Автоматизация и компьютеризация при проведении микробиологических исследований

Со времени выхода книги «Общая и санитарная микробиология с техникой микробиологических исследований» прошло более двух лет. Сегодня вряд ли у кого возникают сомнения в необходимости модернизации микробиологической службы, внедрения современных методов исследования с автоматизацией отдельных этапов и использованием компьютерных программ для создания баз данных и обработки накопленной информации. Положительный опыт применения описанных в книге разработок показал перспективность их использования, выявил необходимость совершенствования некоторых разделов, в том числе качественных показателей при идентификации, экспертной системы при определении антибиотикочувствительности, а также необходимость внедрения новых алгоритмов для обработки кинетических моделей роста микроорганизмов, расширения возможностей программы при получении статистических и эпидемиологических отчетов и т. д.

С учетом вышеизложенного и благодаря внедрению новой компьютерной техники, работающей в составе операционной системы WINDOWS, разработаны и применяются в практике новые программы «МИКРОБ-АВТОМАТ» (вместо программы «БАКТ») и «Система микробиологического мониторинга «МИКРОБ-2» (СМММ-2) вместо программы «МИКРОБ».

Цель данных программ — объединение микробиологов, химиотерапевтов (клиницистов), эпидемиологов и сотрудников больничных аптек для решения общей задачи — качественных диагностики, лечения и профилактики гнойновоспалительных заболеваний и осложнений в инфекционной и неинфекционной клинике.

«Автоматизированное рабочее место микробиолога, химиотерапевта (клинициста) и эпидемиолога» состоит из двух программ — «Микроб-Автомат» и «Система микробиологического мониторинга «МИКРОБ-2», которая может работать в локальной сети лечебного учреждения и обеспечивает необходимое число рабочих мест в лаборатории.

Автоматизация и компьютеризация в микробиологии призвана решить следующие задачи:
— компьютерная идентификация микроорганизмов;
— ускоренные методы определения антибиотикочувствительности;
— определение степени бактериальной обсемененности различных биоматериалов;
— проведение лабораторного контроля эффективности антибактериальной терапии с использованием кинетических моделей роста микроорганизмов;
— создание баз данных для проведения постоянного мониторинга микрофлоры и чувствительности ее к антибактериальным препаратам.

Идентификация микроорганизмов различных групп. Опыт применения коммерческих микротест-систем в практической работе показал, что заключительный этап исследований — проведение идентификации выделенных клинических культур, ее уровень и достоверность зависят от вида микроорганизмов, числа изученных признаков и используемых способов или методов обработки данных. Так, идентификационные таблицы и индексы профилей пригодны и достаточно достоверны для групп микроорганизмов с малым числом таксонов и ограниченным числом биохимических тестов. При этом удовлетворительные результаты могут быть получены только при исследовании культур с типичными признаками, что не всегда характерно для клинической практики, а идентификация культур с атипичными свойствами часто занимает много времени и не всегда приводит к желаемому результату, так как невозможно предусмотреть все варианты ферментативной активности клинических штаммов микроорганизмов.

Разработанные к некоторым тест-системам книги кодов (регистры) позволяют увеличить число идентифицируемых культур, проводить идентификацию и в случае 1 -2 нетипичных для исследуемого вида тестов выполнять ряд требуемых дополнительных тестов для разделения возможных вариантов. Однако и при их использовании часто требуется много времени для подсчета числового кода, особенно при наличии сомнительных тестов. По нашему мнению, единственный путь для преодоления указанных трудностей — это использование компьютерных идентификационных программ.

Для идентификации микроорганизмов различных групп разработаны две программы: программа «Идентификация», встроенная в «Систему микробиологического мониторинга «МИКРОБ-2», предусматривающая визуальное считывание результатов биохимических тестов, выполненных с использованием коммерческих тест-систем, описанных ниже, и программа «МИКРОБ-АВТОМАТ», позволяющая при помощи ридеров типа «Multiskan», «iEMS-Reader» или «Multiskan-Ascent» фирмы THERMO-Electron (Финляндия) производить автоматическое считывание коммерческих идентификационных тест-систем. Преимуществом программ является возможность расширения спектра идентифицируемых видов микроорганизмов, изучаемых признаков (тестов), одномоментная и практически мгновенная обработка результатов большого числа биохимических и других тестов, получение стандартных, воспроизводимых и сопоставимых результатов, готового бланка анализа.

Идентификация микроорганизмов в данных программах основана на обработке результатов исследования морфологических, культуральных свойств и биохимической активности с использованием микротест-систем, позволяющих одновременно определить от 7 до 24 и более различных ферментативных реакций.

По результатам первичного посева и данным микроскопии проводится дифференциация бактериальных культур на грамположительные и грамотрицательные кокки и палочки.

