细菌鉴定与表征

细菌鉴定与表征是一套实验室方法，用于从临床样本中分离细菌并确定其种类——包括属、种，以及在相关情况下确定菌株——以便结果能够支持诊断、治疗选择和监测。现代实验室将经典的基于生长和生化方法与通过质谱进行的蛋白质组学鉴定以及核酸测序相结合。

Definition

细菌鉴定是实验室确定从临床样本中分离或检测到的细菌的属和种（以及在需要时确定菌株或类型）的过程，采用表型、蛋白质组学和基因型方法。

Scope

本条目涵盖了初步分离和显微镜检查、通过生长和生化反应进行的表型鉴定、通过MALDI-TOF质谱进行的蛋白质组学鉴定，以及通过基因测序进行的基因型鉴定，同时区分了鉴定（命名生物体）和表征（分型和性状测定）。本条目将这些视为实验室方法而非临床指导。

Core questions

• 该样本中存在哪种细菌，其分离在临床上是否有意义？
• 哪种鉴定方法——培养和生化、MALDI-TOF质谱或基因测序——适用于这种生物体？
• 除了物种水平，如何对生物体进行表征，例如通过分型进行疫情调查？
• 每种方法在速度、准确性和区分密切相关物种的能力方面有哪些局限性？

Key concepts

• 初步分离和纯培养
• 革兰氏染色和菌落形态
• 生化和表型分析
• MALDI-TOF质谱鉴定
• 16S rRNA和其他基因测序
• 鉴定与表征（分型）
• 参考数据库和光谱匹配
• 周转时间

Mechanisms

传统鉴定始于分离纯培养物，然后读取选择性和鉴别培养基上的生长情况、革兰氏染色形态以及一系列生化反应，以将生物体归类到物种。通过MALDI-TOF质谱进行的蛋白质组学鉴定则是将菌落中的蛋白质离子化，并将产生的质谱（主要由丰富的核糖体蛋白组成）与参考数据库进行匹配，一旦获得分离物，即可在数分钟内得出物种水平的鉴定结果；这种方法极大地改变了常规实验室工作流程（Clark et al., 2013）。基因型鉴定对16S rRNA等保守基因进行测序，或使用更广泛的核酸方法，可以直接从样本中鉴定或鉴定生长不良的生物体（Espy et al., 2006）。每种方法都在速度、成本和鉴别力之间进行权衡，而更快的鉴定已被认为与改进传染病诊断的更广泛努力相关（Caliendo et al., 2013）。

Clinical relevance

准确的生物体鉴定是临床感染推理和选择敏感性试验的起点。本条目描述了如何实现鉴定及其局限性；它是一种参考材料，不规定特定结果应如何改变个体患者的护理。

Epidemiology

除了命名生物体，表征和分型方法通过确定来自不同患者的分离株是否相关，为疫情调查和监测提供了基础。向质谱和分子方法的转变是使病原体检测更快、信息更丰富的更广泛努力的一部分（Caliendo et al., 2013）。

History

在20世纪的大部分时间里，细菌鉴定主要依赖于培养、染色和生化表型分析。核酸测序以及后来的MALDI-TOF质谱引入常规实验室，改变了鉴定的速度和广度，其中质谱尤其被描述为常规实践中的根本性转变（Clark et al., 2013），而分子扩增则扩大了可以直接从样本中检测到的范围（Espy et al., 2006）。

Seminal works

• clark-2013
• espy-2006
• caliendo-2013

Frequently asked questions

细菌的鉴定和表征有什么区别？

鉴定是将生物体命名到属和种；表征则更进一步，确定性状或对菌株进行分型——例如判断来自不同患者的分离株是否属于同一疫情。

为什么质谱在细菌鉴定中变得普遍？

MALDI-TOF质谱可以在获得分离物后的几分钟内，通过将生物体的蛋白质质谱与参考数据库进行匹配，将许多细菌鉴定到物种水平，这使得常规鉴定比许多传统生化分析更快（Clark et al., 2013）。