Системы для биохимической идентификации бактерий

В современных условиях для изучения биохимической активности микроорганизмов, наряду с классическими варинтами “пестрого ряда”, применяют системы индикаторных бумажек (СИБ) и наборы мультимикротестов (ММТ).

Система индикаторных бумажек (СИБ) позволяет выявлять самые разнообразные ферменты бактерий. Это бумажные диски, пропитанные различными субстратами (индикатором, углеводами, аминокислотами, цитратом, ацетатом, малонатом и др. ве­ществами). Утилизация вещества приводит к изменению рН среды, изме­нению цвета индикатора. Имеются наборы, которые содержат от десяти до тридцати тест-бумажек. Их можно непосредственно вносить в пробирки со взвесью бактерий либо предварительно поместить в лунки пластиковых планшетов, куда будут внесены исследуемые бактерии и уже через 3-4 часа инкубации в термостате можно судить о разложении реактивов по изменению цвета диска. Так, на практике применяют наборы Minitek Enterobacteriaceae lll и Minitek Neisseria для дифференциальной диагностики энтеробактерий (четырнадцать субстратов) и нейссерий (четыре субстрата), позволяющие получить результаты через 4 ч инкубации при 37 °С. Например, СИБы для идентификации вибрионов, энтеробактерий (Россия).

Микро-тест-системы для биохимической идентификации культур. В настоящее время, кроме классических биохимических тестов, для идентификации выделенных культур микробов применяют микро-тест-системы, которые повышают точность результатов за счет стандартизации и увеличения количества тестов (от 15 до 30), менее трудоемки и, следовательно, сокращают время исследования. Наборы мультитестов — это пластиковые планшеты, в лунки которых помещены различные субстраты и индикаторы. Стандартную взвесь исследуемой культуры вносят в лунки и инкубируют при 37°.

Тест-системы делятся на 2 группы в зависимости от содержания субстрата:

1. Системы, в которых субстрат и индикатор находится в питатель­ной среде;

2. Системы, где субстрат и индикатор содержатся в носителе-шаб­лоне, например в бумажных дисках или полимерном шаблоне-носителе.

Тест-системы первой группы представляют собой полистироло­вые пластины с микрообъемными лунками, содержащие обезвоженные дифференциально-диагностические среды. Количество тестов в таких системах составляет около 20 и более. Для небольших лабораторий выпускаются индивидуальные тест-системы, на которых идентифици­руют одну культуру. В лунки вносят суспензию испытуемой культуры в изотоническом растворе, учет проводят после 18-24 часовой инкубации. Примерами таких тест-систем являются ПБДЭ и ПБДС («Диагности­ческие системы», Г.Н.Новгород), семейство систем API (BioMerieux, Франция), Enterotube П (Becton Dickinson, США) и др. Для крупных лабораторий с большим количеством исследуемых культур имеются коммерческие тест-системы из многорядных планшетов на 8-12 культур, со­держащих до 96 лунок, например: ММТ F. 1 и ММТ Е2 («Аллерген», г. Ставрополь), ЭНТЕРО-тест 1 и 2 (Lachema, Чехия).

Инкубация тест-систем проводится в обычных термостатах или в специальных термостатируемых устройствах, входящих в комплект автоматизированных систем, где учет результатов и их интерпретация осуществляется автоматически с помощью компьютера (“Vitek”, BioMerieux, Франция).

Для тест-систем второй группы изучаемую культуру выращивают в жидких питательных средах, в которые по­мещают шаблон-носитель, содержащий субстрат и индикатор к изу­чаемому ферменту. Примером такой тест-системы является Micro-ID (Organon Teknika, США).

При необходимости ускоренной идентификации (когда лабо­ратории работают в круглосуточном режиме) можно использовать коммерческие рапид-системы, в которых тесты основаны не на изменении рН, а на использовании хромогенных или флюорогенных субстратов. Рапид-системы позволяют получить результаты после 4-6 часов инкубации. Примерами коммерческих рапид-систем являются API Rapid 20Е (BioMerieux, Франция), RapiD NF Plus и RapiD ANA П (IDS. США), а также RapID NH для идентификации нейссерий и гемофилов, RapID Е для энтеробактерий и др., позволяющие получить результаты не позднее 4-8 ч.

