Kỹ thuật Chẩn đoán Phân tử

Các kỹ thuật chẩn đoán phân tử phát hiện và định danh vi khuẩn dựa trên axit nucleic của chúng thay vì nuôi cấy, sử dụng các phương pháp như phản ứng chuỗi polymerase và giải trình tự. Chúng có thể xác định các sinh vật trực tiếp từ mẫu bệnh phẩm, thường nhanh hơn nuôi cấy và đôi khi khi nuôi cấy thất bại, đồng thời chúng có thể phát hiện các yếu tố quyết định tính kháng thuốc.

Definition

Các kỹ thuật chẩn đoán phân tử là các phương pháp xét nghiệm trong phòng thí nghiệm nhằm phát hiện, khuếch đại hoặc giải trình tự axit nucleic của vi sinh vật để xác định các sinh vật hoặc các yếu tố quyết định tính kháng thuốc, thường không yêu cầu nuôi cấy sinh vật.

Scope

Chủ đề này bao gồm các xét nghiệm khuếch đại axit nucleic, phản ứng chuỗi polymerase thời gian thực và đa mồi, định danh dựa trên giải trình tự, và các panel phân tử theo hội chứng, cùng với những ưu điểm và lưu ý diễn giải của chúng. Chủ đề được trình bày dưới dạng một môn học phương pháp luận và không cung cấp hướng dẫn xét nghiệm hoặc điều trị cho từng bệnh nhân cụ thể.

Core questions

• Các xét nghiệm khuếch đại axit nucleic phát hiện vi khuẩn như thế nào?
• Khi nào các phương pháp phân tử có thể thành công trong khi nuôi cấy thất bại, và giới hạn của chúng là gì?
• Chẩn đoán phân tử và chẩn đoán dựa trên nuôi cấy bổ sung cho nhau như thế nào?

Key concepts

• Xét nghiệm khuếch đại axit nucleic
• PCR thời gian thực (định lượng)
• Các panel đa mồi và theo hội chứng
• Giải trình tự gen 16S rRNA
• Phát hiện gen kháng thuốc
• Phát hiện các sinh vật không còn khả năng sống
• Độ nhạy và độ đặc hiệu phân tích

Mechanisms

Các phương pháp phân tử nhắm mục tiêu vào một trình tự axit nucleic cụ thể và khuếch đại nó để ngay cả một lượng nhỏ sinh vật cũng có thể được phát hiện; các định dạng thời gian thực định lượng mục tiêu và rút ngắn thời gian trả kết quả, trong khi các panel đa mồi xét nghiệm nhiều mầm bệnh cùng một lúc (Espy 2006). Giải trình tự các gen bảo tồn như 16S rRNA có thể xác định các sinh vật khó nuôi cấy hoặc định kiểu hình. Bởi vì các phương pháp này phát hiện axit nucleic chứ không phải sự phát triển, chúng có thể cho kết quả khi nuôi cấy âm tính, kể cả sau khi tiếp xúc với kháng sinh, nhưng chúng cũng có thể phát hiện các sinh vật không còn khả năng sống hoặc các sinh vật định cư, vì vậy kết quả cần được diễn giải trong ngữ cảnh. Các bài đánh giá mô tả cách chẩn đoán phân tử đã cải thiện tốc độ và độ nhạy trong khi đặt ra các câu hỏi diễn giải mới (Espy 2006; Caliendo 2013).

Clinical relevance

Chẩn đoán phân tử ảnh hưởng đến tốc độ và độ tin cậy trong việc quy kết nhiễm trùng cho các sinh vật và cách phát hiện sự kháng thuốc, nhưng việc diễn giải chúng khác với nuôi cấy vì việc phát hiện một gen không giống như việc thu hồi một sinh vật có khả năng sống, có thể kiểm tra tính nhạy cảm. Chủ đề này mô tả cách bằng chứng trong phòng thí nghiệm được tạo ra và không phải là cơ sở cho các quyết định chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân.

Evidence & guidelines

Các bài đánh giá toàn diện mô tả các ứng dụng và hiệu suất của PCR thời gian thực và các phương pháp phân tử khác trong vi sinh lâm sàng thường quy (Espy 2006) và sự chuyển dịch rộng hơn hướng tới chẩn đoán bệnh truyền nhiễm được cải thiện (Caliendo 2013); các văn bản tiêu chuẩn trình bày chi tiết các phương pháp phân tử và vị trí của chúng bên cạnh nuôi cấy (Jorgensen 2015).

History

Phản ứng chuỗi polymerase, được giới thiệu vào những năm 1980, đã làm cho việc phát hiện axit nucleic mục tiêu trở nên khả thi, và các định dạng thời gian thực và đa mồi sau đó đã được đưa vào các phòng thí nghiệm lâm sàng thường quy, mở rộng chẩn đoán phân tử và định danh dựa trên trình tự (Espy 2006; Caliendo 2013).

Seminal works

• espy-2006
• caliendo-2013

Frequently asked questions

Các xét nghiệm phân tử có thể thay thế nuôi cấy không?

Không hoàn toàn; chúng thường phát hiện các sinh vật nhanh hơn và đôi khi khi nuôi cấy thất bại, nhưng nuôi cấy vẫn cung cấp một chủng phân lập có khả năng sống để định danh thêm, và kết quả phân tử phát hiện axit nucleic đòi hỏi sự diễn giải cẩn thận.

Tại sao xét nghiệm phân tử có thể dương tính trong khi nuôi cấy âm tính?

Các phương pháp phân tử phát hiện axit nucleic chứ không phải sự phát triển, vì vậy chúng có thể vẫn dương tính khi các sinh vật không còn khả năng sống hoặc có số lượng thấp, kể cả sau khi tiếp xúc với kháng sinh ngăn cản sự phục hồi của nuôi cấy.