细菌β-内酰胺酶快速检测及分型试剂盒的应用评估
吴琼, 张祎博, 倪语星
上海交通大学医学院附属瑞金医院临床微生物科,上海 200025

通讯作者:倪语星,联系电话:021-64370045-600633。

作者简介:吴琼,女,1977年生,硕士,主要从事细菌耐药机制研究。

摘要
目的

将一种新型快速检测β-内酰胺酶试剂盒(Cica-Beta Test,主要成分为HMRZ-86)应用于临床分离的产β-内酰胺酶革兰阴性杆菌产酶情况的检测并初步分型。

方法

收集2006年10月至2007年5月瑞金医院临床微生物科临床分离的头孢噻肟和/或头孢他啶耐药革兰阴性杆菌。大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌根据临床实验室标准化研究所(CLSI)推荐的超广谱β-内酰胺酶(ESBLs)纸片确证试验确证。根据Cica-Beta Test试剂盒说明书步骤对100株菌进行β-内酰胺酶检测及分型。

结果

40株大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌均产ESBLs。Cica-Beta Test试剂盒检测结果显示,产青霉素酶或窄谱头孢菌素酶17株、ESBLs 47株、AmpC酶8株、金属酶1株、D类酶或复数ESBLs 27株。有3株菌试剂盒检测为产青霉素酶或窄谱头孢菌素酶,而纸片确证试验为ESBLs产生株。

结论

Cica-Beta Test试剂盒可应用于革兰阴性细菌β-内酰胺酶检测及初步分型,敏感性较高,快速、简便,但如果产酶量过低可能会影响检测结果,应结合细菌鉴定和药敏试验结果作出适当判断。

关键词: HMRZ-86; β-内酰胺酶; 革兰阴性杆菌
中图分类号:R446.5 文献标志码:A 文章编号:1673-8640(2010)01-0036-02
Evaluation of a novel kit for identifying and differentiating of beta-lactamase
WU Qiong, ZHANG Yibo, NI Yuxing
Department of Clinical Microbiology, Ruijin Hospital, Shanghai Jiaotong University School of Medicine, Shanghai 200025, China
Abstract
Objective

To evaluate a novel kit (Cica-Beta Test, HMRZ-86) for identifying and differentiating of beta-lactamase produced by Gram-negative bacilli isolated from clinical samples.

Methods

100 Gram-negative bacilli resistant to cefotaxime and/or ceftazidime were collected from the department of clinical microbiology of Ruijin hospital during October 2006 and May 2007. Extended-spectrum beta-lactamases (ESBLs) produced byEscherichia coli andKlebsiella pneumoniae were determined by the disc diffusion method recommended by the Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI). Beta-lactamases produced by 100 Gram-negative bacilli were typed by the methods according to the Cica-Beta Test kit.

Results

40 isolates ofEscherichia coli andKlebsiella pneumoniae produced ESBLs. Beta-lactamases typed by Cica-Beta Test kit were as follows: penicillinase or narrow spectrum cephalosporinase (17 isolates), ESBLs (47 isolates), AmpC beta-lactamase (8 isolates), metallo enzyme (1 isolate), class D or more than one kind of ESBLs (27 isolates). 3 isolates were determined as penicillinase or narrow spectrum cephalosporinase by the kit, however were determined as ESBLs by disc diffusion methods.

Conclusions

The kit compared to traditional method is proved to be an appropriate and sensitive method for the rapid identifying and differentiating a range of beta-lactamases, but the results will be influenced when the enzyme production is low. At that time, it should refer to the results of becterial identification and drug sensitive test.

Keyword: HMRZ-86; Beta-lactamase; Gram-negative bacillus

产β-内酰胺酶是革兰阴性杆菌对β-内酰胺类抗菌药物耐药的主要机制。因此,检测β-内酰胺酶的种类对了解革兰阴性杆菌对各种β-内酰胺类药物的耐药性并为临床抗感染治疗提供合理用药建议有着一定的意义。目前对细菌β-内酰胺酶的检测,除超广谱β-内酰胺酶(ESBLs)可参照美国临床实验室标准化研究所(CLSI)推荐的方法外(且仅限于大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌及奇异变形杆菌),其他β-内酰胺酶则无公认的且操作简便的检测方法。HMRZ-86为一种新的产色头孢菌素类物质[ 1],将其与某些酶抑制剂联合使用可检出β-内酰胺酶并大致分类。基于这一原理,日本Kanto Chemical公司生产了一种Cica-Beta Test试剂盒,能够简便快速地检测β-内酰胺酶并进行初步分类。本研究将该试剂盒用于临床产β-内酰胺酶革兰阴性杆菌产酶情况的检测,并对结果进行评估。

