Масс-спектрометрия и роботизированная культивация

Одной из главных проблем современной мировой медицины стала множественная лекарственная устойчивость болезнетворных микробов. Для сдерживания ее распространения крайне важна точная микробиологическая диагностика – она позволяет не назначать антибиотики вслепую, а выбирать их с учетом конкретного штамма микроорганизма и его чувствительности к лекарствам. О том, какие диагностические средства есть в арсенале современной микробиологии и как их правильно применять, «МедНовостям» рассказали два эксперта в этой области.

Куликов Евгений Евгеньевич, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории вирусов микроорганизмов Института микробиологии им. С. Н. Виноградского РАН

Бактериальные заболевания сегодня оказываются одной из главных угроз общественному здоровью, и проблема с ними за последние десятилетия не только не отступила, но и стала существенно серьезнее. Слабо контролируемые назначение и прием антибиотиков широкого спектра действия привели к возникновению множественной лекарственной устойчивости патогенных микробов. Эпидемиологический спектр патогенов во всем мире изменился в сторону преобладания антибиотикорезистентности.

Возникла опаснейшая ситуация: природный резервуар антибиотиков практически исчерпан, обнаружить новые группы давно не удается. Особенно это касается антибиотиков против грам-отрицательных патогенов (кишечная палочка, синегнойная палочка, ацинетобактер и пр.), а циркулирующие возбудители оказываются устойчивы к применяемым препаратам. Врач вынужден или повышать дозировки, нанося вред пациенту, или назначать весьма токсичные антибиотики «последнего выбора», или применять незаслуженно забытые средства антибактериальной терапии – например, препараты бактериофагов.

Мир фактически приходит к состоянию медицины до эры антибиотиков. Для того, чтобы врачи не совершали дальнейших ошибок, необходимо более тщательно проводить диагностику бактериальных инфекций перед началом терапии и вести мониторинг патогена в процессе терапии и после ее окончания.

Классические бактериологические исследования в клинике остаются своего рода золотым стандартом диагностики. Они дают возможность непосредственного выделения и культивации патогена из проб биоматериала (кровь, моча, ликвор, биоптаты и др.), позволяют оценить его важные для терапии параметры (скорость роста, ферментативные свойства, чувствительность к антибиотикам, способность к образованию биопленок, внутреннее штаммовое разнообразие, точную видовую и штаммовую принадлежность, чувствительность к бактериофагам и др.).

{#vrez.59079}

Благодаря появлению новых технических средств, в современных клинико-диагностических лабораториях, бактериологические исследования стали существенно доступнее и быстрее. Так, требовавшие нескольких суток (которых может не быть у врача и пациента) посевы стало возможно проводить за 24 часа за счет автоматизированных систем культивации, одновременно выращивающих микроорганизмы, инкубирующих пробы с антибиотиками и учитывающих результаты. Применение хромогенных (дающих цветовую реакцию) сред культивации позволило сократить время идентификации микробов и выделения их в чистую культуру. Так, микобактерии (например, возбудитель туберкулеза) могут быть определены и подсчитаны в пробе по их способности специфически взаимодействовать с флюоресцентным субстратом, и другие микробы, находящиеся в той же пробе биоматериала, не мешают исследованию.

Классические методы бактериологии сейчас дополнены и молекулярными методами исследования. Масс-спектрометрическая идентификация патогенов открыла новые горизонты для инфекционистов и эпидемиологов – ведь по данным, получаемым этим экспресс-методом, можно определить не только вид микроба, но и принадлежность его к определенному штамму, что позволяет отслеживать судьбу отдельных штаммов во времени и пространстве.

Серологические исследования могут показывать наличие у пациента циркулирующих антител к тому или иному микроорганизму и косвенно подтверждать успех антимикробной терапии. Исследование биопроб на содержание специфических антигенов (иммуноанализ в формате ELISA или иммунофлюоресцентная микроскопия) позволяют напрямую подтвердить, например, результаты ПЦР-диагностики – это особенно важно в случае медленного роста микроба в культуре (микобактерии) или технически сложной культивации (хламидии, микоплазмы).

Юрасов Василий Викторович, кандидат медицинских наук, заместитель по медицинским вопросам директора ООО «Независимая лаборатория ИНВИТРО»

{#vrez.59076}

Микробиологические исследования предполагают строгое соблюдение преаналитических требований (условий транспортировки и сроков хранения биоматериала) и стандартизированный алгоритм действий сотрудников лаборатории непосредственно при проведении исследования. Каждое действие – подготовка биоматериала, приготовление питательных сред, собственно нанесение биоматериала на питательные среды, соблюдение условий инкубации в термостате для эффективного роста бактериальных колоний, идентификация микроорганизмов и определение антибиотикочувствительности  - должны быть отработаны до автоматизма в соответствии со стандартными  правилами для операционных процедур.

Независимая лаборатория ИНВИТРО, стремясь к стандартам высочайшего качества, тщательно отбирает и непрерывно обучает своих сотрудников, средний медицинский стаж которых только в лаборатории микробиологии составляет не менее 5 лет. ИНВИТРО использует современные технологии, которые позволяют минимизировать количество ошибок, связанных с  человеческим фактором. Квалифицированный персонал лаборатории микробиологии ИНВИТРО,  инновационные технологиии, автоматизация процессов обеспечивают точность и воспроизводимость выполнения микробиологических методов исследования.

Например, станция автоматизированного посева на питательные среды WASP исключает участие человека в этом процессе, так как полностью роботизирована, а времяпролетная хромато-масс-спектрометрия (MALDI-TOF) позволяет в считанные секунды идентифицировать видовую принадлежность микроорганизмов. Это оборудование, которое создает все условия для точной и своевременной лабораторной микробиологической диагностики.

Основным достижением современной диагностики бактериальных инфекций стала возможность проведения комплексного анализа биоматериала в сжатые сроки, что позволяет существенно повысить качество и скорость проводимой специфической терапии бактериальных инфекций. Для получения максимума пользы от лабораторных исследований врачам стоит активнее обращаться к современным диагностическим возможностям, доступным в их клинике, или заказывать требуемые исследования у диагностических компаний с хорошей репутацией. Для этого терапевт и диагност должны постоянно совершенствоваться и расширять свой кругозор в области доступных современных методов микробиологической диагностики.