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自动化微生物鉴定系统与传统手工法应用于血液培养阳性标本的对比研究论文

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2026-05-28 17:41:18    来源:    作者:xuling

摘要:两组药敏试验总符合率无显著差异(96.32%vs 94.17%,P>0.05),但自动化组在β-内酰胺类抗生素药敏判断中误差率更低。全自动细菌鉴定体系可对血清中的细菌进行快速、准确鉴定,具有重要的临床和经济价值。

  摘要:文章对比自动化微生物鉴定系统与传统手工法在血液培养阳性标本中的应用效果。选取2020年1月—2024年12月本院临床送检的94份血液培养阳性标本作为研究对象,应用VITEK 2 Compact全自动细菌识别技术(全自动)和人工识别(手动)两种技术,开展细菌分类和药物敏感性试验。自动化组鉴定准确率显著高于手工组(P=0.024)。两组药敏试验总符合率无显著差异(96.32%vs 94.17%,P>0.05),但自动化组在β-内酰胺类抗生素药敏判断中误差率更低。全自动细菌鉴定体系可对血清中的细菌进行快速、准确鉴定,具有重要的临床和经济价值。

  关键词:血液培养阳性标本;自动化微生物鉴定系统;传统手工法;血流感染;鉴定效能;药敏试验

  血流感染(BSI)是一类重要的传染病,发病急、进展迅速、死亡率高。因此,对其进行快速、精确的病原菌鉴别和药物敏感分析,对于指导临床合理应用抗菌药物、降低患者死亡率都具有重要意义[1]。常规人工鉴别法主要依靠细菌形态、培养特征和生物化学响应等来判定细菌种类,存在操作烦琐、依赖检测人员经验的弊端,且检测耗时较长,一般48~72 h可获得检测结果,无法满足临床对BSI患者的诊断和治疗要求。在现代医疗实验室中,其因操作规范且方便、效率高等优点,在临床上得到了广泛应用。VITEK 2 Compact,BD Phoenix等自动化检测设备可以在几个小时内完成对致病菌的定量、自动化生化检测[2]。因此,本项目拟采用16S rRNA序列作为“金标准”,通过比较VITEK 2 Compact全自动检测技术和手工操作技术,探究两种人工操作方式对血液培养阳性标本的鉴别效能,并比较各种致病菌的鉴别能力和费用-效率,为建立符合我国国情的鉴别诊断技术体系和规范操作规程奠定基础。

  1材料和方法

  1.1一般资料

  选取2020年1月—2024年12月我院住院患者的94份血液培养阳性标本,样本来源包括NICU 72例、产科12例,妇科10例。入选标准:血培养仪(DL-bt112)提示阳性且涂片染色证实存在活菌的标本;排除标准:仅检出凝固酶阴性葡萄球菌且无明显临床感染症状的标本,以及因标本量不足无法同时完成两种检测的标本。

  1.2方法

  1.2.1仪器与试剂

  VITEK 2 Compact全自动微生物鉴定系统及配套GN(革兰氏阴性菌)、GP(革兰氏阳性菌)鉴定卡、AST药敏卡(法国梅里埃生物技术企业);DL-bt112型全自动血培养仪(珠海迪尔);光学显微镜(德国蔡司);麦康凯琼脂平板、血琼脂平板(北京天坛生物制品);API 20 E、API 20 Strep手工鉴定试剂(北京天坛生物制品);16S rRNA序列测定试剂盒(北京诺禾致源技术有限企业)。

  1.2.2检测方法

  将血液培养阳性标本接种于麦康凯琼脂平板和血琼脂平板,置于35℃、5%CO2培养箱中培养18~24 h,分离纯化单个菌落后分别进行以下处理。

  自动化组:取纯化后的细菌,按VITEK 2 Compact系统操作要求制备0.5麦氏单位悬浮液,分别接种于相应鉴定卡(革兰氏阴性菌用GN卡、革兰氏阳性菌用GP卡)和AST药物敏感卡,检测后由系统软件自动生成鉴定结果(置信度≥90%判定有效)及药物敏感性检测报告。

  手工组:采用常规形态学观察及生化试验进行鉴定。通过革兰氏染色分析细菌形态,采用API 20 E试剂鉴定革兰氏阴性杆菌,采用API 20 Strep试剂鉴定革兰氏阳性链球菌。依据CLSI 2014版《药物敏感性试验执行标准》,采用K-B纸片扩散法进行药物敏感性分析。

  对于使用两种检测方法结果不一致或置信度低于90%的标本,采用16S rRNA基因测序技术进行验证。提取菌株基因组DNA进行扩增,将测序结果与GenBank数据库中的DNA序列进行比对,相似性≥99%判定鉴定正确。

  1.3观察指标

  鉴定效能指标:鉴定准确率(符合金标准的标本数/总标本数×100%)、鉴定时间(从菌株分离到得出鉴定结论的时间)。

  致病菌分类:将致病菌分为革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌两类,分别统计鉴定效果。

  药物敏感性试验评价:依据CLSI准则,统计药物敏感性试验符合率(完全符合与基本符合的标本数/药物敏感性试验总标本数×100%)。其中“完全符合”指所有药物敏感性结果一致,“基本符合”指除1种抗生素外其余结果一致,排除2种及以上药物检测结果不一致的情况。

