抗菌素敏感性试验(AST)和耐药(AMR)标记-如何找到最低抑菌浓度(MIC)

更新日期:2019年12月5日
要点
- 2019年,世卫组织报告将每年700000例死亡归因于抗药性(AMR)生物体,并预测到2050年,AMR生物体将成为人类死亡的最常见原因。
- CLSI和EUCAST的最低抑制浓度(MIC)/断点指南不同。
- 目的是测量一种隔离物对一系列抗菌素的敏感性,并找出MIC。
- 传统方法仍然被广泛使用,还有许多自动抗菌药物敏感性测试(AST)可以更快地返回结果。
作品简介:对抗生素的耐药性可以是自然产生的,也可以是获得性耐药性;在那里,滥用抗菌素导致一个群体暴露在一个环境中,在这个环境中,具有产生耐药性基因的生物体(无论是自发突变的,还是通过来自其他耐药性细胞的DNA转移)能够蓬勃发展和传播。
什么是ESKAPE病原体?通常被媒体称为“超级细菌”的ESKAPE病原体(肠球菌都有效,金黄色葡萄球菌,肺炎克雷伯菌,鲍曼不动杆菌,铜绿假单胞菌,肠杆菌被认为是全球医院获得性(或医院获得性)感染的主要原因。
生物体的鉴定通常是与AST检测一起进行的,了解你分离的是什么微生物,了解分离部位,并给出应该考虑使用哪种抗生素的指示。隔离物对特定抗生素的敏感性是通过建立最低抑菌浓度(MIC)或断点来测量的,这是隔离物在过夜培养后不能产生可见生长的最低浓度(传统上以加倍稀释测试)。
MIC可以确定采用琼脂或肉汤稀释技术,遵循由不同权威机构建立的参考标准,如临床和实验室标准协会(CLSI,美国)、英国抗菌化疗学会(BSAC,英国)、AFFSAPS(法国)、德国研究所für Normung e.V(德国DIN)和ISC/WHO。这些标准是基于药代动力学-药效学(PK-PD)特性和耐药机制。大多数欧洲国家遵循欧洲抗菌素敏感性检测委员会(EUCAST)确定的MIC下限。EUCAST推荐的MIC断点有时高于CLSI。
耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的例子:电阻发生在生物体的台面式晶体管基因产生一种改变penicillin-binding蛋白质,PBP2a(也称为PBP2”)和苯唑西林一个麦克风2 mg / l或甲氧西林麦克风4 mg / l(总咨询EUCAST和CLSI磁化率和电阻变化的值)。
AST和建立MIC的方法(包括快速自动化系统)
肉汤稀释法-取决于在含不同水平抗生素的肉汤培养基(试管或微滴定板)的特定接种密度下接种-通常使用双倍稀释,在孵育后,通过目视或自动读取器记录浊度,并确定断点浓度。商业上可以买到微量滴定板或即用条,上面有在井中准备好的抗生素。这种方法的一种变体是琼脂稀释法,当接种物干燥后,将小体积的悬液接种到含有特定浓度抗生素的琼脂上,然后再孵育平板,再次检查生长区域。
琼脂稀释方法-平板也可以用来测定MIC,这里不同浓度的抗菌物质被添加到非选择性琼脂培养基凝固之前。然后制备试验生物,并将其添加到固体琼脂的不同位置,形成了Liofilchem即食琼脂稀释板,第一个也是唯一一个现成的商用试剂盒,用于按照CLSI和EUCAST标准进行琼脂稀释抗菌药物敏感性测试。
圆盘扩散或柯比-鲍尔测试是经典的微生物技术之一,至今仍被广泛使用。将分离物的悬浮液按特定的麦克法兰标准制备,然后在培养皿中均匀地涂在适当的琼脂上(如Mueller-Hinton或定义更明确的iso - sensisitest™琼脂)。浸渍了不同浓度的不同抗生素的圆盘被放置在琼脂的表面。多通道磁盘分配器可以加速磁盘的放置。孵育后,在圆盘附近有一个没有生长的清晰圆形区域,表明对这种抗菌素敏感。使用参考表,可以将区域的大小与MIC联系起来,并记录结果:该微生物是否对该抗生素敏感(S)、中度敏感(I)或耐药(R)。
这种方法有许多关键步骤,例如使用哪种媒介;培养皿中琼脂的深度和水分含量;孵化条件;准确的接种体密度;圆盘必须与琼脂表面紧密接触,否则扩散速率将不正确。
该方法的一种变体是使用沿其长度浸渍的条带,具有不同浓度抗菌剂的梯度,在培养后,这会创建一个椭圆形的无生长区,在椭圆与条带相交的地方,可以从条带上的浓度标记读取MIC。它们易于阅读,无需参考表格即可获得MIC值,测试需要的操作更少,因为一个试纸将覆盖整个浓度范围。也可以手动或仪器读取。
无论使用哪种方法,结果都提供了一个关键的分界点,相当于该试验分离物的最低抗生素抑制浓度,并且方法最初需要制备纯培养物,这可能需要1-2天。
预先制备的抗生素光盘与制造商提供的完整的QC文件保持了重现性,并大大提高了分析的可靠性。碟片应始终按照可接受的规格(如FDA, WHO, DIN)生产。DIN标准的抗生素浓度范围最接近规定的90%-125%。
检测抗生素耐药标记物-碳青霉烯酶:碳青霉烯酶主要有5种(OXA-48-like、KPC、NDM、VIM和IMP),由耐碳青霉烯肠杆菌科(CRE)产生。CRE是已知的ESKAPE病原体中最致命的,通过血流感染有50%的致死率。NG biotech、Becton and Dickonson (BD)和MAST集团等多家生物技术公司已经向市场发布了手持碳青霉烯酶诊断阅读器,如果样本中存在碳青霉烯酶,该阅读器会产生简单的颜色变化。
自动化和半自动化系统进行纸片扩散和肉汤稀释技术。半自动化的图像分析仪,可以读取区域或肉汤浊度,提供更客观的结果,并可以配备自动解释结果的软件。对于进行大量分析的实验室,有广泛使用的全自动系统。这些方法通常将识别和敏感性测试结合在一起,并且由于整个测试是自动设置和读取的,不仅工作量减少了,而且结果的主观性也降低了,而且更具有可重复性。结果通常更快,可能是同一天的结果,因为仪器通过连续读数和生长动力学的基础结果来监测生长。虽然自动化系统有很多优势,但在可使用抗生素的选择方面,它们可能不够灵活,消耗品成本通常较高,设备成本需要通过直接购买、租赁或试剂租赁交易,以及服务和维护费用来满足。
半自动带读者和完全自动化ID和磁化率系统,收集到的数据可以通过专家评估或智能软件系统的解释,强调不同寻常的异常结果,建议其他可能的抗生素,可以导出到其他LIMS系统进行进一步的报道。