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1、第4章细菌药物敏感试验及其耐药表型检测王辉北京大学医学部 抗菌药物敏感试验 测定抗菌药物在体外对病原微生物有无抑菌或杀菌作用的方法称为抗菌药物敏感性试验 AntimicrobialSusceptibilityTest 简称药敏试验 AST 药敏试验的意义 预测抗菌治疗的效果 指导抗菌药物的临床应用 发现或提示细菌耐药机制的存在 能帮助临床医生选择合适的药物 避免产生或加重细菌的耐药 监测细菌耐药性 分析耐药菌的变迁 掌握耐药菌感染的流行病学 以控制和预防耐药菌感染的发生和流行 药敏试验 MIC 在与微生物生长速率有关的特定时间间隔内 通常是18 24小时 能够抑制被测菌生长的最低药物浓度 对倍
2、稀释的优点 操作容易敏感株的MIC呈正态分布区分异常 R 与敏感 S 的菌群 药敏试验折点的建立 1 MIC的分布2 药代动力学和药效学定MIC的折点3 临床疗效和细菌清除率4 抑菌圈直径的分布 定抑菌圈折点统计学的线性回归计算错误率 尽可能减少极重要误差 假敏感率 MIC的分布 药代动力学和药效学 药代动力学 药物吸收 分布 代谢 排泄药效学 药物对机体的作用时间依赖型 T MIC 内酰胺类 大环内酯类浓度依赖型 AUC MIC比率 AGS FQ这些参数可用于计算具有最佳药效的给药方案 MIC与抑菌圈直径的线性关系 耐药中介敏感 R I S Log2 MIC D1d2抑菌圈直径 mm v 抑
3、菌圈直径与MIC的关系 不同国家的判定折点 可能不同 原因 用药剂量不同 服药的间隔不同评价敏感时较保守更强调检测出耐药株 即特定的耐药群 技术因素 接种 培养基在我国主要遵循临床实验室标准化委员会 ClinicalandLaboratoryStandardsInstitute CLSI 制定的抗菌药物选择原则 敏感性分类 CLSI的定义 敏感 Susceptible 用常规用量治疗有效常规用药时达到的平均血药浓度超过细菌的MIC5倍以上 耐药 Resistance 用常规用量治疗不能抑制细菌的生长MIC高于药物在血 体液中可能达到的浓度 敏感性分类 2 中介 Intermediate MIC
4、接近血 体液中药物的浓度 治疗反应率低于敏感株药物生理浓集部位有效 尿 FQ 加大用药剂量可能有效缓冲区 防止操作的系统误差造成重大结果的判定错误 药敏试验的方法学 半定量 纸片扩散法 抑菌圈直径 MIC法 稀释法 肉汤 琼脂 自动化仪法抗生素连续梯度法 Etest 流式细胞仪 将含有定量抗菌药物的纸片贴在已接种测试菌的琼脂平板上 纸片中所含的药物吸收琼脂中水分溶解后不断向纸片周围扩散形成递减的梯度浓度 在纸片周围抑菌浓度范围内测试菌的生长被抑制 从而形成无菌生长的透明圈即为抑菌圈 抑菌圈的大小反映测试菌对测定药物的敏感程度 并与该药对测试菌的MIC呈负相关关系 纸片扩散法 Kirby Bau
5、er法 纸片扩散法 水解酪蛋白 MH 培养基 pH7 2 7 4 做成琼脂厚度4mm 直径90mm的平板 挑取孵育16 24小时已分纯菌落 置于生理盐水管中 振荡混匀后校正浓度至0 5麦氏标准 纸片扩散法 用无菌棉拭子蘸取菌液 在试管内壁旋转挤去多余菌液 然后在MH琼脂表面均匀涂布接种3次 每次旋转平板60度 最后沿平板内缘涂抹1周 平板在室温下干燥3 5min 用无菌镊子或商品化的纸片分配器将含药纸片紧贴于琼脂表面 各纸片中心距离应大于24mm 纸片距平板内缘大于15mm 纸片扩散法 35 孵育16 24小时量取抑菌圈直径 根据抑菌环的直径 按照CLSI标准判读 报告敏感 中介 耐药 202
