Định danh và Kháng thuốc của vi khuẩn Mycobacterium

Định danh và xét nghiệm kháng thuốc của vi khuẩn Mycobacterium là các phương pháp xét nghiệm được sử dụng để phát hiện Mycobacterium tuberculosis và các mycobacteria khác, định danh chúng đến loài, và xác định tính nhạy cảm của chúng với các thuốc kháng mycobacteria. Vì mycobacteria phát triển chậm, lĩnh vực này kết hợp kính hiển vi và nuôi cấy với các xét nghiệm phân tử nhanh có thể phát hiện cả vi sinh vật và các dấu hiệu kháng thuốc chính.

Definition

Định danh mycobacteria là việc phát hiện trong phòng thí nghiệm và định danh đến cấp độ loài của mycobacteria từ một mẫu bệnh phẩm lâm sàng; xét nghiệm kháng thuốc là việc xác định, bằng các phương pháp kiểu hình hoặc phân tử, tính nhạy cảm của một chủng mycobacteria phân lập được với các tác nhân kháng mycobacteria.

Scope

Mục này bao gồm kính hiển vi nhuộm kháng cồn-axit, nuôi cấy mycobacteria, định danh loài, xét nghiệm nhạy cảm thuốc kiểu hình và phân tử, và phát hiện phân tử nhanh chóng về kháng thuốc như kháng rifampin trong bệnh lao. Mục này coi đây là các phương pháp xét nghiệm và không cung cấp phác đồ điều trị hoặc liều lượng.

Core questions

• Có mycobacteria trong mẫu bệnh phẩm này không, và vi sinh vật đó là Mycobacterium tuberculosis hay một loài không lao?
• Những phương pháp nào - kính hiển vi nhuộm kháng cồn-axit, nuôi cấy, xét nghiệm phân tử, hay định danh proteomic - phát hiện và định danh mycobacteria?
• Chủng phân lập có kháng với các thuốc kháng mycobacteria chính không, và điều đó được xác định bằng kiểu hình hay phân tử như thế nào?
• Sự phát triển chậm của mycobacteria và tốc độ của các xét nghiệm phân tử định hình quy trình làm việc trong phòng thí nghiệm như thế nào?

Key concepts

• Kính hiển vi nhuộm kháng cồn-axit (Ziehl-Neelsen, auramine)
• Nuôi cấy mycobacteria (môi trường rắn và lỏng)
• Phức hợp Mycobacterium tuberculosis so với mycobacteria không lao
• Xét nghiệm nhạy cảm thuốc kiểu hình
• Phát hiện kháng thuốc bằng phân tử (ví dụ: kháng rifampin)
• Khuếch đại axit nucleic để phát hiện trực tiếp
• Xét nghiệm dải dò và dựa trên cartridge
• Tốc độ phát triển chậm và thời gian trả kết quả

Mechanisms

Việc phát hiện mycobacteria bắt đầu bằng kính hiển vi nhuộm kháng cồn-axit, nhuộm thành tế bào giàu lipid, và bằng nuôi cấy trên môi trường rắn hoặc lỏng mà, vì mycobacteria phát triển chậm, có thể mất vài tuần. Định danh loài phân biệt phức hợp Mycobacterium tuberculosis với các mycobacteria không lao bằng cách sử dụng các đầu dò phân tử, giải trình tự, hoặc các phương pháp proteomic như phổ khối (Clark et al., 2013). Xét nghiệm nhạy cảm thuốc được thực hiện theo kiểu hình bằng cách nuôi cấy trong sự hiện diện của thuốc hoặc, ngày càng phổ biến, bằng cách phát hiện phân tử các đột biến liên quan đến kháng thuốc. Khuếch đại axit nucleic dựa trên cartridge tự động có thể phát hiện M. tuberculosis và kháng rifampin trực tiếp từ mẫu bệnh phẩm trong vòng vài giờ thay vì vài tuần cần thiết cho xét nghiệm dựa trên nuôi cấy (Boehme et al., 2010), và PCR thời gian thực hỗ trợ rộng rãi hơn việc phát hiện phân tử trực tiếp trong phòng thí nghiệm (Espy et al., 2006). Các đánh giá toàn diện đặt các phương pháp xét nghiệm này vào bối cảnh chẩn đoán và giám sát bệnh lao rộng lớn hơn (Pai et al., 2016).

Clinical relevance

Việc định danh mycobacteria và phát hiện kháng thuốc tạo ra thông tin trung tâm cho lý luận lâm sàng về bệnh lao và bệnh mycobacteria không lao cũng như kiểm soát y tế công cộng. Mục này mô tả cách các kết quả xét nghiệm đó được tạo ra và những hạn chế của chúng; đây là tài liệu tham khảo và không kê đơn các phác đồ kháng mycobacteria hoặc liều lượng cho một cá nhân.

Epidemiology

Xét nghiệm mycobacteria trong phòng thí nghiệm là một phần không thể thiếu trong kiểm soát bệnh lao: phát hiện phân tử nhanh chóng vi sinh vật và kháng thuốc rút ngắn con đường nhận biết bệnh lao kháng thuốc và cung cấp thông tin cho giám sát (Boehme et al., 2010). Các đánh giá về bệnh lao nhấn mạnh vai trò của chẩn đoán trong dịch tễ học và quản lý bệnh trên toàn cầu (Pai et al., 2016).

History

Chẩn đoán mycobacteria trong hơn một thế kỷ dựa vào kính hiển vi nhuộm kháng cồn-axit và nuôi cấy chậm, với xét nghiệm nhạy cảm thuốc kiểu hình được bổ sung sau này. Việc giới thiệu khuếch đại axit nucleic và, đáng chú ý, các xét nghiệm dựa trên cartridge tự động có khả năng báo cáo M. tuberculosis và kháng rifampin trực tiếp từ đờm trong vòng vài giờ đã đánh dấu một sự thay đổi lớn trong thực hành phòng thí nghiệm (Boehme et al., 2010), nằm trong sự mở rộng rộng lớn hơn của vi sinh vật học phân tử (Espy et al., 2006).

Seminal works

• boehme-2010
• pai-2016
• espy-2006

Frequently asked questions

Tại sao xét nghiệm mycobacteria lại dựa vào cả phương pháp nuôi cấy và phân tử?

Mycobacteria phát triển chậm, vì vậy việc định danh và xét nghiệm nhạy cảm dựa trên nuôi cấy có thể mất vài tuần. Các xét nghiệm phân tử phát hiện vi sinh vật và các dấu hiệu kháng thuốc chính, như kháng rifampin, trực tiếp từ mẫu bệnh phẩm trong vòng vài giờ, bổ sung cho nuôi cấy (Boehme et al., 2010).

Điều gì phân biệt Mycobacterium tuberculosis với mycobacteria không lao trong phòng thí nghiệm?

Cả hai đều kháng cồn-axit, vì vậy chỉ kính hiển vi không thể phân biệt chúng; việc định danh đến cấp độ loài sử dụng các đầu dò phân tử, giải trình tự, hoặc các phương pháp proteomic để phân biệt phức hợp M. tuberculosis với mycobacteria không lao (Clark et al., 2013).