近年來,微生物的檢測鑒定技術已逐步由手工檢測走向儀器化和電腦化,并力求簡便、快速、準確。由生物梅里埃公司出品的全自動微生物鑒定/藥敏分析系統VITEK是目前世界上最先進、自動化程度最高的細菌鑒定儀器之一。VITEK已被許多國家定為細菌最終鑒定設備,并獲美國藥品食品管理局(FDA)認可。該系統有高度的特異性、敏感性和重復性,還具有操作簡便、檢測速度快的特點,絕大多數細菌的鑒定在2~18 h內可得出結果。現將該系統的工作原理、主要結構、功能并結合我們使用后的一些體會介紹如下。
1 工作原理
VITEK對細菌的鑒定是以每種細菌的微量生化反應為基礎,不同種類的VITEK試卡(檢測卡)含有多種的生化反應孔,可達30種。將手工分離的待檢菌的純菌落制成符合一定濁度要求的菌懸液,經充填機將菌懸液注入試卡內,封口后放入讀數器/恒溫培養箱,根據試卡各生化反應孔中的生長變化情況,由讀數器按光學掃描原理,定時測定各生化介質中指示劑的顯色(或濁度反應,然后把讀出信息輸入電腦儲存并進行分析,再和預定的閾值進行比較,判定反應,再通過數值編碼技術與數據庫中反應文件進行比較,最后鑒定報告將在顯示器上自動顯示)并在打印機上自動打印。
2 VITEK系統的結構組成
2.1 檢測卡 目前VITEK系統的檢測卡有14種,微生物常用的有7種,即:革蘭氏陽性菌鑒定卡(GPI)、革蘭氏陰性菌卡(GNI+)、非發酵菌卡(NFC)、酵母菌卡(YBC)、厭氧菌卡(ANI)、芽胞桿菌卡(BAC)、奈瑟氏菌嗜血桿菌卡(NHI),以及藥敏檢測卡等。每張檢測卡對應接種1份標本,檢測卡為一次性消耗品。
2.2 充填機 將待測菌的菌懸液注入試卡內。
2.3 讀數器/恒溫箱 可在培養過程中定時讀出細菌在試卡內培養基中的生長變化值。
2.4 電腦主機/顯示器/鍵盤/打印機 用于儲存和分析資料、系統的操作和結果分析鑒定,實驗結果的自動顯示報告和打印。
2.5 電源穩壓器和UPS 在外圍斷電的情況下提供電腦主機約10 min持續電源。
3 VITEK系統的功能
3.1 可鑒定405種細菌 其中:GPI卡可鑒定凝固酶陽性和陰性的葡萄球菌、腸球菌、草綠色和β溶血鏈球菌、棒狀桿菌屬以及李斯特氏菌屬和丹毒絲菌等51種;GNI+卡可鑒定腸桿菌科、弧菌科和非發酵菌等116種;NFC卡可鑒定不動桿菌、氣單胞菌、產堿桿菌、假單胞菌、弧菌等42種;YBC卡可鑒定假絲酵母(念珠菌)、隱球菌、地霉、絲孢酵母、紅酵母等34種;ANI卡可鑒定放線菌、擬桿菌、梭桿菌、乳桿菌、真桿菌、梭菌、消化鏈球菌等94種;BAC卡可鑒定芽胞桿菌21種;NHI卡可鑒定奈瑟氏菌、嗜血桿菌、金氏菌、摩拉氏菌、布蘭漢氏菌等47種。
3.2 可對澄清液體中的微生物進行計數。
3.3 檢測細菌生長曲線。
3.4 藥敏試驗 有70多種藥物約50多種藥物組合的藥敏卡。
4 實際應用討論
實驗室自引進VITEK系統后,用已知的金黃色葡萄球菌、大腸埃希氏菌、李斯特氏菌、O157∶H7、沙門氏菌、志賀氏菌、綠膿桿菌、副溶血弧菌共8株標準菌株進行檢測,結果與已知的完全相符。而且鑒定沙門氏菌屬只需4 h,志賀氏菌屬6 h,縮短了腸道致病菌生化鑒定的時間,操作也簡便。
如1999年7月13日晚某市一大廈中心餐廳發生食物中毒,發病49人。將可疑菌株用VITEK儀器進行鑒定,僅用13 h就得出鑒定結果,而常規鑒定則需24 h。
又如1999年6月從一胖聽的進口烤鰻醬油中分離出可疑酵母菌株,VITEK系統的YBC卡鑒定為叢生絲孢酵母。而常規法鑒定酵母菌需配制各種培養基,一般實驗室試劑多不齊全,且鑒定者要有相當的工作經驗。
然而在未知菌的鑒定中,VITEK系統有時會因種種因素不能順利獲得鑒定報告,或由一些特殊的報告信息代替了正常的鑒定結果。最常見的有“unidentified organism”(不能鑒定的細菌)。產生這一報告的原因有:①待檢細菌不是單一菌株;②試卡生化小孔有氣泡嚴重干擾比色;③菌齡太老;④所配制的待檢菌菌懸液濁度過高或過低;⑤待檢菌不能均勻懸浮于0.45%~0.5%鹽水中;⑥罕見生物新種或不典型菌株,數據庫缺乏資料。
在VITEK的最后鑒定報告上,有時也會出現一些限定信息,這些限定信息是與鑒定結果同時存在的,它闡述了合格鑒定的標準。最常見的有“good confidence marginal separation”(好的可信性但難于區分),即生化反應結果同時相似于數據庫中兩個菌,且產生可接受的絕對相似值,使兩種菌間難于區分,需加一些試驗方可確定其最后鑒定。例如:副溶血弧菌與嗜水氣單胞菌在NFC卡上的生化特征是相似的,當鑒定結果出現首選菌為副溶血弧菌、次選菌為嗜水氣單胞菌時,鑒定結果同時還會提示參看技術資料,技術資料則闡明通過外加VP試驗、0% NaCl生長試驗、七葉苷試驗來加以區別并鑒定到種。副溶血弧菌陽性百分率均為0,嗜水氣單胞菌分別為98%、100%和96%。
有些菌的最后鑒定儀器不能完成,需要血清學方法證實。例如:當GNI+卡中最后鑒定報告首選菌是沙門氏菌屬、志賀氏菌屬、霍亂弧菌、O157∶H7等,應用相應特異性抗血清進行證實。常規的微生物學診斷也要求對上述菌的最后鑒定作特異血清凝集試驗。
目前VITEK系統在對李斯特氏菌的最終鑒定上只能達到屬的水平,對李斯特氏菌種的分類可用生物梅里埃的API LISTERIA系列鑒定試劑條來完成。