Основной метод лабораторной диагностики бактериальных кишечных инфекций

Методы лабораторной диагностики бактериальных инфекций

Методы лабораторной диагностики инфекций делят на прямые (определение антигенов или нуклеиновых кислот возбудителя) и непрямые (определение антител к возбудителю).

Основные методы, используемые для лабораторной диагностики бактериальных инфекций, – это прямая микроскопия, культуральный метод, иммуноферментный анализ (ИФА), реакция иммунофлюоресценции (РИФ) и полимеразная цепная реакция (ПЦР).

Материалом для исследования являются биологические жидкости организма – чаще кровь, моча, ликвор, слизь из зева или носа, вагинальный или шеечный соскоб, соскоб из уретры, реже синовиальная жидкость, слюна.

Прямая микроскопия (на стекле приготавливают мазок из материала и рассматривают его под микроскопом) предварительно позволяет быстро сориентироваться в этиологии патологического процесса.

Культуральный метод (посев материала на среды с последующей идентификацией возбудителя в подросших колониях) является одним из самых точных методов лабораторной диагностики, но для его выполнения требуется значительное время (несколько дней, для выделения туберкулезной палочки – недели). Возможна полуколичественная оценка содержания возбудителя в материале, а также определение его антибиотикорезистентности.

При ИФА определяют находящиеся в биологической жидкости суммарные антитела и/или антигены бактерий путем связывания их со специфическими антигеном/антителом, сорбированными на твердой фазе и меченными ферментом, с последующим расщеплением хромогена и регистрацией результата. Выявляются как суммарные антитела, так и антитела различных классов (IgM, IgG, IgA). Возможно установление титра антител к возбудителю.

При проведении РИФ определяют антигены возбудителя путем связывания их со специфическим антителом, меченным флюоресцентным агентом с последующей детекцией свечения под микроскопом.

Из быстрых тестов для определения бактериальных возбудителей наиболее часто используют реакцию латекс-агглютинации.

ПЦР подразумевает определение нуклеиновых кислот (РНК или ДНК) возбудителя в биологических жидкостях. Возможна полуколичественная оценка содержания возбудителя в материале и определение его генетических характеристик (например, антибиотикорезистентности).

Факторы, влияющие на результаты лабораторных анализов

На результат лабораторного анализа влияют многие факторы, связанные как непосредственно с качеством лабораторной диагностики (диагностическая чувствительность и специфичность метода и используемых тест-систем), так и с правильным выбором метода лабораторной диагностики (исходя из представлений о биологии возбудителя и течения инфекции) и с правильными забором, хранением и транспортировкой материала в лабораторию.

Ошибки лабораторной диагностики

Ошибки

Суть ошибки

Причины ошибки

«Врачебные»Неверно выбранная диагностическая стратегия обследования больного или неправильная интерпретация результатов диагностикиНеверные представления о биологии исследуемого инфекционного агента или о возможности метода диагностики
«Лабораторные»Получение ложноположительного или ложноотрицательного результатаНарушение правил забора, хранения и транспортировки проб, или ошибки при исследовании непосредственно в лаборатории

Чувствительность – вероятность получения положительного результата теста у больных пациентов (истинно положительного результата). Рассчитывается как отношение количества людей с истинно положительной реакцией на этот тест при наличии у них какого-либо заболевания к общему числу больных этим заболеванием людей (имеющих и истинно положительные, и ложноотрицательные ответы).

Специфичность – вероятность получения отрицательного результата теста у здоровых пациентов (истинно отрицательного результата). Рассчитывается как отношение количества здоровых людей, у которых имеет место отрицательная реакция на тест к общему числу здоровых людей (имеющих и истинно отрицательные,  и ложно положительные ответы).

Положительная предсказующая ценность – вероятность заболевания в процентах при положительном результате теста.

Отрицательная предсказующая ценность – вероятность отсутствия заболевания при отрицательном результате теста.

Интегральная оценка эффективности диагностики (диагностической чувствительности и специфичности) проводится по ROC-кривой (с вычислением AU ROC и 95% доверительных интервалов к ней).

Особое значение имеет осуществление правильного забора, хранения и транспортировки материала. Наиболее требовательным является культуральный метод – необходима быстрая доставка материала в лабораторию и обязательное сохранение жизнеспособности возбудителя. Для постановки ИФА, ПЦР возможно хранение замороженной плазмы крови. В фиксированном препарате можно проводить микроскопию, в т.ч. флюоресцентную (РИФ).

