抗生素敏感性测试

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抗生素敏感性试验或抗生素敏感性试验是测量细菌对抗生素的敏感性。使用它是因为细菌可能对某些抗生素有抗药性。敏感性测试结果可以让临床医生将抗生素的选择从经验性治疗(即根据临床怀疑感染部位和常见致病菌选择抗生素)转变为定向治疗(其中抗生素的选择是基于对生物体及其敏感性的了解。

敏感性测试通常发生在医学实验室,并使用将细菌暴露于抗生素的培养方法,或测试细菌是否具有赋予耐药性的基因的遗传方法。培养方法通常涉及测量没有细菌生长的区域的直径,称为抑制区,在已均匀接种细菌的琼脂培养皿上含有抗生素的纸盘周围。最小抑制浓度,即阻止细菌生长的抗生素的最低浓度,可以从抑制区的大小来估计 。

自从发现β-内酰胺类抗生素青霉素以来,就需要进行抗生素药敏试验。最初的方法是表型的,涉及培养或稀释。Etest是一种抗生素浸渍条,自 1980 年代以来一直可用,而聚合酶链式反应(PCR) 检测等遗传方法自 2000 年代初就已可用。正在进行研究以通过使它们更快或更准确来改进现有方法,以及开发新的测试方法,例如微流体。


在临床医学中,抗生素最常根据一个人的症状和医学指南开处方。这种抗生素选择方法称为经验疗法,它基于对哪些细菌引起感染以及细菌可能对哪些抗生素敏感或耐药的知识。例如,简单的尿路感染可以用甲氧苄啶/磺胺甲恶唑治疗。这是因为大肠杆菌是最可能的致病细菌,并且可能对这种组合抗生素敏感。然而,细菌可以对几类抗生素产生抗药性。这种耐药性可能是因为一种细菌对某些抗生素具有内在耐药性,因为过去接触抗生素后产生耐药性,或者因为耐药性可能从其他来源(如质粒)传播。抗生素敏感性测试提供了有关哪些抗生素更有可能成功并因此应用于治疗感染的信息。

在一些国家,抗生素敏感性测试也在人群层面进行,作为一种筛查形式。这是为了评估对抗生素(例如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌)的背景耐药率,并可能影响指南和公共卫生措施。


一旦在微生物培养后鉴定出细菌,就选择抗生素进行敏感性测试。敏感性测试方法基于将细菌暴露于抗生素并观察对细菌生长的影响(表型测试),或识别特定的遗传标记(基因测试)。使用的方法可以是定性的,这意味着结果表明存在或不存在耐药性;或定量,使用最小抑制浓度(MIC) 来描述细菌对抗生素敏感的浓度。

有许多因素会影响抗生素敏感性测试的结果,包括仪器故障、温度、湿度和抗菌剂的效力。质量控制(QC) 测试有助于确保测试结果的准确性。美国典型培养物保藏中心和国家典型培养物保藏中心等组织提供具有已知抗性表型的细菌菌株,可用于质量控制。

基于将细菌暴露于抗生素的测试使用琼脂平板或在琼脂或肉汤中稀释。抗生素的选择将取决于生长的生物体以及当地可用的抗生素。 为确保结果准确,添加到琼脂或肉汤(接种物)中的细菌浓度必须标准化。这是通过将悬浮在盐水或肉汤中的细菌的浊度与McFarland 标准(其浊度与含有给定细菌浓度的悬浮液相当的溶液)进行比较来实现的。一旦达到适当的浓度(最常见的是 0.5 McFarland 标准)已经达到,可以通过目测或光度测定来确定,将接种物添加到生长培养基中。

圆盘扩散法包括选择一种细菌菌株,将其放在琼脂板上,并观察抗生素浸渍圆盘附近的细菌生长。这也称为Kirby-Bauer 方法,尽管也使用了改进的方法。在某些情况下,尿液样本或阳性血培养样本直接应用于测试培养基,绕过了分离生物体的初步步骤。如果抗生素抑制微生物生长,则会在椎间盘周围看到一个清晰的环或抑制区。通过将抑制区的直径与定义的与 MIC 相关的阈值进行比较,将细菌分类为对抗生素敏感、中等或耐药。


Mueller-Hinton 琼脂常用于圆盘扩散试验。临床和实验室标准协会(CLSI) 和欧洲抗菌药物敏感性测试委员会(EUCAST) 为琼脂的类型和深度、孵育温度和分析结果的方法提供标准。盘扩散被认为是用于测试敏感性的最便宜和最简单的方法,并且很容易适应测试新可用的抗生素或制剂。一些生长缓慢和挑剔的细菌无法通过这种方法准确检测,而其他细菌,如链球菌和流感嗜血杆菌可以进行测试,但需要专门的生长培养基和孵育条件。

梯度方法,例如Etest,使用放置在琼脂上的塑料条。将浸有不同浓度抗生素的塑料条放在生长培养基上,培养一段时间后观察生长培养基。最低抑菌浓度可根据泪珠状抑菌圈与试纸条上的标记的交点来确定。可以使用不同抗生素的多条试纸。这种类型的测试被认为是扩散测试。

在琼脂和肉汤稀释法中,细菌被放置在多个装有不同浓度抗生素的小试管中。细菌是否敏感是通过肉眼检查或自动光学方法确定的,经过一段时间的培养。肉汤稀释被认为是表型测试的金标准。抑制生长的抗生素的最低浓度被认为是 MIC。

理想的抗生素治疗基于确定致病因子及其抗生素敏感性。经验性治疗通常在获得实验室微生物报告之前就开始了。这可能适用于基于临床指南的常见或相对轻微的感染(如社区获得性肺炎),或适用于严重感染,如败血症或细菌性脑膜炎,其中延迟治疗会带来很大风险。个别抗生素的有效性因感染的解剖部位、抗生素到达感染部位的能力以及细菌抵抗或灭活抗生素的能力而异。

理想情况下,在开始治疗之前收集用于抗生素敏感性测试的样本。可以从疑似感染部位采集样本;例如,当怀疑血液中存在细菌(菌血症)时进行血液培养样本,肺炎情况下的痰样本,或尿路感染情况下的尿液样本。如果感染源不明确,有时可能会采集多个样本。这些样品被转移到微生物实验室,在那里它们被添加到培养基中,细菌在其中或上面生长,直到它们以足够的数量存在以进行鉴定和敏感性测试。

完成抗生素敏感性测试后,它将报告样本中存在的微生物,以及它们对哪些抗生素敏感。虽然抗生素敏感性测试是在实验室(体外)进行的,但所提供的相关信息通常与人体内的抗生素临床相关(体内)。有时,必须对某些细菌做出决定,以确定它们是否是感染的原因,或者仅仅是共生细菌或污染物,例如表皮葡萄球菌和其他机会性感染. 其他考虑因素可能会影响抗生素的选择,包括需要穿透到感染部位(如脓肿),或怀疑样本中未检测到一种或多种感染原因。


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