้ยงเชื้อเข้ากับการตรวจวิเคราะห์ทางโมเลกุลแบบรวดเร็วที่สามารถตรวจจับได้ทั้งเชื้อและเครื่องหมายการดื้อยาที่สำคัญ

Definition

การระบุไมโคแบคทีเรียคือการตรวจหาในห้องปฏิบัติการและการระบุชนิดของไมโคแบคทีเรียจากสิ่งส่งตรวจทางคลินิก; การทดสอบการดื้อยาคือการพิจารณาความไวของเชื้อไมโคแบคทีเรียต่อยาต้านไมโคแบคทีเรียด้วยวิธีฟีโนไทป์หรือโมเลกุล

Scope

เนื้อหานี้ครอบคลุมการตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบย้อมติดกรด การเพาะเลี้ยงเชื้อไมโคแบคทีเรีย การระบุชนิด การทดสอบความไวต่อยาแบบฟีโนไทป์และโมเลกุล และการตรวจหาการดื้อยาอย่างรวดเร็วด้วยวิธีโมเลกุล เช่น การดื้อยาไรแฟมปิซินในวัณโรค โดยถือว่าสิ่งเหล่านี้เป็นวิธีการทางห้องปฏิบัติการและไม่ได้ให้ข้อมูลเกี่ยวกับสูตรการรักษาหรือขนาดยา

Core questions

• มีไมโคแบคทีเรียอยู่ในสิ่งส่งตรวจนี้หรือไม่ และเชื้อเป็น Mycobacterium tuberculosis หรือเป็นชนิดที่ไม่ใช่เชื้อวัณโรค?
• วิธีการใดบ้าง — การตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบย้อมติดกรด, การเพาะเลี้ยงเชื้อ, การตรวจวิเคราะห์ทางโมเลกุล, หรือการระบุด้วยโปรตีโอมิกส์ — ที่ใช้ตรวจหาและระบุไมโคแบคทีเรีย?
• เชื้อที่แยกได้ดื้อต่อยาต้านไมโคแบคทีเรียที่สำคัญหรือไม่ และพิจารณาได้อย่างไรด้วยวิธีฟีโนไทป์หรือโมเลกุล?
• การเจริญเติบโตที่ช้าของไมโคแบคทีเรียและความเร็วของการตรวจวิเคราะห์ทางโมเลกุลมีผลต่อขั้นตอนการทำงานในห้องปฏิบัติการอย่างไร?

Key concepts

• การตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบย้อมติดกรด (Ziehl-Neelsen, auramine)
• การเพาะเลี้ยงเชื้อไมโคแบคทีเรีย (อาหารแข็งและอาหารเหลว)
• กลุ่มเชื้อ Mycobacterium tuberculosis complex เทียบกับไมโคแบคทีเรียที่ไม่ใช่เชื้อวัณโรค
• การทดสอบความไวต่อยาแบบฟีโนไทป์
• การตรวจหาการดื้อยาด้วยวิธีโมเลกุล (เช่น การดื้อยาไรแฟมปิซิน)
• การเพิ่มจำนวนกรดนิวคลีอิกสำหรับการตรวจหาโดยตรง
• การตรวจวิเคราะห์แบบ Line probe และแบบตลับ
• การเจริญเติบโตช้าและระยะเวลาการรายงานผล

Mechanisms

การตรวจหาไมโคแบคทีเรียเริ่มต้นด้วยการตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบย้อมติดกรด ซึ่งย้อมผนังเซลล์ที่อุดมด้วยไขมัน และการเพาะเลี้ยงเชื้อบนอาหารแข็งหรืออาหารเหลว ซึ่งอาจใช้เวลาหลายสัปดาห์เนื่องจากไมโคแบคทีเรียเจริญเติบโตช้า การระบุชนิดจะแยกแยะกลุ่มเชื้อ Mycobacterium tuberculosis complex ออกจากไมโคแบคทีเรียที่ไม่ใช่เชื้อวัณโรคโดยใช้โพรบโมเลกุล การจัดลำดับ หรือวิธีการทางโปรตีโอมิกส์ เช่น แมสสเปกโทรเมทรี (Clark et al., 2013) การทดสอบความไวต่อยาทำได้โดยวิธีฟีโนไทป์โดยการเพาะเลี้ยงเชื้อในที่ที่มียา หรือเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ โดยการตรวจหาการกลายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกับการดื้อยาด้วยวิธีโมเลกุล การเพิ่มจำนวนกรดนิวคลีอิกแบบอัตโนมัติด้วยตลับสามารถตรวจจับเชื้อ M. tuberculosis และการดื้อยาไรแฟมปิซินได้โดยตรงจากสิ่งส่งตรวจภายในไม่กี่ชั่วโมง แทนที่จะใช้เวลาหลายสัปดาห์สำหรับการทดสอบโดยการเพาะเลี้ยงเชื้อ (Boehme et al., 2010) และ PCR แบบเรียลไทม์สนับสนุนการตรวจหาโมเลกุลโดยตรงในห้องปฏิบัติการได้กว้างขวางยิ่งขึ้น (Espy et al., 2006) การทบทวนอย่างครอบคลุมได้จัดวางวิธีการทางห้องปฏิบัติการเหล่านี้ไว้ในภูมิทัศน์การวินิจฉัยและการเฝ้าระวังวัณโรคที่กว้างขึ้น (Pai et al., 2016)