Для идентификации грамположительных кокков на основании характера роста на кровяном агаре, морфологических особенностей и наличия каталазной активности используются тест-системы STAPHYtestlG и STAPHYtest24, STREPTOtestl6 и STREPTOtest24 или EN-COCCUStest (производство фирмы PLIVA-Lachema, Чехия).

Для идентификации грамотрицательных оксидазоположительных дипло-и тетракокков или коккобацилл применяется NEISSERIAtest (производство фирмы PLIVA-Lachema, Чехия).

Выбор тест-систем для идентификации грамотрицательных палочек производится по данным ферментации глюкозы (O/F-тест на среде Хью-Лейфсона) и/или наличию оксидазной активности (ОКСИтест).

Для идентификации оксидазоотрицательных микроорганизмов используются тест-системы ММТ Е24 (производство Ставропольской медицинской академии) или ENTEROtest24, ENTEROtestl6 (производство фирмы PLIVA-Lachema, Чехия).

Для оксидазоположительных культур применяется NEFERMtest24 (производство фирмы PLIVA-Lachema, Чехия).

Одновременно ставится тест на среде Хью—Лейфсона для определения ферментации глюкозы и наличия газообразования. Для определения подвижности культуры делается посев в полужидкий агар.

При отсутствии теста на оксидазу выбор тест-системы производится в соответствии с результатом теста на среде Хью-Лейфсона. Для культур, ферментирующих глюкозу, используются тест-системы ММТ Е24, ENTEROtest24 или ENTEROtestl6, для культур, не ферментирующих глюкозу,—NEFERMtest24.

Для ускоренной идентификации микроорганизмов из семейства энтеробактерий могут быть использованы тест-системы ENTEROScreen для наиболее часто встречающихся представителей этой группы, в основном при уроинфекциях, и ENTERORapid (производство фирмы PLIVA-Lachema, Чехия) для расширенного спектра микроорганизмов.

При выделении грамположительных палочек, подозрительных на коринебактерии, пользуются тест-системами ММТ Д (производство Ставропольской медицинской академии) и ДС-ДИФ-КОРЕШЕ (производство ООО «Диагностические системы», Нижний Новгород).

Для компьютерной идентификации анаэробов с использованием микротест-систем ANAEROtest23 (производство фирмы PLIVA-Lachema, Чехия) помимо результатов тестов, получаемых на планшетных индикаторных средах, необходимо иметь данные о морфологии микроорганизмов, отношении к окраске по Граму, наличии или отсутствии спорообразования для разнесения микроорганизмов по подгруппам.

Для идентификации грибов предусмотрены коммерческие тест-системы Auxacolor2 (производство фирмы BioRad, Франция) —только для визуального чтения результатов биохимических тестов и тест-система Candida22 (производство фирмы PLIVA-Lachema, Чехия) — как для визуального, так и для автоматизированного учета результатов биохимических реакций.

Идентификация микроорганизмов в программах основана на обработке результатов выполненных тестов. Для этого на каждую группу микроорганизмов составлен банк данных, представляющий собой обобщенные сведения о частоте встречаемости того или иного теста у микроорганизмов различных видов. При составлении банков использованы литературные данные и наши собственные исследования, позволяющие учесть особенности клинических штаммов и тест-систем. Для всех групп микроорганизмов спектр тестов, приведенных в банках, достаточно широк, он не ограничивается только биохимическими тестами, а включает данные микроскопии (что особенно важно для анаэробов), сведения, касающиеся характера роста на дифференциально-диагностических средах, наличия гемолиза, подвижности культур, пигмента и т. д.

Список банков данных, которые имеются в настоящий момент, приводится ниже в следующей статье на сайте.

Программы позволяют проводить идентификацию 439 видов бактерий, включающих:
• 87 представителей из семейства энтеробактерий;
• 15 видов из семейства вибрионов;
• 56 видов стафилококков и родственных грамположительных кокков;
• 30 видов стрептококков;
• 17 видов энтерококков;
• 58 видов неферментирующих грамотрицательных бактерий;
• 14 видов нейссерий;
• 23 вида коринебактерий;
• 95 видов анаэробов;
• 44 вида патогенных грибов.

- Читать далее "Программа «Идентификация» для автоматизации проведения микробиологических исследований"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 4.09.2019

Остались вопросы или замечания?

Все размещенные статьи преследуют образовательную цель и предназначены для лиц имеющих базовые знания в области медицины.
Без консультации лечащего врача нельзя применять на практике любой изложенный в статье факт.
Жалобы и возникшие вопросы просим присылать на адрес statii@dommedika.com
На этот же адрес ждем запросы на координаты авторов статей - быстро их предоставим.