Các dấu ấn sinh học và màng sinh học nấm trong chẩn đoán

Các dấu ấn sinh học nấm là các phân tử có thể đo lường được, sự hiện diện của chúng báo hiệu nhiễm nấm, trong đó phổ biến nhất là 1,3-beta-D-glucan, một thành phần vách tế bào được chia sẻ bởi nhiều loại nấm. Màng sinh học nấm, là các cộng đồng tế bào có cấu trúc được bao bọc trong một chất nền tự sản xuất, có liên quan đến chẩn đoán vì chúng giải phóng và bảo vệ các sinh vật trên bề mặt và thiết bị, định hình những gì xét nghiệm trong phòng thí nghiệm phát hiện.

Definition

Trong ngữ cảnh này, các dấu ấn sinh học là các phân tử nấm như 1,3-beta-D-glucan được đo trong dịch cơ thể để chỉ ra nhiễm nấm trên nhiều loài, và màng sinh học nấm là một cộng đồng tế bào nấm bám trên bề mặt được nhúng trong một chất nền ngoại bào mà các đặc tính của nó ảnh hưởng đến việc phát hiện và sự tồn tại của sinh vật.

Scope

Chủ đề này bao gồm các dấu ấn sinh học toàn nấm, chủ yếu là xét nghiệm 1,3-beta-D-glucan, và ý nghĩa chẩn đoán của màng sinh học nấm, đặc biệt trên các thiết bị y tế. Nó giải thích những gì các dấu ấn này chỉ ra và những hạn chế của chúng. Đây là tài liệu tham khảo mô tả về các dấu ấn sinh học chẩn đoán và sinh học màng sinh học, không phải là hướng dẫn đặt xét nghiệm hoặc điều trị nhiễm trùng liên quan đến thiết bị.

Core questions

• Một dấu ấn sinh học toàn nấm dương tính như beta-D-glucan chỉ ra điều gì, và không chỉ ra điều gì?
• Tại sao beta-D-glucan có độ nhạy rộng nhưng không đặc hiệu cho một loại nấm duy nhất?
• Màng sinh học nấm trên các thiết bị ảnh hưởng đến những gì các xét nghiệm chẩn đoán có thể phát hiện như thế nào?
• Kết quả dấu ấn sinh học được kết hợp với nuôi cấy, kính hiển vi và các phát hiện phân tử như thế nào?

Key concepts

• 1,3-beta-D-glucan như một dấu ấn sinh học toàn nấm
• Độ nhạy so với độ đặc hiệu của các dấu ấn sinh học rộng
• Dương tính giả và nhiễu xét nghiệm
• Màng sinh học nấm và chất nền ngoại bào
• Nhiễm nấm liên quan đến thiết bị và bề mặt
• Các dấu ấn sinh học trong các định nghĩa chẩn đoán đồng thuận

Mechanisms

Xét nghiệm 1,3-beta-D-glucan phát hiện một polysaccharide có trong vách tế bào của nhiều loại nấm, vì vậy kết quả dương tính báo hiệu rằng có thể có một loại nấm nào đó mà không chỉ rõ tên, mang lại độ nhạy rộng nhưng độ đặc hiệu hạn chế; các yếu tố phơi nhiễm và các chất gây nhiễu khác nhau có thể gây ra dương tính giả, vì vậy kết quả được đọc trong ngữ cảnh. Màng sinh học nấm hình thành khi các tế bào bám vào một bề mặt, chẳng hạn như ống thông hoặc thiết bị giả, tăng sinh và tạo ra một chất nền ngoại bào bao bọc cộng đồng. Cấu trúc này bảo vệ các sinh vật và làm thay đổi sinh lý của chúng, điều này có liên quan đến chẩn đoán vì các tế bào bị ràng buộc trong màng sinh học có thể được giải phóng không liên tục, có thể kháng lại việc phục hồi bằng nuôi cấy thông thường và duy trì nhiễm trùng dai dẳng. Hiểu cả các dấu ấn sinh học toàn nấm và hành vi màng sinh học làm rõ lý do tại sao việc phát hiện đôi khi thành công hoặc thất bại, và tại sao kết quả dấu ấn sinh học được diễn giải cùng với nuôi cấy, kính hiển vi, kháng nguyên và các phương pháp phân tử.

Clinical relevance

Các dấu ấn sinh học toàn nấm như beta-D-glucan góp phần vào cách sàng lọc và nhận biết nhiễm nấm xâm lấn, bao gồm trong các danh mục chẩn đoán đồng thuận, và nhận thức về sinh học màng sinh học giúp giải thích nhiễm nấm dai dẳng hoặc liên quan đến thiết bị. Mục này là tài liệu tham khảo mô tả về các dấu ấn và trạng thái màng sinh học; nó không đưa ra lời khuyên về chiến lược xét nghiệm hoặc quản lý các thiết bị hoặc bệnh nhân bị nhiễm trùng.

Evidence & guidelines

Một phân tích tổng hợp về xét nghiệm 1,3-beta-D-glucan đã mô tả độ nhạy và độ đặc hiệu của nó như một dấu ấn rộng của nhiễm nấm xâm lấn, và các định nghĩa đồng thuận của EORTC/MSGERC bao gồm beta-D-glucan trong số các tiêu chí nấm học cho bệnh có thể xảy ra. Các đánh giá về màng sinh học nấm mô tả kiểu hình kháng điều trị, được bao bọc trong chất nền, là cơ sở của nhiễm trùng dai dẳng và liên quan đến thiết bị, và các khuyến nghị thực hành tốt nhất đặt xét nghiệm dấu ấn sinh học vào trong quy trình chẩn đoán rộng hơn.

History

Việc phát hiện 1,3-beta-D-glucan như một dấu ấn của nhiễm nấm xâm lấn xuất hiện vào cuối thế kỷ XX và trở thành một công cụ sàng lọc toàn nấm, bổ sung cho các xét nghiệm kháng nguyên đặc hiệu loài. Song song đó, sự công nhận từ những năm 1990 trở đi rằng Candida và các loại nấm khác hình thành màng sinh học trên các thiết bị y tế đã định hình lại cách hiểu về nhiễm nấm dai dẳng và liên quan đến thiết bị, cũng như giới hạn của việc phát hiện chúng.

Seminal works

• karageorgopoulos-2011
• ramage-2012

Frequently asked questions

Tại sao xét nghiệm beta-D-glucan không xác định được loại nấm cụ thể?

Beta-D-glucan là một thành phần vách tế bào được chia sẻ bởi nhiều loài nấm, vì vậy kết quả dương tính cho thấy có thể có nấm nhưng không thể nói là loại nào; việc xác định loài đòi hỏi nuôi cấy, giải trình tự hoặc các xét nghiệm đặc hiệu loài.

Tại sao màng sinh học nấm lại quan trọng đối với chẩn đoán?

Màng sinh học bao bọc nấm trong một chất nền bảo vệ trên các bề mặt như ống thông, điều này có thể cản trở việc phục hồi bằng nuôi cấy thông thường và duy trì nhiễm trùng dai dẳng, giúp giải thích tại sao một số nhiễm nấm liên quan đến thiết bị khó phát hiện và loại bỏ.