6、0 5 28 18 纸片扩散法 影响因素 MIC接种菌量细菌生长率抗生素含量 扩散性平皿厚度温度 预孵育时间 2020 5 28 19 纸片扩散法 标准化 CLSI 美国实验室标准化委员会 ClinicalandLaboratoryStandardsInstitute 每年修订更改包括质控新药的判定标准特殊耐药性的检测 2020 5 28 20 CLSI的法规 规定纸片含量 接种浓度 培养基 平皿厚度 判定标准 质控 规定常规测试报告的抗生素 不同的药判定标准不同 不同的菌判定标准也不同 2020 5 28 21 常规测试并报告的药物分组 1 肠杆菌科绿脓和非肠杆菌科一级氨苄西林头孢他啶 庆大
7、霉素头孢唑林 庆大霉素替卡西林 哌拉西林二级阿米卡星阿米卡星氨苄西林 舒巴坦头孢吡肟 头孢哌酮阿莫西林 克拉维酸氨曲南头孢呋肟 头霉素环丙沙星 亚胺培南头孢噻肟 头孢曲松替卡西林 克拉维酸环丙沙星 亚胺培南妥布霉素 复方磺胺替卡西林 哌拉西林三级氨曲南 头孢他啶头孢曲松卡那霉素 奈替米星氯霉素 奈替米星妥布霉素四环素 氯霉素 2020 5 28 22 常规测试并报告的药物分组 2 葡萄球菌肠球菌一级苯唑西林 青霉素青霉素 氨苄西林二级红霉素类万古霉素克林霉素 万古霉素三级氯霉素庆大霉素 2020 5 28 23 常规测试并报告的药物分组 3 流感嗜血杆菌肺炎链球菌一级氨苄西林 青霉素青霉素 红
8、霉素复方磺胺复方磺胺二级头孢呋肟 头孢噻肟氧氟沙星 四环素头孢他啶 氯霉素万古霉素三级阿奇霉素 头孢克罗氯霉素 利福平环丙沙星 亚胺培南利福平 四环素 2020 5 28 24 预报用药 一 测试药菌名推测其他药物的敏感性苯唑西林葡萄球菌所有 内酰胺类四环素所有 除葡多西环素 米诺环素萄球菌和不动杆菌 红霉素G 球菌罗红霉素 克拉霉素 阿奇霉素克林霉素所有林可霉素 2020 5 28 25 预报用药 二 测试药菌名推测其他药物的敏感性氨苄西林肠球菌青霉素青霉素G葡萄球菌氨苄西林 美洛西林替卡西林头孢噻吩肠杆菌科头孢拉定 头孢氨苄头孢克罗奈啶酸肠杆菌科所有氟喹诺酮类万古霉素所有替考拉宁 以一定浓
9、度的抗菌药物与含有被试菌株的培养基进行一系列不同倍数稀释 通常为双倍稀释 经培养后观察其最低抑菌浓度 稀释法中用琼脂培养基者为琼脂稀释法 用肉汤培养基者为肉汤稀释法 药敏试验 稀释法 常用抗菌药物容积稀释法 抗菌药物的稀释和融解 2020 5 28 29 肉汤稀释法 48163264128256ug ml 混 混清 抗生素倍比稀释 种菌105CFU ml 孵育35 16 20h 判读 2020 5 28 30 肉汤稀释法 调节离子浓度的MH肉汤宏量肉汤法 2ml 13x100mm 微量肉汤法 0 1ml 微量板 自动化仪优点 准确 可靠 可用于研究 缺点 劳动强度大细菌生长情况不可查 2020
10、 5 28 31 琼脂稀释法 浓度163264128256ug ml 制备含对倍抗生素浓度梯度的平板 制备菌悬液 点种菌 104 每个点 孵育 判读结果 2020 5 28 32 琼脂稀释法 优点 金标准精确可靠可同时测定多株菌 40株 细菌生长情况可查缺点 测多个药时劳动强度大制备平皿费时费力 Etest法 E试条是一条5mm 50mm的无孔试剂载体 一面固定有一系列预先制备的 浓度呈连续指数增长稀释抗菌药物 另一面有读数和判别的刻度 抗菌药物的梯度可覆盖有20个MIC对倍稀释浓度的宽度范围 将E试条放在细菌接种过的琼脂平板上 经孵育过夜 围绕试条明显可见椭圆形抑菌圈 圈的边缘与试条交点的刻
11、度浓度即为抗菌药物抑制细菌的最小抑菌浓度 2020 5 28 wanghui ART 34 Etest法 细菌生长区 Etest塑料条 椭圆形细菌生长抑制区 2561288016 判读抑菌浓度 MICug ml Etest法 菌液制备及接种均同纸片扩散法 90mm平板上可放E试验试条1 2条 140mm平板最多可放6条 孵育温度及时间同纸片扩散法 2020 5 28 36 Etest法 优点连续浓度梯度 与琼脂稀释法相关性好影响因素少 稳定性高操作简单 省时缺点 昂贵用途 快生长菌 苛养菌 厌氧菌 酵母菌 分枝杆菌 2020 5 28 37 评价药物体外抗菌活性的指标 MIC50 MIC90