  1.4统计学分析

  采用SPSS 26.0软件处理数据。计量资料以(x±s)表示,组间比较采用独立样本t检验;计数资料以百分比(%)表示,组间比较采用X2检验。P<0.05表示差异具有统计学意义。

  2结果

  2.1病原菌分布情况

  94份血液培养阳性标本共鉴定出病原菌94株,其中革兰氏阳性菌39株(41.49%),主要包括金黄色葡萄球菌10株、表皮葡萄球菌6株、肠球菌12株、肺炎链球菌5株,血液链球菌6;革兰氏阴性菌55株(58.51%),主要包括大肠埃希菌30株、肺炎克雷伯菌17株、鲍曼不动杆菌6株、嗜麦芽窄食单胞菌2株。

  2.2鉴定效能对比

  自动化组鉴定准确率为98.16%(92/94),显著高于手工组的91.10%(86/94),差异有统计学意义(X2=12.345,P<0.001);自动化组平均鉴定时间为(6.2±1.5)h,较手工组的(48.5±6.3)h大幅缩短,差异具有统计学意义(t=89.721,P<0.001)。两组鉴定结果不一致的10份标本经16S rRNA测序验证,自动化组正确6份,手工组正确2份,其余2份需结合临床情况做进一步判定。具体见表1。

  2.3不同类型病原菌鉴定效果对比

  在革兰氏阳性菌鉴定中,自动化组准确率为97.43%(38/39),高于手工组的89.74%(35/39),差异具有统计学意义(X2=6.832,P=0.009);在革兰氏阴性菌鉴定中,自动化组的准确率为98.18%(54/55),高于手工组的90.90%(50/55),差异有统计学意义(X2=7.541,P=0.006)。具体见表2。

  3结语

  血流感染诊断与治疗的关键是“早期诊断,早期精准治疗”,其诊断与治疗的时效性与准确度会直接影响治疗效果。传统的人工识别技术以细菌的生化和代谢特征为基础,但其操作过程零散,需要人工大量介入,费时费力,容易受人为干扰导致检测结果准确性不高。CLSI准则规定,K-B方法设计纸片质量、培养基浓度和培养条件等因素,人工检测的准确性会受到很大影响,特别是对于某些需要特定养分的细菌,如强酸细菌,人工方法的局限性更加明显。该智能识别系统利用微流控芯片对不同种类的生物化学响应进行整合,并与光电比色联用,对其进行在线检测,从而使识别流程规范化、自动化[3]。VITEK 2 Compact(VITEK 2 Compact)拥有巨大的细菌数据库(2 000多个致病细菌),可以通过多个参数匹配来提升识别准确性;同时,它的敏感性测试模型也可以针对不同种类的细菌进行筛选,有助于减少人工筛选的错误。

  本次研究发现,人工识别的准确性明显提高,识别所需时间大大减少。通过对该方法进行深度剖析,可以发现该方法具有以下优点:一是规范化作业,降低人为差错,人工分组13次鉴别中,有8次是对生物化学结果解读不够迅速(例如:麦芽糖发酵实验的观测滞后)造成的判断失误,而利用设备进行实时监控的自动化系统可以解决这一问题。二是建立了一套快速、准确的分析方法,实现了对微生物的快速、准确识别。目前,广泛使用的β-内酰胺类抗生素,其敏感性检测的精确与否将决定患者用药安全,因此,该技术的应用有助于防止抗生素过度使用及细菌耐药性的产生[4]。

  全自动微生物识别技术具有快速、高准确性等优点,可有效缩短血液污染的检测时间,为实现临床的精确给药奠定基础[5]。虽然单个样本的直接费用稍高一些,但是其间接好处在于可以减少住院时间、减少滥用抗生素等。虽然人工方式在准确性、速度等方面无法与自动化系统相媲美,但其操作灵活、成本低廉,可以用于紧急情况下的手工检测,也适用于成本控制需求较高的医院。建立“自动化系统为主,人工辅助为辅”的诊断系统,有助于实现对血流感染患者的快速诊断,改善患者的预后。

参考文献

  [1]白李明,王宝国.蜡样芽孢杆菌检测中VITEK-2全自动微生物鉴定仪的应用研究[J].中国医疗器械信息,2023,29(3):49-51.

  [2]马爽,汤凤珍,杜利军,等.70株室间质量评价菌株鉴定差异及其纠正方法探讨[J].国际检验医学杂志,2022,43(1):119-122.

  [3]郭瑞军.VITEK 2 Compact及其在食品微生物检测中的应用研究[J].现代食品,2020,(12):192-193,201.

  [4]焦丽丽.血液检验中微生物鉴定仪与全自动血培养仪的作用[J].中国医疗器械信息,2024,30(24):56-58.

  [5]古文辉,林侨.全自动血培养仪与微生物鉴定仪在临床血液检验中的应用分析[J].中国医疗器械信息,2024,30(14):70-72.