Современные технологии микробиологических исследований в офтальмологии. Часть 1
Ключевые слова:
идентификация микроорганизмов, полимеразная цепная реакция, секвенирование, масс-спектрометрияАннотация
Цель. Осветить современные микробиологические технологии идентификации микроорганизмов, такие как масспектрометрия, полимеразная цепная реакция (ПЦР), секвенирование, лазерное светорассеивание.
Материал и методы. Для выполнения обзора был осуществлен поиск научных публикаций отечественных и зарубежных авторов на ресурсах PubMed, Medline, eLIBRARY c 2008 до 2021 г., посвященных существующим на настоящий момент методам идентификации микроорганизмов с акцентом на офтальмологическую микробиологическую диагностику. Результаты. Современные микробиологические технологии идентификации микроорганизмов способны оценивать не только присутствие патогена, но и фиксировать его жизнеспособность, степень вирулентности, реализуемые в настоящее время на основе современных технологий: масс-спектрометрии, ПЦР, секвенирования и др.
Заключение. Представленные в обзоре микробиологические технологии позволяют обеспечить высокую скорость, производительность, достаточную чувствительность и экономическую доступность микробиологического анализа, способны увеличить вероятность положительного исхода проводимой терапии.
Библиографические ссылки
1. Баранов А.А., Маянский А.Н., Чеботарь И.В., Маянский Н.А. Новая эпоха в медицинской микробиологии. Вестник РАН. 2015;85(1): 1008–1016. [Baranov AA, Mayansky AN, Chebotar IV, Mayansky NA. A new era in medical microbiology. Bulletin of the Russian Academy of Sciences. 2015;85(1): 1008–1016. (In Russ.)]
2. Станкевич Д.С. Технология Alifax: ускорение рутинного бактериологического анализа. Лабораторная служба. 2016;5(1): 6–688. [Stankevich DS. Halifax technology: acceleration of routine bacteriological analysis. Laboratory service. 2016;5(1): 6–688. (In Russ.)] doi: 10.17116/ labs2016516
3. Alonso B, Latorre MK, Cruces R, Ampuero D, Guembe M. Evaluation of the Alfred™ turbidity monitoring system (Alifax®) following sonication in the diagnosis of central venous catheter colonization. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 2019;38(9): 1737–1742. doi: 10.1007/s10096-019-03606-y
4. Giordano S, Piccoli E, Brucculeri V, Bernini S. Prospective evaluation of two technologies of rapid phenotypic sensitivity to antimicrobials for the diagnosis of sepsis. Biomed Res Int. 2018;2018: 6976923. doi: 10.1155/2018/6976923
5. Боронина Л.Г., Саматова Е.В. Применение технологии лазерного светорассеивания для диагностики катетер-ассоциированнных инфекций. Клиническая лабораторная диагностика. 2019;64(8): 503–506. [Boronina LG, Samatova EV. Application of laser light scattering technology for the diagnosis of catheter–associated infections. Clinical laboratory diagnostics. 2019;64(8): 503–506. (In Russ.)] doi: 10.18821/0869-2084-2019-64-8-503-506
6. Шепелин А.П., Храмов М.В., Полосенко О.В., Марчихина И.И. Современные подходы к разработке отечественных питательных сред. Национальные приоритеты России. 2014;3(13): 69–71. [Shepelin AP, Khramov MV, Polozenko OV, Machikhina II, Sholokhova LP. Modern approaches to the development of domestic nutrient media. National priorities of Russia. 2014;3(13): 69–71. (In Russ.)]
7. Полосенко О.В. Перспективы применения хромогенных питательных сред. Инновации в медицинской, фармацевтической, ветеринарной и экологической микробиологии. Всероссийская научно-практическая конференция. 2017. [Polosenko OV. Prospects for the use of chromogenic nutrient media. Innovations in medical, pharmaceutical, veterinary and environmental microbiology. All-Russian Scientific and Practical Conference. 2017. (In Russ.)]
8. Romanowski JE, Nayyar ShV, Romanowski EG, Jhanji V. Antibiotic susceptibilities of coagulase negative staphylococci isolated from ocular infections. 2021;10(6): 721. doi: 10.3390 /antibiotics10060721
9. Hernández-Durán M, López-Jácome LE, Colín-Castro CA, et al. Comparison of the microscan walkaway plus and VITEK 2 compact systems for the identification and susceptibility of clinical Gram-positive and Gramnegative bacteria. Investigación en Discapacidad. 2017;6(3):105–114.
