Bakteriyel Tanımlama ve Karakterizasyon
Bakteriyel tanımlama ve karakterizasyon, klinik bir örnekten bir bakteriyi izole etmek ve onun ne olduğunu – cinsi ve türü, ilgili durumlarda ise suşu – belirlemek için kullanılan laboratuvar yöntemleri bütünüdür. Bu sayede elde edilen sonuç, tanıya, tedavi seçimine ve sürveyansa destek olabilmektedir. Modern laboratuvarlar, klasik büyüme tabanlı ve biyokimyasal yöntemleri, kütle spektrometrisi ile proteomik tanımlama ve nükleik asit dizileme ile birleştirmektedir.
Tanım
Bakteriyel tanımlama, klinik bir örnekten izole edilen veya tespit edilen bir bakterinin cinsini ve türünü (ve gerektiğinde suşunu veya tipini) fenotipik, proteomik ve genotipik yöntemler kullanarak belirleme laboratuvar sürecidir.
Kapsam
Bu madde, primer izolasyon ve mikroskopi, büyüme ve biyokimyasal reaksiyonlarla fenotipik tanımlama, MALDI-TOF kütle spektrometrisi ile proteomik tanımlama ve gen dizileme ile genotipik tanımlamayı kapsamaktadır. Ayrıca, tanımlama (organizmayı adlandırma) ve karakterizasyon (tipleme ve özellik belirleme) arasındaki ayrımı da ele almaktadır. Bu yöntemler, klinik rehberlikten ziyade laboratuvar yöntemleri olarak değerlendirilmektedir.
Temel sorular
- Bu örnekte hangi bakteri türü bulunmaktadır ve bunun tespiti klinik olarak anlamlı mıdır?
- Bu organizma için hangi tanımlama yöntemi – kültür ve biyokimya, MALDI-TOF kütle spektrometrisi veya gen dizileme – uygundur?
- Organizmalar tür düzeyinin ötesinde nasıl karakterize edilmektedir, örneğin salgın araştırması için tipleme yoluyla?
- Her bir yöntemin hız, doğruluk ve yakın akraba türleri ayırt etme yeteneği açısından sınırları nelerdir?
Anahtar kavramlar
- Primer izolasyon ve saf kültür
- Gram boyama ve koloni morfolojisi
- Biyokimyasal ve fenotipik profilleme
- MALDI-TOF kütle spektrometrisi ile tanımlama
- 16S rRNA ve diğer gen dizileme
- Tanımlama ve karakterizasyon (tipleme) ayrımı
- Referans veri tabanı ve spektral eşleştirme
- Sonuç verme süresi
Mekanizmalar
Geleneksel tanımlama, saf bir kültürün izole edilmesiyle başlamakta, ardından seçici ve ayırıcı besiyerlerinde büyüme, Gram boyama morfolojisi ve bir dizi biyokimyasal reaksiyon okunarak organizmanın bir türe atanması sağlanmaktadır. MALDI-TOF kütle spektrometrisi ile proteomik tanımlama ise bunun yerine bir koloniden proteinleri iyonize etmekte ve bol miktarda ribozomal proteinlerin baskın olduğu ortaya çıkan kütle spektrumunu bir referans veri tabanıyla eşleştirmektedir. Bu yöntem, bir izolat elde edildikten sonra dakikalar içinde tür düzeyinde tanımlama sağlamaktadır; bu yaklaşım rutin laboratuvar iş akışlarını önemli ölçüde değiştirmiştir (Clark et al., 2013). Genotipik tanımlama, 16S rRNA gibi korunmuş genleri dizilemekte veya daha geniş nükleik asit yöntemlerini kullanmakta, bu da doğrudan örneklerden veya zayıf büyüyen organizmaların tanımlanmasına olanak tanımaktadır (Espy et al., 2006). Her bir yöntem, hız, maliyet ve ayırt edici güç arasında bir denge sunmakta olup, daha hızlı tanımlama, enfeksiyon hastalıkları tanısında iyileşme yönündeki daha geniş çabayla ilişkilendirilmektedir (Caliendo et al., 2013).
Klinik önem
Doğru bir organizma tanımlaması, bir enfeksiyon hakkında klinik akıl yürütme ve hangi duyarlılık testlerinin yapılacağını seçmek için bir başlangıç noktasıdır. Bu madde, tanımlamanın nasıl yapıldığını ve onu nelerin sınırladığını açıklamaktadır; bu bir referans materyalidir ve belirli bir sonucun bireysel bir hastanın bakımını nasıl değiştirmesi gerektiğini reçete etmemektedir.
Epidemiyoloji
Bir organizmayı adlandırmanın ötesinde, karakterizasyon ve tipleme yöntemleri, farklı hastalardan alınan izolatların ilişkili olup olmadığını belirleyerek salgın araştırmalarını ve sürveyansı desteklemektedir. Kütle spektrometrisi ve moleküler yöntemlere geçiş, patojen tespitini daha hızlı ve daha bilgilendirici hale getirmeye yönelik daha geniş bir çabanın parçası olmuştur (Caliendo et al., 2013).
Tarihçe
Bakteriyel tanımlama, yirminci yüzyılın büyük bir bölümünde kültür, boyama ve biyokimyasal fenotiplemeye dayanmaktaydı. Nükleik asit dizilemenin ve ardından MALDI-TOF kütle spektrometrisinin rutin laboratuvarlara girmesi, tanımlamanın hem hızını hem de kapsamını değiştirmiştir. Özellikle kütle spektrometrisi, rutin uygulamada temel bir değişim olarak tanımlanmakta (Clark et al., 2013) ve moleküler amplifikasyon, örneklerden doğrudan tespit edilebilecekleri genişletmiştir (Espy et al., 2006).
İlgili konular
Temel eserler
- clark-2013
- espy-2006
- caliendo-2013
Sıkça sorulan sorular
- Bir bakterinin tanımlanması ve karakterizasyonu arasındaki fark nedir?
- Tanımlama, organizmayı cins ve tür düzeyinde adlandırmaktadır; karakterizasyon ise daha ileri giderek özellikleri belirlemekte veya suşu tiplemektedir – örneğin, farklı hastalardan alınan izolatların aynı salgına ait olup olmadığını anlamak gibi.
- Kütle spektrometrisi neden bakteriyel tanımlamada yaygın hale gelmiştir?
- MALDI-TOF kütle spektrometrisi, bir izolat elde edildikten sonra organizmanın protein kütle spektrumunu bir referans veri tabanıyla eşleştirerek birçok bakteriyi dakikalar içinde tür düzeyinde tanımlayabilmektedir. Bu durum, rutin tanımlamayı birçok geleneksel biyokimyasal panelden daha hızlı hale getirmiştir (Clark et al., 2013).