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微生物质谱检测和药敏诊断的快速发展

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微生物质谱检测和药敏诊断的快速发展

发布日期:2019-11-26 作者: 点击:

凯林贸易带大家了解一下临床微生物鉴定的快速化

2017年4月,CLSI发布了第一版使用MALDI-TOF MS(即基质辅助激光解析电离化/飞行时间质谱法,以下简称质谱法)鉴定微生物的指导性文件——CLSI M58。作为临床微生物界最权威的标准化机构之一,CLSI对MALDI-TOF MS这一新的微生物鉴定方法做出的指导性文件有着里程碑的意义:一方面,这标志着质谱技术用于微生物常规鉴定已经成为业内普遍认可的方法,另一方面,该文件的发布,标准化文件的出台,将为质谱微生物鉴定方法的发展及市场应用起到极大的推动作用。我国对于医用生物质谱仪的研究也十分重视:2017年6月国家质检总局、国家标准委公布了《基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱鉴别微生物方法通则》;国家发改委在《“十三五”国家科技创新规划》(国发[2016]43号文)中将医用生物质谱仪列为未来重点支持的十六个领域之一。

微生物质谱检测.jpg

不同于基于微生物的形态学、生理生化反应的传统微生物鉴定,质谱法是一种蛋白质指纹图谱识别技术,微生物样品分子在激光照射后离子化,然后在电场作用下加速飞过飞行管道,根据离子到达检测器的飞行时间不同而得到微生物的蛋白指纹谱图(PMF),然后将这些蛋白指纹谱图与标准蛋白指纹数据库进行检索和匹配,从而完成对微生物的鉴定。相较于传统鉴定需要耗费数个甚至十几个小时,质谱几分钟内就会给出结果,时间优势明显,同时质谱鉴定的准确性和检测通量也较传统鉴定有很大的优势。当然,不同厂家或者系统间的质谱仪在性能上可能会有不同程度的差异,这种差异的主要原因是系统的算法和数据库的差异。凭借其诸多优势质谱鉴定已成为微生物鉴定领域的一个新方向,在未来也必将成为主力军。

 微生物检测的自动化和快速化

一概述

当前,细菌耐药已成为全球公共健康领域的重大挑战,也是各国政府和社会广泛关注的世界性问题,政府业已出台多项措施应对。有效遏制耐药菌发展,保证抗生素的合理使用,需要微生物检验提供快速、准确的病原学诊断,并结合临床提出及时有效的治疗方案。自动化设备的发展很大程度上提高检测的速度和准确性,然而随着耐药形势越来越严峻,检测的样本量也逐年增加,而微生物检测涉往往涉及多个步骤,不同步骤质检很难完美衔接,单一或者几个步骤的自动化对效率的提升越来越达不到临床的需求。为满足临床检验的需求,近年来微生物检测朝着两个方向发展。一方面,微生物检测在一体化、智能化的道路上飞速前进:各大厂家不再局限于单一自动化产品的研制,而是在此基础上,通过流程优化、信息集成和最新技术对微生物检测的各个项目,推出了一些列整体解决方案,如快速鉴定和药敏解决方案、分支杆检测整体解决方案等。大的厂家,已经推出了微生物实验室全自动化方案,如意大利COPAN公司的WASPLab, BD公司的Kiestra等。临床检验智能化、一体化的发展,是优化临床微生物实验室及实现真正自动化的必由之路,也是提高细菌耐药监测与防控水平的重要一环。

另一方面,床旁诊断仪器/试剂的发展同样迅猛。用于筛查重要病原体、识别致病病原体和明确抗微生物药物的敏感性的床旁诊断产品具有快速简便,效率高,成本低,有检验周期短、标本用量少等优点,而越来越受到临床的关注。

临床微生物检测快速化进展

由于药敏结果的普遍滞后性,为防止病情恶化,临床感染初期医生往往会进行经验性用药治疗,但即使是经验丰富的内科医生,也可能在经验治疗时产生偏差,临床快速检测试剂盒能迅速确定病因,给临床医生提供重要参考依据,帮助其准确合理的用药。

淋病奈瑟菌(Neisseria gonorrhoeae , NG)是淋对人体有很强的适应性和侵袭力。感染NG 初期, 人体常无临床症状, 但若得不到及时诊疗可能会导致严重的泌尿生殖道疾病, 尤其是女性患者常导致盆腔炎或继发不孕不育。因此, 及时准确诊断NG 感染已成为治疗淋病的关键。