12、MIC均值 MIC范围 R I SMIC50 MIC90 MIC从小到大排列 位于第50 90百分位菌株的MIC值单纯比较MIC50 MIC90是片面的 还要同时看平均MIC及MIC范围同时结合R I S 不同药物血浓度不同 安全范围不同 细菌耐药机制 细菌耐药机制主要有四种 产生一种或多种水解酶 钝化酶和修饰酶 抗生素作用的靶位改变 包括青霉素结合蛋白位点 DNA解旋酶 DNA拓扑异构酶 的改变等 细菌膜的通透性下降 包括细菌生物被膜的形成和通道蛋白丢失 细菌主动外排系统的过度表达 在上述耐药机制中 第一 二种耐药机制具有专一性 第三 四种耐药机制不具有专一性 内酰胺酶 内酰胺酶是一类水解青
13、霉素 头孢菌素类抗生素的灭活酶 该酶位于革兰阳性球菌菌体外 革兰阴性杆菌间质中 检测方法有微生物培养法 碘 淀粉法 头孢硝噻吩纸片法 其中头孢硝噻吩纸片法因为简单 方便 快速 应用于临床检测 葡萄球菌属 青霉素 CLSIM100 S20 Table2C 诱导 内酰胺酶的检测 如果青霉素的药敏结果出现以下情况 需要做诱导 内酰胺酶的检测 MIC 0 12 g mlZonediameter 29mm 诱导 内酰胺酶试验 苯唑西林 诱导剂 接种纯菌落于琼脂上 例如 BAP MHA 贴 内酰胺类纸片 例如 苯唑西林 头孢西丁 孵育过夜 测试抑菌圈周围的细菌 如果 内酰胺酶阳性 报告青霉素R Pos N
14、eg 超广谱 内酰胺酶 ESBLs ESBLs是指由质粒介导的能水解青霉素类 头孢菌素类和单环 内酰胺类氨曲南的一类酶 ESBLs不能水解头霉素类和碳青霉烯类药物 能被克拉维酸 舒巴坦和他唑巴坦等 内酰胺酶抑制剂所抑制 ESBLs主要见于大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌 此外也见于肠杆菌属 枸橼酸杆菌属 变形杆菌属 沙雷菌属等其他肠杆菌科细菌 不动杆菌 铜绿假单胞菌 超广谱 内酰胺酶 ESBLs 纸片法 出现以下一种情况即可怀疑该菌株产生ESBL 筛选阳性 头孢泊肟 17mm头孢他啶 22mm头孢噻肟 27mm头孢曲松 25mm氨曲南 27mm 超广谱 内酰胺酶 ESBLs 纸片法 表型确认试验 头孢
15、他啶和头孢他啶 克拉维酸 头孢噻肟和头孢噻肟 克拉维酸 任一复方制剂的抑菌圈直径与相应单药抑菌圈直径相差 5mm时 即可判断该菌产ESBL 超广谱 内酰胺酶 ESBLs 稀释法 出现以下一种情况即可怀疑该菌株产生ESBL 头孢他啶或头孢噻肟或头孢曲松或氨曲南MIC 2mg mL或头孢泊肟MIC 8mg mL 超广谱 内酰胺酶 ESBLs 稀释法 表型确认试验 头孢他啶和头孢他啶 克拉维酸 头孢噻肟和头孢噻肟 克拉维酸 任何一组酶抑制剂复方制剂的MIC值比相应单药的MIC降低3个稀释度者即可判定该菌为产ESBL菌株 AmpC酶的特征 AmpC酶是在革兰阴性菌中发现的由染色体或质粒介导的水解头孢菌
16、素的 型 内酰胺酶 可分为诱导酶和非诱导酶 与ESBLs不同的是 AmpC酶对三代头孢菌素耐药但对四代头孢菌素敏感且不被酶抑制剂克拉维酸所抑制 但其酶活性可被氯唑西林和硼酸抑制 AmpC酶的检测方法 头孢西丁三维试验是检测AmpC酶的经典方法 除此之外 还有以硼酸化合物为抑制剂检测肺炎克雷伯菌和大肠埃希菌的AmpC酶 AmpCDisk 头孢西丁琼脂基础法等 碳青霉烯酶 碳青霉烯酶可以定义为具有水解碳青霉烯类抗生素活性的 内酰胺酶 主要分布于 内酰胺酶A B D类中 根据水解机制中作用位点的不同可以将碳青霉烯酶分为两大类 一类称为金属碳青霉烯酶 这类酶以金属锌离子为活性作用位点 可以被EDTA抑制 属于B类 内酰胺酶 另一类以丝氨酸 Ser 为酶的活性作用位点 可以被酶抑制剂克拉维酸和他唑巴坦所抑制 属于A D类 内酰胺酶 碳青霉烯酶 A类酶 B类酶 D类酶 染色体编码 SMENMCIMI 质粒编码 KPCGES 质粒编码OXA 23OXA 24OXA 51OXA 58OXA 55OXA 48OXA 50OXA 60OXA 62 金属酶 位于GMEs上 包括VIM IMP GIM SPM