Ошибки на этапе забора, хранения и транспортировки материала

наименование ошибки

причина ошибки

следствие ошибки

способы

предотвращения

загрязнение пробы на стадии забора материалаиспользование при заборе пробы инструментария, пробирок, перчаток и других материалов, загрязненных посторонней НКложноположительный результатиспользование одноразового инструментария и материалов; повышение образовательного уровня медперсонала
загрязнение пробы примесями, ингибирующими ПЦРпроба содержит примеси ингибиторов ПЦР (гемоглобин, гепарин и другие)ложноотрицательный результатиспользование одноразового инструментария и материалов; соблюдение правил забора материала
забор материала выполнен неадекватнонесоблюдение правил забора материала (например, вместо соскоба клеток собрана поверхностная слизь)ложноотрицательный результатсоблюдение правил забора материала (например, использование специальных щеточек-зондов)
разрушение НК при транспортировке и хранении пробынесоблюдение правил транспортировки и хранения пробложноотрицательный результатсоблюдение правил транспортировки и хранения проб

Достоинства и недостатки различных методов лабораторной диагностики бактериальных инфекций

Каждый из используемых методов лабораторной диагностики обладает определенными достоинствами и недостатками, и занимает свою нишу в диагностическом процессе. Зачастую для диагностики требуется комбинированное использование нескольких лабораторных методов.

Читайте также:  Терапия острых кишечных инфекций ротавирусной этиологии

Микроскопия

ИФА

РИФ

Культу-ральный

ПЦР

Что определяет методнепосредственно возбудителя (прямой)антитела или антигены (непрямой)антигены (прямой)непосредственно возбудителя (прямой)нуклеиновую кислоту (прямой)
Сложность проведения методапростойсложныйсложныйсложныйсложный
Быстрота получения результатабыстроотносительно быстроотносительно быстромедленноотносительно быстро
Чувствительностьнизкаявысокаяудовлетворительнаявысокаяочень высокая
Специфичностьнизкаяудовлетворительнаянизкаяочень высокаяочень высокая
Субъективность интерпретации результатовсубъективныйобъективнаяочень субъективнаячаще субъективнаяобъективная

Источник



Инфекционные болезни — это заболевания, вызванные проникновением в организм бактерий, грибков или вирусов. Самая важная часть диагностики инфекций — это определение возбудителя и его концентрации. Для этих целей используются разнообразные лабораторные методы, которые позволяют выяснить, чем именно и как давно атакован организм, а в некоторых случаях — спрогнозировать эффективность лечения тем или иным препаратом.

Особенности диагностики инфекционных заболеваний

В клинической практике данный тип заболеваний встречается очень часто. Именно они, по данным Всемирной организации здравоохранения, становятся причиной 26% всех смертей. В список самых распространенных инфекционных заболеваний входят инфекционная пневмония и другие воспалительные заболевания дыхательных путей, гепатит, ВИЧ, туберкулез, малярия, воспаления органов половой системы и мочевыводящих путей, гистоплазмоз, ротавирусные инфекционные заболевания, ветряная оспа, герпес, вирус папилломы человека и еще несколько десятков болезней. Хотя бы раз в жизни каждый из нас сталкивается с инфекционными заболеваниями и необходимостью быстрой постановки диагноза.

Все инфекционные болезни делятся на пять типов — прионные, вирусные, бактериальные, протозойные и грибковые поражения. Далее будут рассмотрены последние четыре типа как наиболее распространенные. Разные возбудители иногда могут вызывать одно и то же заболевание. В частности, пневмония может быть результатом как вирусной, так и бактериальной инфекции. Лечение зависит не от проявлений, а от возбудителя болезни. Противовирусные препараты бесполезны в борьбе с бактериями и грибками, антибиотики не действуют на вирусы. Поэтому основная задача лабораторной диагностики инфекционных заболеваний — выявление типа возбудителя.



На заметку




Слово «Прион» предложено в 1982 году американским врачом, профессором неврологии и биохимии Университета Калифорнии в Сан-Франциско Стенли Прузинером. Это особый класс возбудителей, состоящих их белка. Вызывают такие болезни, как болезнь Крейтцфельда — Якоба, куру, фатальная семейная бессонница.

Способы лабораторной диагностики инфекционных болезней можно разделить на два типа: неспецифические и специфические методы.

