作者简介:黄林,男,1990年生,学士,技师,主要从事临床微生物检验工作和细菌耐药机制研究。
回顾分析室间质评1304号菌株的鉴定过程,评价Vitek 2 Compact全自动微生物分析系统(简称Vitek 2 Compact系统)在临床少见疑难细菌鉴定中的应用。
方法采用传统的细菌形态学检查、手工生化反应及Vitek 2 Compact系统等多种手段对1304号菌株进行鉴定分析,同时用基质辅助激光解吸-电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)仪对最终鉴定结果进行佐证。
结果1304号菌株为革兰阴性小杆菌,氧化酶试验阳性,初次上机鉴定结果为支气管炎鲍特菌,鉴定率99%,转种分纯后2次上机鉴定结果为低分辨,粪产碱杆菌占51%,类产碱假单胞菌占49%,补充硝酸盐还原试验,结果为阴性,报告最终鉴定结果为粪产碱杆菌,质谱鉴定得分值为2.158,与最终结果相符。
结论Vitek 2 Compact系统鉴定临床少见疑难细菌有一定局限性,遇到少见疑难细菌应该用多种方法加以确定,综合分析以免造成错误鉴定。
To retrospectively analyze the identification process of strain 1304 in external quality assessment, and to evaluate the application of Vitek 2 Compact automatic microorganism analyzer system (Vitek 2 Compact system) to identify clinical rare bacteria.
MethodsStrain 1304 was identified comprehensively by traditional microscopic morphology, manual biochemical reaction and Vitek 2 Compact system, simultaneously. The final result was confirmed by matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry(MALDI-TOF MS).
ResultsStrain 1304 was Gram-negative
It exists some limitations in the identification of rare bacteria by Vitek 2 Compact system. Comprehend means should be used to decrease wrong identification rate.
Vitek 2 Compact全自动微生物分析系统(简称Vitek 2 Compact系统)是目前国内使用最广泛的一种全自动细菌鉴定系统,其主要特点是自动化程度高,软件功能强大,细菌鉴定速度快,因而被广泛地应用于各大医院。但Vitek 2 Compact系统也有其局限性,对于少见疑难细菌,在鉴定时有时会出现偏差。2009年Crawford-Miksza等[ 1]就有一篇关于1株O157:H7肠出血型大肠埃希菌错误鉴定为福氏埃希菌的报道。用Vitek 2 Compact系统鉴定临床少见疑难细菌时,必须结合细菌形态学检查和其它相关试验综合分析,以免错误鉴定。本实验室在鉴定卫生部微生物室间质评1304号菌株时就遇到这种情况。
室间质评菌株,编号1304(关节腔积液)。临床信息:女,75岁,关节腔镜术后膝关节红肿。
Vitek 2 Compact系统及鉴定卡片(法国生物梅里埃公司);Microflex基质辅助激光解吸-电离飞行时间质谱(matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry,MALDI-TOF MS)仪(德国布鲁克公司);LEICA DM500显微镜(德国莱卡公司);革兰染色液和手工生化反应管(杭州天和微生物试剂有限公司);血琼脂平板和麦康凯平板(法国生物梅里埃公司)。
1.菌株接种和分离
按照卫生部临床检验中心发布的操作说明,用新鲜配制的肉汤溶解冻干菌种,标本接种按操作规程[ 2]进行。
2.菌株的上机鉴定
分离菌株(生长16~18 h)经革兰染色、氧化酶试验后,初次用Vitek-GN鉴定卡片鉴定;转种血平板分纯,第2天再次用Vitek-GN鉴定卡片鉴定,同时接种脲酶、葡萄糖氧化/发酵(O/F)及各种糖类分解生化反应管;卡片鉴定质控菌株为霍氏肠杆菌(ATCC 700323)和铅黄肠球菌(ATCC 700327),手工生化反应试验操作参照试剂盒说明书。