10. LaCroce SJ, Wilson MN, Romanowski JE, Newman JD. Moraxella nonliquefaciens and M.osloensis are important Moraxella species that cause ocular infections. 2019. doi: 10.3390/microorganisms7060163
11. Giordano S, Piccoli E, Brucculeri V, Bernini S. Prospective evaluation of two technologies of rapid phenotypic sensitivity to antimicrobials for the diagnosis of sepsis. Biomed Res Int. 2018;2018: 6976923. doi: 10.1155/2018/6976923
12. Чеботарь И.В., Пономаренко О.А., Лазарева А.В., Карасева О.В. Использование MALDI-TOF-технологии для идентификации возбудителей септических состояний в педиатрической практике. Современные технологии в медицине. 2015;7(2): 68–73. [Chebotar IV, Ponomarenko OA, Lazareva AV, Karaseva OV. The use of MALDI-TOF technology for the identification of pathogens of septic conditions in pediatric practice. Modern technologies in medicine. 2015;7(2): 68–73. (In Russ.)]
13. Cornwell E, Daniel R, et al. Evaluation of matrix-assisted laser desorption ionisation time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) for the Identification of Group B Streptococcus. BMC Res Notes. 2019;12(1): 85. doi: 10.1186/s13104-019-4119-1
14. Чеботарь И.В., Поликарпова С.В., Бочарова Ю.А., Маянский Н.А. Использование времяпролетной масс-спектрометрии с матрично активированной лазерной десорбцией/ионизацией (MALDI-TОF MS) для идентификации бактериальных и грибковых возбудителей III–IV групп патогенности. Лабораторная служба. 2018;2: 78–86. [Chebotar IV, Polikarpova SV, Bocharova YuA, Mayansky NA. The use of time-of-flight mass spectrometry with matrix-activated laser desorption/ ionization (MALDI-TOF MS) for the identification of bacterial and fungal pathogens of groups III–IV pathogenicity. Laboratory service. 2018;2: 78–86. (In Russ.)] doi: 10.17116/labs20187278-86
15. Припутневич Т.В., Мелкумян А.Р., Любасовская Л.А., Муравьева В.В. Масс-спектрометрия в микробиологической практикенаучного центра акушерства, гинекологии и перинатологии. Микробиология. 2016;1: 52–58. [Priputnevich TV, Melkumyan AR, Lyubasovskaya LA, Muravyeva VV. Mass spectrometry in microbiological practice of the Scientific Center of Obstetrics, Gynecology and Perinatology. Microbiology. 2016;1: 52–58. (In Russ.)]
16. Баранцевич Е.П., Баранцевич Н.Е. Применение MALDI-TOF МАСС-спектрометрии в клинической микробиологии. Трансляционная медицина. 2014;3: 23–28. [Barantsevich EP, Barantsevich NE. Application of MALDI-TOF MASS spectrometry in clinical microbiology. Translational medicine. 2014;3: 23–28. (In Russ.)]
17. Patel R. MALDITOF MS for the diagnosis of infeсtious diseases. Clinical Chemistry. 2015;61: 100–111.
18. Краснов Я.М., Гусева Н.П., Шарапова Н.А., Черкасов А.В. Современные методы секвенирования ДНК (обзор). Проблемы особо опасных инфекций. 2014;2: 73–79. [Krasnov YaM, Guseva NP, Sharapova NA, Cherkasov AV. Modern methods of DNA sequencing (review). Problems of particularly dangerous infections. 2014;2: 73–79. (In Russ.)]
19. Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам. Межрегиональная ассоциация по клинической микробиологии и антимикробной химиотерапии. Клинические рекомендации. Версия 2018-03. Доступно по: https://www.antibiotic.ru/files/321/clrec-dsma2018.pdf [Ссылка активна на 31.01.2023] [Determination of the sensitivity of microorganisms to antibacterial drugs. Interregional Association for Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy. Clinical recommendations. Version 2018-03. Available from: https://www.antibiotic.ru/files/321/clrec-dsma2018.pdf [Accessed 31st January] (In Russ.)]
20. Kok J, Thomas LC, Olma T, еt al. Identification of bacteria in blood culture broths using matrixassisted laser desorptionionization Sepsityper™ and time of flight mass spectrometry. PloS one. 2011;6(8): e23285.