К неспецифическим относятся общий анализ крови и исследование соотношения ее белковых фракций, печеночные пробы, общий анализ мочи и кала. Эти методы не дают информации о виде возбудителя, но позволяют узнать, в какой мере болезнь затронула органы и системы организма, что именно в их работе нарушено и насколько далеко зашел процесс.

Специфические — вирусологический и бактериологический методы, микроскопическое исследование возбудителей, анализы на антигены и антитела — направлены непосредственно на обнаружение возбудителя.

Методы лабораторной диагностики бактериальных инфекций

Современная медицина располагает множеством методов выделения возбудителей бактериальной инфекции:



Бактериоскопический


. Исследуется окрашенный специальным образом мазок.



Бактериологический


. Биоматериал высеивается в питательную среду, и через некоторое время специалист исследует колонию бактерий, выросшую в ней.



Биологический


. Направлен на определение патогенности микроорганизмов.



Серологический


. Выявляет антитела и антигены в сыворотке крови — особые вещества, которые вырабатываются организмом при контакте с возбудителем определенной болезни.

Чаще всего для исследований используют кровь или сыворотку крови, реже — слюну, мочу, кал, клетки эпителия (мазок и соскоб) и другой биоматериал.

Диагностика вирусных инфекций

В лабораторной диагностике вирусных заболеваний используются:



Вирусологическое исследование


. Световая и электронная микроскопия дает возможность выявить наличие вирусных включений и сами вирусы и идентифицировать их.



Серологическое исследование


для обнаружения антител и антигенов. Этот метод дает возможность быстро выявить агрессора, как и в случае с бактериальными инфекциями. Для диагностики используются разнообразные способы исследования материала — реакции гемадсорбции, гемагглютинации или метод непрямой иммунофлюоресценции. Имунноблоттинг, в частности, позволяет выявлять антитела сразу к нескольким инфекциям и считается современным и точным диагностическим методом.



Молекулярно-генетические методы


. Последнее слово в лабораторной диагностике. Позволяют обнаружить вирус даже тогда, когда его концентрация ничтожно мала — то есть на самых ранних стадиях. Самым известным из этих методов является ПЦР, при которой фрагмент вируса многократно копируется до тех пор, пока специалист не получит достаточно материала для определения типа вируса и его изначальной концентрации.

Читайте также:  Ротовирусная кишечная инфекция как передаются у детей

Для выявления вирусов обычно требуется сделать анализ крови.



Справка




Вирусные включения представляют собой выявляемые с помощью микроскопа образования в клетках, которые возникли при внедрении в организм вируса.

Методы диагностики протозойных инфекций

Так называют инфекции, вызванные простейшими паразитами, например, амебами. Малярия, амёбиаз, токсоплазмоз, лямблиоз, трихомониаз, сонная болезнь — вот неполный список самых распространенных протозойных инфекций. Лабораторная диагностика таких заболеваний включает в себя следующие методы:



Микроскопический


. Простейшие паразиты выявляются путем исследования под микроскопом окрашенных образцов биоматериала. Самый простой и надежный метод для многих возбудителей.



Культуральный


. Посев биоматериала в питательную следу для дальнейшего исследования размножившихся простейших. У этого метода есть существенный недостаток: результатов нужно ждать долго, сам процесс может занять не менее 5-6-ти дней.



Серологический


. Используют редко ввиду малой информативности.



Аллергический


. Также не является распространенным. Кожные аллергопробы делают для того, чтобы подтвердить лейшманиоз и токсоплазмоз. Это вспомогательный диагностический метод.

В качестве биоматериала для исследований в основном используется кровь, иногда — – кал или моча.

Диагностика грибковых инфекций

Грибковые инфекции распространены не так широко, как вирусные или бактериальные потому, что они поражают в основном людей с ослабленным иммунитетом. Обычно при словах «грибковая инфекция» люди думают о заболеваниях кожи и ногтей, но сфера деятельности микозов шире: они могут поражать практически любые ткани. Самые распространенные грибковые поражения – это кандидоз, или молочница, микозы стоп, аспергиллез. При диагностике грибковых инфекций чаще всего используются следующие лабораторные методы:



Микроскопическое исследование


. Препарат окрашивается и рассматривается под мощным микроскопом. Посредством иммунофлюоресцентной микроскопии исследуется проба, помеченная флюоресцеинами — специальным красителем. Наиболее быстрый способ выявления грибка по сравнению с другими методами.



Культуральный


. Происходит посев пробы на питательную среду и дальнейшее исследование полученной в результате колонии грибков.