三临床微生物检测自动化进展

(一)、 WASPLab微生物实验室自动化流水线

WASPLab是由意大利COPAN公司研制,授权梅里埃、赛默飞世尔、贝克曼分销的一种微生物实验室整体自动化解决方案。主要包含微生物标本前处理自动化系统、智能化孵育箱系统、图像采集系统等,各模块之间通过传送带和机械臂连接,同时WASPLab是一个开放型平台,可衔接不同厂家的质谱仪、鉴定药敏仪(如梅里埃的VITEK2和VITEK MS),覆盖从接种到鉴定/药敏全过程,形成了一个新型的、全面的微生物实验室整体解决方案,从而极大的提高实验室效率。

WASPLab可以自动化处理从平板上贴标签,到图像采集,再到培养的整个过程。智能孵育箱拥有卓越的导热系数,可以很快地达到最理想的平板孵育温度和环境,确保菌落可以更好的生长,同时每个平板根据条形码随机分配到独立的存放空间,便于用户快速检索。图像采集系统使用了极其复杂的光源和拍摄系统,保证获得高清晰、高精度的平板图像。用户就像在显微镜下观察平板一样清晰。

WASPLab配套的PhenoMATRIX软件,通过先进的人工智能(AI),可以自动识别,解读和分离细菌培养物。此外使用WASPLab图像分析软件还可以对细菌在显色平板上的生长情况进行自动评分以检测MRSA,VRE等。用户可以通过电脑终端一键快速卸载阴性平板或者立即处理阳性平板,无需接触平板,即安全又省时。

而通过另一套Colibrí™ 系统(通用型菌落采集器),WASPLab成功的跟鉴定药敏紧密结合起来。Colibrí™是一个开放平台系统,兼容多种厂家的配套耗材,可自动选择平板上的菌落进行质谱点样,制作特定麦氏浓度的菌悬液,甚至还可以自动涂布纸片药敏或E实验法需要的平板。这样WASPLab打通了实验室微生物检测的几乎所有环节,实现了从样本处理到检验报告整个过程的全自动化。

(二)、 BD Kiestra 整体实验室自动化 (TLA) 系统:

与WASPLab相比,BD Kiestra 更注重模块化和扩展性,通过集成、连接,将BD公司的各个自动化模块融为一体,并根据不同的实验室设计成符合需求的流水线系统,满足整体自动化的要求,提高效率,帮助产生更可靠和及时的结果。

Kiestra同样包含样本处理系统,智能孵育系统,图像采集和阅读系统,但目前的信息看,BD暂时还没有类似Colibrí™ 的这种菌落采集器,因此无法与BD Bruker™MALDI Biotyper™自动化质谱鉴定和BD Phoenix™自动化药敏等仪器完美衔接,仍需人工完成质谱点样或药敏板上机工作。

标本处理系统BD Kiestra™InoqulA™是流水线上的一大亮点,它可自动处理液体和非液体细菌学标本,并且采用正在申请专利的磁珠技术,可产生比手工划线多达3至5倍的单菌落的同时,还可以定制平板划线的图案。

 总结与展望

在2017年,临床微生物获得的快速发展,特别是微生物质谱检测和药敏诊断方面,微生物检验行业的整体分析,在微生物检验技术的应用中,将微生物检验实现自动化、智能化是其未来发展的方向,尤其是在仪器检测法中体现了这一发展特征。所以,在对微生物检验技术的发展趋势主要表现为:首先需要提高对样本微生物含量的检验效率,减少常规检测中需要耗费的时间,在较短的时间内就能够实现对微生物数量及种类的检测;同时检验技术要保障检测的结果,提高检验的精度与科学性;最后要实现检验技术的自动化,推动微生物检验技术智能化发展。

 江门市凯林贸易有限公司凭借专业的技术、完善的售后服务及优良的信誉,公司逐步成为国内体外诊断试剂行业质量、产量、销量均位列前茅的生产经营企业,经营自主生产产品和代理产品相结合,种类广,品种齐全,成为多家国际著名微生物诊断试剂生产商在中国的销售代理商,欢迎各界朋友咨询了解。


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关键词:微生物质谱检测,药敏诊断,凯林贸易

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