21. Rohilla R, Meena S, Mohanty A, Gupta N, et al. Etiological spectrum of infectious keratitis in the era of MALDI-TOF-MS at a tertiary care hospital. J Family Med Prim Care. 2020;9(9): 4576–4581. doi: 10.4103/ jfmpc.jfmpc_630_20
22. Byun JH, Yu AR, Kim MS, Lee K. Performance of microflex LT biotyper and VITEK MS for routine identification of yeasts. Ann Lab Med. 2018;38: 487–489. doi: 10.3343/alm.2018.38.5.487
23. Singhal N, Kumar M, Kanaujia PK, Virdi JS. MALDI-TOF mass spectrometry: an emerging technology for microbial identification and diagnosis. Front Microbiol. 2015;6: 791. doi: 10.3389/fmicb.2015.00791
24. Боронина Л.Г., Саматова Е.В., Кукушкина М.П., Асновская А.Г. Поиск рационального алгоритма тестирования карбапенемаз у грамотрицательных бактерий на современном этапе. Проблемы медицинской микробиологии. 2021;23(2): 62. [Boronina LG, Samatova EV, Kukushkina MP, Sosnovskaya AG. Search for a rational algorithm for testing carbapenemases in gram-negative bacteria at the present stage. Problems of medical microbiology. 2021;23(2): 62. (In Russ.)]
25. Gryadunov D, Dementieva E, Mikhailovich V, еt al. Gelbased microarrays in clinical diagnostics in Russia. Exp Rev Mol Diagn. 2011;11: 839–853.
26. Tananuvat N, Salakthuantee K, Vanittanakom N, Pongpom M. Prospective comparison between conventional microbial work-up vs PCR in the diagnosis of fungal keratitis. Eye (London). 2012;26(10): 1337–1343. doi: 10.1038/eye.2012.162
27. Somerville TF, Corless CE, Sueke H, Neal T, Kaye SB. 16S ribosomal RNA PCR versus conventional diagnostic culture in the investigation of suspected bacterial keratitis. Transl Vis Sci Technol. 2020 Dec;9(13): 2. doi: 10.1167/tvst.9.13.2
28. Chiquet Ch, Cornut P-L, Benito Y, Thuret G. Eubacterial PCR for bacterial detection and identification in 100 acute postcataract surgery endophthalmitis. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2008;49: 1971–1978. doi: 10.1167/iovs.07-1377
Maharana PK, Sharma N, Nagpal R, Jhanji V. Recent advances in diagnosis and management of Mycotic Keratitis. Indian J Ophthalmol. 2016; 64(5): 346–357. doi: 10.4103/0301-4738.185592
30. Thomas PA, Teresa PA, Theodore J. PCR for the molecular diagnosis of mycotic keratitis. Rev Mol Diagn. 2012;12: 703–718.
31. Vengayil S, Panda A, Satpathy G, Nayak N. Polymerase chain reaction-guided diagnosis of mycotic keratitis: a prospective evaluation of its efficacy and limitations. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2009;50: 152–156.
32. Gardner SN, Jaing CJ, McLoughlin KS, Slezak TR. A microbial detection array (MDA) for viral and bacterial detection. BMC Genomics. 2010;11: 1 -21.
33. Заседателев А.С., Михайлович В.М., Грядунов Д.А. и др. Применение биочипов в лабораторной медицине. Клиническая лабораторная диагностика. 2008;9. [Assessors AS, Mikhailovich VM, Grydunov DA, et al. Application of biochips in laboratory medicine. Clinical laboratory diagnostics. 2008;9. (In Russ.)]
34. Simões EA, Patel C, Sung WK, Lee CW, Loh KH, Lucero M, Nohynek H, Nai G, Thien PL, Koh CW, Chan YS, Ma J, Maurer-Stroh S, Carosone-Link P, Hibberd ML, Wong CW; ARIVAC Consortium. Pathogen chip for respiratory tract infections. J Clin Microbiol. 2013;51(3):945-53. doi: 10.1128/ JCM.02317 -12.
35. Salipante SJ, Kawashima T, Rosenthal C, еt al. Perfomance comparison of illumina and ion torrent next generation sequencing platforms for 16S rRNA based bacterial community profiling. Appl Environ Microbiol. 2014;80: 7583– 7591.
36. Руднов В.А., Багин В.А., Бельский Д.В., Астафьева М.Н. Современный портрет вентилятор-ассоциированной инфекции нижних дыхательных путей: этиология и проблемы диагностики. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2021;23(1): 17–25. [Rudnov VA, Bagin VA, Belsky DV, Astafyeva MN. Modern portrait of ventilator-associated lower respiratory tract infection: etiology and diagnostic problems. Clinical microbiology and antimicrobial chemotherapy. 2021;23(1): 17–25. (In Russ.)] doi: 10.36488/cmac.2021.1.17-25
Опубликован
Лицензия
Copyright (c) 2023 ОФТАЛЬМОХИРУРГИЯ
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