Серологический


. Используется для выявления грибковых поражений, однако для микозов он считается не особенно точным.



Гибридизация нуклеиновых кислот


. Самый современный способ выявления грибковых инфекций, его применяют для идентификации основных возбудителей системных микозов. Из культуры извлекается РНК и вносится особым способом помеченная молекула ДНК. Если в пробе наличествует один из основных патогенных грибков, ДНК объединится с его РНК, создав легко различимую структуру. Несомненным преимуществом метода является возможность определить инфекцию на самых ранних стадиях.

Биоматериалом для исследований являются клетки кожи, волос и ногтей, клетки слизистых оболочек (мазок или соскоб), мокрота, моча, секрет простаты, сперма, грудное молоко.


Современные методики диагностики инфекций позволяет выявить их на начальном этапе, Чем раньше болезнь будет обнаружена, тем проще ее вылечить. Поэтому сдавать анализы на инфекции желательно регулярно, даже если вы ни на что не жалуетесь и не замечаете никаких перемен в самочувствии.

Источник

Для диагностики инфекционных болезней в настоящее время широко используют лабораторные методы исследования. К ним относятся следующие методы:

1. Микроскопические.

2. Микробиологические.

3. Биологические (биопроба).

4. Серологические.

5. Аллергические.

6. Молекулярно-генетические.

Выбор методов исследования зависит от предварительного диагноза заболевания.

Материалом для исследования может быть кровь, спинномозговая жидкость, мокрота, кал, моча, желчь, рвотные массы, слизь из зева, носа, отделяемое уретры, шейки матки, пунктаты органов, и.т.д, что зависит от характера, формы, периода болезни.

Микросопический метод основан на микроскопии мазков, приготовленных из патологического материала. Мазки могут быть нативными, фиксированными и окрашенными.

Преимущество метода: простота и быстрота получения результата (30-60 минут).

Недостатки метода:

1) частая невозможность видовой идентификации возбудителей (например, патогенных энтеробактерий);

2) необходимость достаточного количества возбудителя в исследуемом материале.

Метод в большинстве случаев является ориентировочным. Однако в диагностике некоторых инфекций (например, менингита, лептоспироза, возвратного тифа, сифилиса) этот метод может быть основным.

Достоверность метода повышается при проведении иммунофлюоресцентного исследования. Этот метод основан на обработке препаратов из исследуемого материала специальными сыворотками, содержащими антитела к возбудителю, меченные флюорохромами. Меченые антитела соединяются с соответствующим антигеном, который выявляется. Под люминесцентным микроскопом вокруг этих комплексов видна зона свечения.

В настоящее время этот метод широко применяется для обнаружения различных микроорганизмов в патологическом материале.

Микробиологический методоснован на выделении чистой культуры возбудителя из патологического материала и ее идентификации. Выделение проводят путем его посева на соответствующие питательные среды. Идентификацию чистых культур проводят по морфологическим, культуральным, биохимическим, антигенным, токсигенным и другим признакам.

Преимущества метода:

1) высокая информативность и достоверность;

2) возможность определения in чувствительности выделенной культуры к антибиотикам и назначения рациональной химиотерапии;

3) возможность выявления бактерионосителей среди различных групп населения;

Читайте также:  Профилактика кишечных инфекций беседа

4) возможность расшифровки эпидемиологической цепочки (источник инфекции, пути ее передачи) на основании идентификации био-, серо-, фаговаров возбудителей.

Недостаток метода: длительность исследования (от 2-4 дней до 3-4 недель – 2 месяцев).

Метод является основным в диагностике большинства инфекций.

Биологический метод основан на заражении исследуемым материалом лабораторных животных с целью выделения и идентификации чистой культуры возбудителя (или его токсина), а также для постановки диагноза по клинической картине заболевания.

Преимущества метода:

1) возможность выделения возбудителя, когда он не растет или плохо культивируется на искусственных питательных средах (например, возбудители туляремии, риккетсиозов, хламидиозов);

2) возможность выделения возбудителя при обильном загрязнении патологического материала посторонней микрофлорой;

3) возможность дифференциации патогенных микроорганизмов (например, возбудителей эндемического и эпидемического риккетсиозов) и определение их вирулентности;

4) возможность изучить иммунитет и эффективность лечебно-профилактических препаратов.

Недостатки метода:

1) трудоемкость;

2) дороговизна;

3) гибель лабораторных животных (в результате инфекционного процесса или специального умерщвления).