材料和方法
一、材料

收集2006年10月至2007年5月瑞金医院临床微生物科临床分离的头孢噻肟和/或头孢他啶耐药革兰阴性杆菌共100株(大肠埃希菌20株、肺炎克雷伯菌20株、阴沟肠杆菌17株、产气肠杆菌2株、产酸克雷伯菌2株、费劳地枸橼酸杆菌1株、铜绿假单胞菌21株、鲍曼不动杆菌17株)。将肺炎克雷伯菌(ATCC 700603)作为质控菌株,确认产ACT型AmpC酶、VIM-1、IMP-1、OXA-23型β-内酰胺酶菌株作为参考菌株。

二、检测方法

1.ESBLs确证试验 根据CLSI2008的操作指南,对收集的大肠埃希菌及肺炎克雷伯菌进行ESBLs确证试验。

2.β-内酰胺酶检测 用头孢硝噻吩纸片检测菌株是否产生β-内酰胺酶。

3.用Cica-Beta Test试剂盒对β-内酰胺酶进行分类 根据试剂盒操作说明对100株革兰阴性杆菌及质控菌和参考菌进行β-内酰胺酶分类。对头孢硝噻吩纸片检测阳性的菌株使用试剂1,试剂1阴性结果判断为产青霉素酶或窄谱头孢菌素酶,阳性(显示红色)则继续使用试剂2进行检测;试剂2阴性结果判断为产金属酶,阳性则继续使用试剂3;试剂3阴性结果判断为产ESBLs,阳性则继续使用试剂4;最后,如果试剂4检测结果为阴性,判断为产AmpC酶,如果阳性则判断为产D类酶或复数ESBLs。

结果

头孢硝噻吩纸片检测显示,本研究收集的100株头孢噻肟和/或头孢他啶耐药革兰阴性杆菌均产β-内酰胺酶。ESBLs纸片确证试验结果显示,40株大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌均产ESBLs。Cica-Beta Test试剂盒检测结果显示,产青霉素酶或窄谱头孢菌素酶17株、ESBLs 47株、AmpC酶8株、金属酶1株、D类酶或复数ESBLs 27株。有3株菌试剂盒检测为产青霉素酶或窄谱头孢菌素酶,而纸片确证试验为ESBLs产生株。40株大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌的试剂盒检测符合率为92.5%。该检测结果与ESBLs确证实验不符合的原因可能为菌株产酶量较低。

讨论

HMRZ-86是一种新的产色头孢菌素类物质。该化合物在第7位侧链上结合有一个羟丙基氧亚胺基,这一特性可保护β-内酰胺环不受一系列β-内酰胺酶的影响,但ESBLs和金属酶除外。A类青霉素酶不能与HMRZ-86和头孢硝噻吩-克拉维酸反应,但可与单独的头孢硝噻吩反应。A类ESBLs可与头孢硝噻吩、HMRZ-86反应,且巯基乙酸钠不能抑制该酶。D类ESBLs可与头孢硝噻吩、头孢硝噻吩-克拉维酸反应,但不能与HMRZ-86及HMRZ-86-巯基乙酸钠反应。C类酶不与HMRZ-86反应且可被氨曲南抑制[ 2]。该试剂盒运用HMRZ-86这一特性再联合一系列酶抑制剂,如克拉维酸、巯基乙酸钠和氨曲南来对β-内酰胺酶进行大致的分型。Colodner等[ 3]曾运用该试剂盒评估了对ESBLs的检测效果,结果显示该试剂盒的敏感性和特异性分别为95.5%、98.1%。

传统的对β-内酰胺酶进行分型的方法主要为三相水解试验,且仅大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌和奇异变形杆菌产生的ESBLs具有CLSI推荐的标准参考方法,其余类型的β-内酰胺酶尚无简便的分型判断标准。三相水解试验操作比较复杂,在小型医院中难以完成。本试剂盒可对各种革兰阴性菌产生的β-内酰胺酶进行检测及初步分型,简便、快速(在30 min内可完成全部操作),尽管显色的程度有赖于不同的菌株,但即使是极弱的反应也可在30 min内显色。

Cica-Beta Test试剂盒可应用于包括大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌及其他产酶株β-内酰胺酶检测及初步分型。敏感性较高,操作简便,耗时短,但存在产酶量过低而影响结果的情况,应结合菌株鉴定及药敏试验结果作出适当判断。本方法可快速判断细菌β-内酰胺酶引起的耐药,为临床抗感染治疗提供一定依据。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
[1] Hanaki H, Kubo R, Nakano T, et al. Characterization of HMRZ-86: a novel chromogenic cephalosporin for the detection of extended-spectrum beta-lactamases[J]. J Antimicrob Chemother, 2004, 53(5): 888-889. [本文引用:1]
[2] Livermore DM. Beta-lactamases in laboratory and clinical resistance[J]. Clin Microbiol Rev, 1995, 8(4): 557-584. [本文引用:1]
[3] Colodner R, Reznik B, Gal V, et al. Evaluation of a novel kit for the rapid detection of extended-spectrum beta-lactamases[J]. Eur J Clin Microbiol Infect Dis, 2006, 25(1): 49-51. [本文引用:1]