自动化技术在微生物检验中的应用

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微生物鉴定的自动化技术近十几年得到了快速发展。数码分类技术集数学、计算机、信息及自动化分析为一体，采用商品化和标准化的配套鉴定和抗菌药物敏感试验卡或条板，可快速准确地对临床数百种常见分离菌进行自动分析鉴定和药敏试验。目前自动化微生物鉴定和药敏分析系统已在世界范围内临床实验室中广泛应用。

 

一、微生物数码鉴定法

　早在七十年代中期，一些国外公司就研究出借助生物信息编码鉴定细菌的新方法。这些技术的应用，为医学微生物检验工作提供了一个简便、科学的细菌鉴定程序，大大提高了细菌鉴定的准确性。目前，微生物编码鉴定技术已经得到普遍应用，并早已商品化和形成独特的不同细菌鉴定系统。如API、Micro-ID、RapID、Enterotube和Minitek等系统。这种鉴定系统是自动化鉴定系统的基础。

( 一)数码鉴定法基本原理

数码鉴定是指通过数学的编码技术将细菌的生化反应模式转换成数学模式，给每种细菌的反应模式赋予一组数码，建立数据库或编成检索本。通过对未知菌进行有关生化试验并将生化反应结果转换成数字（编码），查阅检索本或数据库，得到细菌名称。其基本原理是计算并比较数据库内每个细菌条目对系统中每个生化反应出现的频率总和。随着电脑技术的进步，这一过程已变得非常容易。

 

1．简要介绍计算步骤：

 

(1)出现频率（概率）的计算：将记录成阳性或阴性结果转换成出现频率：①对阳性特征，则除以100即得。 ②对阴性特征，除以100的商被1减去即可。③说明：对“0”和“100”，因这2个数太超量，为了使结果不出现过小或过大，而用相似值0.01或0.99值代替。

(2)在每一个分类单位中，将所有测定项目的出现频率相乘，得出总出现频率。

(3)在每个分类菌群中的所有菌的总出现频率相加，除以一个分类单位的总出现频率，乘100，即得鉴定%（%id）

(4)在每个菌群中，再按%id值大小顺序重新排列。将未知菌单次总发生频率除以最典型反应模式单次总发生频率，得到模式频率T值，代表个体与总体的近似值。T值越接近1，个体与总体越接近，鉴定价值越大。按%id大小排序，将相邻两项的%id之比为R，代表着首选条目与次选条目的差距，差距越大，价值越大。如果%id≥80，参考T及R值可作出鉴定。

2．在编码检索本中检索数据谱得出的结果有以下几种形式（以API鉴定系统为例）。

 

 

(1)有此数码谱:①有一个或几个菌名条目及相应的鉴定值（%id和T值）。②对鉴定结果好坏的评价，最佳……等。③用小括号列出关键的生化结果及阳性百分率。④有时，鉴定结果不佳或有多条菌名条目,需进一步补充试验项目才能得出良好的鉴定结果。⑤指出某些注意要点，需用“推测性鉴定”，并将此菌送至参考实验室；需用“血清学鉴定”，作进一步的证实等。

 

(2)无此数码谱：可能有以下原因：①此生化谱太不典型。②不能接受，鉴定值低(%id＜80.0)。③可疑。需进一步确认是否纯培养，重新鉴定，可与供应商技术服务部联系。

 

 

3. 结果解释

 

(1)如果排序第一的细菌%id≥80.0，则可将未知菌鉴定在此条目中，并按%id值的大小对鉴定的可信度作出评价。%id≥99.9和T≥0.75为最佳的鉴定；%id 99.0~98.9之间，T≥0.5为很好的鉴定；%id 90.0~98.9之间，T≥0.25为好的鉴定；%id 80.0~89.9之间为可接受的鉴定。

 

 

(2)如果第一条目的%id＜80.0，则将前2个条目的%id加在一起，若仍不足80.0，则将前3个%id相加。若≥80.0，则有2种可能：①为同种细菌，可能是不同生物型。②为同一菌属的不同种。

 

 

如果相加的几个条目既不属于同一细菌种，又不属于同一细菌属，在评价中会指出“补充生化反应”的项目及阳性反应率，可通过这些生化反应将几种菌区分开来。若前3个条目的和＜80.0，则为不可接受的结果。

(二)数码鉴定在临床上的应用

 

国内外已有许多种用于临床细菌鉴定的数码鉴定系统，为临床微生物学实验室对细菌的鉴定提供了简便、快速的方法。