Биопроба на животных применяется главным образом при зоонозах, а также для обнаружения токсинов (например, ботулинического).

Серологический метод направлен на обнаружение антител в сыворотке больного (серодиагностика) и на выявление антигенов возбудителей (сероидентификация) непосредственно в исследуемом материале.

Для серодиагностики и сероидентификации применяются различные высокочувствительные иммунологические реакции: агглютинации, РНГА, РСК, преципитации, иммунофлюоресценции, иммуноферментный, радиоиммунный анализ.

При серодиагностике в качестве антигенов используют живые культуры микроорганизмов или диагностикумы – убитые взвеси микроорганизмов или экстракты из них, полученные химическим путем.

Для сероидентификации возбудителей применяют диагностические сыворотки с высоким содержанием антител и выраженной специфичностью.

Преимущества серологического метода:

1) является одним из основных в диагностике вирусных инфекций и риккетсиозов (в связи с трудностями выделения и идентификации этих возбудителей);

2) быстрота получения результатов;

3) высокая чувствительность;

4) позволяет оценить эффективность вакцинопрофилактики;

5) позволяет провести эпидемиологический анализ инфекциооной заболеваемости.

Основной недостаток метода: относительная достоверность, так как могут быть положительные результаты серологических исследований не только у больных, но и у лиц, перенесших соответствующую инфекцию в прошлом (анамнестическая реакция) или у получавших профилактические прививки (прививочная реакция).

Возможны ложноположительные результаты при идентификации антигенов возбудителей в связи с широким антигенным родством между родами и видами внутри каждого семейства и даже среди различных семейств.

В целом серологический метод в лабораторной практике чаще имеет вспомогательное значение и не может заменить бактериологическое исследование.

Аллергический методоснован на выявлении повышенной чувствительности организма к специфическому аллергену, которым является возбудитель заболевания. Для выявления такой чувствительности ставят кожно-аллергические пробы. Человеку, у которого предполагают наличие заболевания, сопровождающегося аллергией (туберкулез, бруцеллез, туляремия, сап, сибирская язва и др.), вводят внутрикожно малые количества аллергена из возбудителя данной инфекции (убитые микробные клетки или извлеченные из них антигенные комплексы или продукты жизнедеятельности возбудителя). При наличии инфекционной аллергии через 24-72 часа возникает воспалительная реакция в виде гиперемии, инфильтрата, отека кожи. В основе положительной кожной реакции лежит клеточная реакция ГЗТ, которая отражает специфическую повышенную чувствительность организма к инфекционному аллергену. Она возникает в результате текущего, перенесенного заболевания, вакцинации или инфицирования организма.

Кроме кожно-аллергических проб используются методы аллергодиагностики in vitro (реакции лейкоцитолиза, торможения миграции лейкоцитов, лимфобласттрансформации), позволяющие оценить состояние специфической сенсибилизации лейкоцитов крови в отношении определенного антигена.

Преимущество аллергического метода: высокая специфичность.

Недостатки метода:

1) положительные реакции наблюдаются не только у больных, но у переболевших или ранее иммунизированных против этих инфекций лиц;

2) внутрикожные пробы способствуют нежелательной дополнительной сенсибилизации организма (методы аллергодиагностики in vitro лишены этого недостатка;

3) метод применим в диагностике заболеваний, сопровождающихся аллергией к возбудителю, то есть имеет ограниченное использование.

В последнее время используется новая группа методов-молекулярно-генетические. Они применяются для идентификации некоторых прихотливых бактерий (например, легионелл, хламидий), а также гонококков, микобактерий и др. Эти методы основаны на идентификации ДНК. К ним относятся:

а) метод гибридизации нуклеиновых кислот; основан на способности ДНК (и РНК) специфически соединяться (гибридизироваться) с комплементарными фрагментами искусственно созданных нитей ДНК (и РНК), меченных изотопами или ферментами (пероксидазой или щелочной фосфатазой). В дальнейшем образцы исследуют различными методами (например, ИФА).

б) полимеразная цепная реакция (ПЦР) основана на многократном образовании копий определенного участка ДНК с получением большого количества изучаемого фрагмента ДНК даже в том случае, если в распоряжении имелась всего одна исходная молекула геномной ДНК. Идентификацию копий ДНК проводят методом электрофореза.

Преимущества методов:

1) высокая специфичность и чувствительность;

2) высокая достоверность;

3) универсальность;

4) быстрота и информативность.

Источник