3.菌株的MALDI-TOF MS辅助鉴定
用大肠埃希菌DH5α校准蛋白相对分子质量,具体鉴定及相关校准操作参照质谱仪操作说明。
肉眼所见生长为纯培养物(24 h),菌落边缘呈弥散状,α溶血,有淡淡的水果味;革兰染色为革兰阴性杆菌,氧化酶试验阳性;初次上机鉴定结果为支气管炎鲍特菌,鉴定率99%,未提示补充生化反应。
菌落呈α溶血,有淡淡的水果味;手工生化试验脲酶阴性,不分解糖类,O/F为产碱型,第2次上机鉴定结果为低分辨率(51%粪产碱杆菌和49%类产碱假单胞菌),要求补充试验为硝酸盐还原试验;硝酸盐还原试验结果为阴性。最终鉴定结果为粪产碱杆菌。
MALDI-TOF MS鉴定结果为粪产碱杆菌,得分值为2.158(分值>2.0时为高分值,鉴定较准确)。
细菌鉴定经历了从20世纪60年代以手工生化反应为主到如今的微量快速生化反应系统,实现了从生化模式到数字模式的转化。准确快速的鉴定病原微生物,是微生物实验室协助临床正确治疗患者的前提,高速自动化的微生物鉴定仪已成为世界各地临床微生物实验室病原菌诊断的有力工具,其应用可以大大提高鉴定准确度,缩短鉴定的时间,还降低了实验室工作人员的劳动强度。Vitek 2 Compact系统是法国生物梅里埃公司生产的Vitek系列新产品。在这次室间质评过程中,本实验室利用Vitek 2 Compact系统鉴定1304号菌株(粪产碱杆菌),初次鉴定结果为支气管炎鲍特菌,鉴定率显示为99%,综合临床资料、菌落形态特征及直接涂片结果对此次鉴定结果表示怀疑,查看初次上机鉴定时的生化反应,发现脲酶试验结果为接近阳性阈值(+),考虑是否菌落不纯导致错误鉴定;转种分纯,培养1618 h后取对数生长期菌落接种脲酶生化反应管、葡萄糖O/F管及其他糖类分解生化反应管,并重新调配菌液上机鉴定。生化反应结果为脲酶阴性,O/F为产碱型,不分解糖类,上机鉴定结果为低分辨率,补充硝酸盐还原试验结果为阴性,上机结果最终确定为粪产碱杆菌。MALDI-TOF MS是近年发展起来用于快速检测微生物及药物敏感性的一项技术,该技术是一种全新的用于微生物鉴定分型的生物质谱技术,具有快速、稳定、重复性好的特点,已越来越多地用于微生物鉴定[ 3],MALDI-TOF MS鉴定1304号菌株得出结果亦是粪产碱杆菌,进一步证实了最终的鉴定结果。回顾分析鉴定的整个过程,查阅《伯杰氏细菌学鉴定手册》[ 3]发现,粪产碱杆菌和支气管炎鲍特菌有许多共同特性,都是革兰阴性的短杆菌(球杆菌),有鞭毛,化能异养,专性需氧,呼吸代谢,不发酵糖类;生化反应也基本相同,可以通过为数不多的试验区别(脲酶试验粪产碱杆菌为阴性,支气管炎鲍特菌为阳性);另可以通过细菌遗传学分类中的DNA碱基G+C mol%(GC比)区分《伯杰氏细菌学鉴定手册》[ 4]中显示粪产碱杆菌的G+C含量是58.9克分子%,模式菌株:ATCC 8750,NCIB 8156;支气管炎鲍特菌的G+C含量是62克分子%,模式菌株:ATCC 19395,其已有相关文献证实[ 5, 6];也可以通过聚合酶链反应扩增1304号菌株的16S rDNA,纯化其PCR产物送相关实验室测序,所得序列与数据库比较,最终鉴定菌株。
Vitek 2 Compact系统自从推向市场以后,已有大量研究鉴定其检测能力,相对传统手工鉴定其更自动化和快速,然而对其导致的错误鉴定和不能鉴定的报道却并不多,其中2009年有一篇关于一株O157:H7肠出血型大肠埃希菌错误鉴定为福氏埃希菌的报道[ 1],回顾分析本次在鉴定卫生部室间质评1304号菌株的整个过程,质控菌株ATCC 700323和ATCC 700327重要生化反应均在控,却出现结果的错误鉴定,可能与菌株本身相关生化反应惰性有关,如文献[7]所叙,不同种属细菌其生长周期、生长条件及产酶能力各不相同,导致其鉴定符合率存在较大差异。同时,如文献[8]报道,室间质评冻干菌株复苏后至少要传一代获得纯培养,生物特性才稳定。在应用Vitek 2 Compact系统做细菌鉴定时,当遇到结果出现少见疑难细菌,鉴定时菌落不纯或细菌培养时间不够,鉴定结果与菌落形态或细菌镜下形态差别较大,鉴定系统中出现生化反应结果不符等情况时需对鉴定结果进行复核。所以,不能单凭Vitek 2 Compact系统中的鉴定率来判断细菌鉴定准确率,一定要结合形态学检查和相关手工试验综合分析,以免错误鉴定,导致临床误诊。
综上所述,在操作室间质评等冻干菌株时,复苏传代很重要,只有当菌株生物特性稳定后才能得到准确的鉴定结果。同时,考虑到Vitek 2 Compact系统在鉴定细菌时的局限性,当遇到临床少见疑难细菌时,需要对鉴定结果进行复核。
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