Clinical relevance

การระบุไมโคแบคทีเรียและการตรวจหาการดื้อยาให้ข้อมูลที่เป็นหัวใจสำคัญของการให้เหตุผลทางคลินิกเกี่ยวกับวัณโรคและโรคไมโคแบคทีเรียที่ไม่ใช่เชื้อวัณโรค และการควบคุมสาธารณสุข เนื้อหานี้อธิบายว่าผลลัพธ์ทางห้องปฏิบัติการเหล่านั้นเกิดขึ้นได้อย่างไรและมีข้อจำกัดอะไรบ้าง; เป็นเอกสารอ้างอิงและไม่ได้กำหนดสูตรยาต้านไมโคแบคทีเรียหรือขนาดยาสำหรับแต่ละบุคคล

Epidemiology

การทดสอบทางห้องปฏิบัติการไมโคแบคทีเรียเป็นส่วนสำคัญในการควบคุมวัณโรค: การตรวจหาเชื้อและการดื้อยาด้วยวิธีโมเลกุลอย่างรวดเร็วช่วยลดระยะเวลาในการรับรู้ถึงวัณโรคดื้อยาและให้ข้อมูลสำหรับการเฝ้าระวัง (Boehme et al., 2010) การทบทวนวัณโรคเน้นย้ำบทบาทของการวินิจฉัยในระบาดวิทยาและการจัดการโรคทั่วโลก (Pai et al., 2016)

History

การวินิจฉัยไมโคแบคทีเรียอาศัยการตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบย้อมติดกรดและการเพาะเลี้ยงเชื้อแบบช้ามานานกว่าศตวรรษ โดยมีการเพิ่มการทดสอบความไวต่อยาแบบฟีโนไทป์ในภายหลัง การนำการเพิ่มจำนวนกรดนิวคลีอิกมาใช้ และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง การตรวจวิเคราะห์แบบอัตโนมัติด้วยตลับที่สามารถรายงานเชื้อ M. tuberculosis และการดื้อยาไรแฟมปิซินได้โดยตรงจากเสมหะภายในไม่กี่ชั่วโมง ถือเป็นการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญในการปฏิบัติงานในห้องปฏิบัติการ (Boehme et al., 2010) ซึ่งอยู่ในบริบทของการขยายตัวของจุลชีววิทยาโมเลกุลที่กว้างขึ้น (Espy et al., 2006)

Seminal works

• boehme-2010
• pai-2016
• espy-2006

Frequently asked questions

เหตุใดการทดสอบไมโคแบคทีเรียจึงต้องอาศัยทั้งวิธีการเพาะเลี้ยงเชื้อและวิธีการทางโมเลกุล?

ไมโคแบคทีเรียเจริญเติบโตช้า ดังนั้นการระบุและการทดสอบความไวต่อยาโดยการเพาะเลี้ยงเชื้ออาจใช้เวลาหลายสัปดาห์ การตรวจวิเคราะห์ทางโมเลกุลสามารถตรวจจับเชื้อและเครื่องหมายการดื้อยาที่สำคัญ เช่น การดื้อยาไรแฟมปิซิน ได้โดยตรงจากสิ่งส่งตรวจภายในไม่กี่ชั่วโมง ซึ่งช่วยเสริมการเพาะเลี้ยงเชื้อ (Boehme et al., 2010)

อะไรคือสิ่งที่แยกแยะ Mycobacterium tuberculosis ออกจากไมโคแบคทีเรียที่ไม่ใช่เชื้อวัณโรคในห้องปฏิบัติการ?

ทั้งสองชนิดเป็นเชื้อที่ย้อมติดกรด ดังนั้นการตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์เพียงอย่างเดียวไม่สามารถแยกแยะได้ การระบุชนิดใช้โพรบโมเลกุล การจัดลำดับ หรือวิธีการทางโปรตีโอมิกส์เพื่อแยกแยะกลุ่มเชื้อ M. tuberculosis complex ออกจากไมโคแบคทีเรียที่ไม่ใช่เชื้อวัณโรค (Clark et al., 2013)