При идентификации выделенной культуры микроба определяют, чаще всего, ее видовую принадлежность, но иногда достаточно опреде­лить род или принадлежность к определенной группе. Учет результатов проводят визуально или с использованием специальных считывающих устройств — ридеров, которые повышают достоверность результатов и снижают субъективизм оценки. Каждый положительный результат оценивается знаком "+", а отрицательный — знаком. В некоторых случаях перед учетом результата теста в лунку необходимо добавить специальные проявляющие реактивы.

Фирмы, выпускающие микро-тест-системы, как правило, предла­гают к тестам и «Фирменные» программы для компьютерной обработки результатов.

III. План практической работы

1. Изучить схему идентификации чистых культур бактерий

2. Изучить макроскопически и микроскопически чистоту выделенной культуры, зарисовать

3. Выполнить посевы для определения гликолитических и протеолитических свойств выделенной чистой культуры бактерий

4. Учесть результаты определения гликолитических (на средах Гисса) и протеолитических (на МПБ с индикаторными бумажками) свойств выделенных чистых культур бактерий

5. Заполнить таблицу «Дифференциально-диагностические среды»

6. Дать заключение о видовой принадлежности выделенных чистых культур бактерий (используя дифференциально-диагностическую таблицу)

7. Решить ситуационные задачи

IV. Примеры ситуационных задач

Ситуационная задача № 1

Больной Р, 35 лет, поступил в инфекционное отделение городской больницы № 1 с гнойной ангиной, предположительно стафилококковой этиологии. Какая питательная среда должна быть использована в этом случае, обоснуйте свой выбор.

1. Среда Эндо
2. ЖСА
3. Является дифференциально-диагностической средой и позволяет изучить биохимические свойства микроорганизмов
4. Является элективной питательной средой и позволяет выявить наличие лецитиназы

Ситуационная задача № 2

Больная К, 42 лет, поступила в инфекционное отделение городской больницы № 2 с подозрением на дизентерию. После выделения чистой культуры предполагаемого инфекционного агента необходимо провести биохимическую идентификацию возбудителя, для этого необходимо использовать:

1. Среду Эндо
2. Среды Гисса
3. МПБ или пептонную воду
4. Среду Левенштейна-Йенсена,

которые позволяют изучить:

1. антигенные свойства выделенной чистой культуры
2. сахаролитические (гликолитические) свойства выделенной чистой культуры
3. протеолитические свойства выделенной чистой культуры
4. фибринолитические свойства выделенной чистой культуры

Теоретические вопросы для рубежного контроля знаний

1. Состав и требования, предъявляемые к питательным средам

2. Классификация питательных сред

3. Асептики и антисептика

4. Дезинфекция, методы и контроль эффективности дезинфекции

5. Стерилизация, методы, аппаратура и режимы стерилизации

6. Методы определения эффективности стерилизации

7. Вид, штамм, колония, чистая культура микроорганизмов

8. Методы выделения чистых культур микроорганизмов

9. Бактериологический метод диагностики инфекционных заболеваний. Цель и последовательность выполнения 1 этапа бактериологического метода выделения аэробов

10. Техника посева микроорганизмов на жидкие и плотные питательные среды

11. Особенности культивирования анаэробных микроорганизмов. Аппаратура и оборудование, используемая для культивирования анаэробных бактерий

12. Метаболизм микроорганизмов

13. Ферментные системы микроорганизмов

14. Классификация бактерий по типу питания. Источники углерода, азота, макро- и микроэлементов, ростовых факторов для микробов

15. Механизмы питания бактерий

16. Классификация микроорганизмов в зависимости от источника энергии

17. Классификация бактерий по типу дыхания — биологического окисления

18. Брожение и его виды

19. Условия культивирования бактерий

20. Рост и размножение бактерий. Фазы размножения бактерий.

21. Бактериологический метод исследования. Проведение 2 этапа бактериологического метода выделения аэробов. Культуральные свойства бактерий

22. Проведение III этапа бактериологического метода выделения чистых культур микроорганизмов. Схема идентификации микроорганизмов

23. Определение чистоты выделенной культуры

24. Использование ферментативной активности бактерий для идентификации микроорганизмов

25. Методы определения гликолитической активности микроорганизмов

26. Методы определения протеолитической активности бактерий

27. Определение окислительно-восстановительных ферментов бактерий

28. Системы для биохимической идентификации бактерий