顯色培養基在病原學診斷中的價值
發布時間：2022-05-05 瀏覽次數：2474
近年來，造成人類感染的微生物日益復雜，常見的各種病原菌的威脅不但遠未消除，而且又有一些新的病原菌不斷出現，尤其是耐藥菌株，如產超廣譜β-內酰胺酶(ESBLs)革蘭陰性桿菌，耐氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)，多重耐藥菌(MDR)等耐藥菌株的出現，給臨床感染的診斷和治療帶來了極大的壓力。
傳統的病原微生物監測方法都以染色，培養，生化鑒定為主，這些方法較準確，目前仍然是許多病原體檢測的"金標準"。但是，由于細菌的生長繁殖需要一定時間，使檢測周期難以縮短；此外，很多病原體的培養受營養要求，抗菌藥物應用及病原體含量等因素的影響。為解決這些問題，各種自動化培養和鑒定系統不斷產生，在一定程度上加快了檢測速度，但還是無法節省微生物的培養和分離過程中所花費的時間。
除傳統的培養分離加生化鑒定方法之外，近年來還出現了諸如生物發光法，電阻抗法，免疫學方法和聚合酶鏈反應(PCR)等簡便，快速的檢測方法。在一定時期一定程度上促進了快速檢測方法的發展，但在使用過程中，不足之處也經常顯露出來，如利用PCR鑒定微生物，雖然可進行大量的快速測定，但陽性樣本必須采用常規方法確認，且操作比較復雜，所需儀器設備條件較高。
如何既快速又準確完成病原微生物的鑒定，一直是困擾臨床微生物檢驗工作人員的難題。而顯色培養基將微生物的分離與鑒定合二為一，節省了傳統方法中生化鑒定的時間，同時，顯色培養基還兼具操作簡便、敏感性和特異性都較高的特點，尤其是能與傳統方法較好的接軌而越來越受到國內外學者的關注。
一、顯色培養基的基本原理
微生物具有復雜多樣的酶系統，胞內酶的種類及反應條件可作為微生物分類鑒定的重要依據。顯色培養基的根據酶的特征設計的對微生物進行快速檢測的一種分離培養基，基本原理是：在分離培養基中加入檢測某些菌種的特異性酶底物，該底物為人工合成，由產色基團和微生物可代謝物質組成，通常為無色，但在特異性酶作用下游離出發色基團并顯示出一定顏色，直接觀察菌落顏色即可對菌種做出鑒定。
顯色培養基中常用的底物最先來源于生化反應中對酶動力學特征的研究，基本原理是：第五被特異性酶水解，釋放出發色基團，然后根據吸收峰的變化用分光光度計檢測。這一特征被廣泛應用于微生物學實驗中。顯色酶的底物通常是苯酚的衍生物，常用的有o(p)-硝基酚、p-硝基苯酚、羥基吲哚、5-溴-4-氯-3-吲哚、5-溴-6-氯-3-吲哚、6-氯-3-吲哚、N-甲基吲哚、5-碘-3-吲哚等的化合物
微生物和這些化學物質間的相互作用依發色團的不同而有很大的區別，在每=酶反應過程中產生的物質可以擴散到培養基中而產生預期的顏色。在選擇性培養基中加入這些底物，由于不必進行菌株的亞克隆和進一步的生化反應，可以節約時間，原材料和資金投入。
二、顯色培養基的應用
顯色培養基的用途主要有2個方面：(1)病原微生物的快速鑒定；(2)耐藥細菌的快速篩查。
1、病原微生物的快速鑒定
從20世紀70年代顯色培養基開始研發至今，不論是臨床診斷領域還是工業生產過程中的微生物控制，顯色培養基最主要的用途是快速準確的鑒定病原微生物。國內外關于這方面的報道很多，也涌現出許多性能優異的顯色培養基，下面將選取2種詳細介紹。
①，泌尿道顯色培養基 — 尿路感染是一種臨床常見感染，特別在女性患者，易引起腎盂腎炎、膀胱炎和尿道炎等疾病，由于尿路感染容易反復發作，而又難于治療和預防，所以對引起尿路感染細菌的快速診斷對及時有效的治療有很大的幫助。
尿路感染主要的致病菌包括大腸埃希菌、腸球菌屬、克雷伯菌屬、變形桿菌屬、沙雷菌屬等，其中大腸埃希菌是尿路感染中分離最多的細菌。
針對尿路感染主要主要致病菌的分布情況，國內外大培養基生產廠家相繼開發出相應的泌尿道顯色培養基。在這些培養基中，最為優異的無疑是法國生物梅里埃公司開發的ChromID CPS 培養基，該培養基配方為生產廠家專利，至今已研發至第四代，ChromID CPS 最為優異的性能是能100%直接鑒定大腸埃希菌，而無需其它任何附加試驗。大腸埃希菌在平板上會顯示粉色到暗紅色菌落。除大腸埃希菌之外，ChromID CPS還能鑒定腸球菌屬細菌(青綠色菌落)、變形桿菌屬(淺棕色到深棕色菌落)、KESC(克雷伯菌、腸桿菌、沙雷氏菌、枸櫞酸桿菌)菌群(藍綠色到藍灰色菌落)、無乳鏈球菌(紫色菌落)和腐生葡萄球菌(桃紅色菌落)。據Ciragil等的研究表明，使用ChromID CPS培養基與傳統方法相比，可節省大量的時間和成本。
②，念珠菌顯色培養基 — 隨著糖皮質激素、免疫抑制劑和高效廣譜抗菌藥物的廣泛利用，器官移植各種導管介入性治療的深入開展以及獲得性免疫缺陷綜合征的出現，老齡人口的增多等，致使機體免疫力下降，微生態失衡，真菌感染日趨增多，嚴重危害人類健康，甚至危及生命。
傳統的真菌檢測常用沙保葡萄糖瓊脂，這是一種非鑒別性培養基，只能支持多數酵母樣真菌的生長，因而需要專業的檢測人員從菌落及軍體形態上進行鑒定。但利用顯色培養基，僅從菌落顏色就能區別多種念珠菌屬微生物。
2、耐藥細菌的快速篩查
由于廣譜抗菌藥物的濫用以及細菌間耐藥基因的轉導，細菌對常用抗菌藥物耐藥的發展成為人類健康事業面臨的嚴重問題之一。為了指導抗菌藥物臨床應用，為管理部門制定抗菌藥物政策提供依據，衛生部成立了全國耐藥監測網，全國各大三甲醫院也已全部開展常規耐藥監測工作。
三、顯色培養基未來的發展方向
與傳統的培養基相比，顯色培養基具有較高的特異性和敏感性，且在某些菌株的鑒定上，已經可以實現無需任何附加試劑即可完成鑒定。然而，能直接在顯色培養基在完成鑒定的畢竟是少數，其余大多數菌落還需要結合菌落形態、顯微檢查或傳統的生化試驗結果。
因此，未來的顯色培養基的研發方向主要是機制方面的研究，即微生物特異性生化反應機制的研究。對微生物特異性生化反應機制研究的深入，將會促進新型顯色培養基的開發，在特異性和敏感性方米納會有長足的進步。
