Роль автоматизации процессов в микробиологической лаборатории при обнаружении антибиотикорезистентности

07 апреля 2016

В.В. Яновская
Медицинская лаборатория «Институт микробиологических исследований», Киев, Украина
«Лабораторная диагностика. Восточная Европа», 2016, том 5, No 1 (препринт)

При проведении лабораторных исследований важно высокое качество и время выполнения исследований. Такие условия можно обеспечить путем автоматизации процессов. На примере медицинской лаборатории «Институт микробиологических исследований» показано, как автоматизация процессов помогает сократить время исследований, стандартизировать исследования и максимально исключить человеческий фактор, который напрямую влияет на качество исследований.

Ключевые слова: антибиотики, антибиотикорезистентность, чувствительность к антибиотикам, автоматизация.

Знаете ли Вы, что:

В США от инфекций, вызванных резистентным стафилококком (MRSA), умирает больше людей, чем от СПИДа.
В Европе от инфекций, вызванных резистентными бактериями, ежегодно умирает около 25 тыс. человек.
В США врачи ежегодно назначают более 235 млн доз антибиотиков, причем 50% из них ^_ без надобности. Антибиотики, принимаемые без надобности, способствуют формированию устойчивости собственной микрофлоры, представители которой в будущем могут повлечь неизлечимые болезни.
В Украине каждый пятый госпитализированный пациент заражается в больнице резистентным стафилококком (MRSA).
Есть бактерии, вызывающие инфекции, для лечения которых сегодня нет эффективных антибиотиков:
- Pseudomonas aeruginosa,
- Acinetobacter spp.,
- некоторые Klebsiella pneumonia и другие.
На разработку нового антибиотика нужно до 10-15 лет и около 1 млрд долларов, тогда как устойчивость бактерий к антибиотикам меняется ежеминутно.
Многие фармацевтические компании прекратили разработку новых антибиотиков: в 2008 г. только 5 крупнейших мировых производителей продолжали активные усилия в этой области без гарантированных результатов в ближайшее время.

Из вышеперечисленного понятно, что крайне важно вовремя выявить микроорганизм-возбудитель заболевания и определить его чувствительность к антибиотикам.

На современном этапе развития микробиологической промышленности лаборатория может предоставить врачу необходимую информацию в короткие сроки.
Наша лаборатория «Институт микробиологических исследований» может предоставлять результаты микробиологических исследований уже на третьи сутки, поскольку она оснащена современным микробиологическим оборудованием французского производителя продукции для микробиологической отрасли ^_ bioMerieux. Каким же образом это можно сделать?

Во-первых, используя для роста хромогенные селективные среды [1], которые позволяют дифференцировать микроорганизмы не только по устойчивости к конкретному антибиотику, но и по виду (рис. 1, 2).
Итак, если материал посеять на хромогенные селективные среды, кроме обычных, то уже через сутки можно знать, есть ли микроорганизмы определенных видов с устойчивостью к конкретным антибиотикам, а также их механизмы устойчивости. Такой результат дает возможность сообщить лечащему врачу, какие антибиотики нельзя использовать в данном случае.
В случае сепсиса необходимо в сжатые сроки выявить возбудителя в крови. Для этого мы используем флаконы BTA SA Aerobic, BTA SN Anaerobic и т.д. с высокопитательными средами в сочетании с приборами для их инкубации BacT / ALERT 3D (рис. 3) [2].
Среды пригодны для выращивания очень широкого спектра микроорганизмов, как неприхотливых, так и прихотливых, а также анаэробов. Кроме того, флаконы содержат индикаторы роста микроорганизмов, а приборы ^_ систему оповещения наличия роста, что позволяет не пересматривать посевы ежедневно и не делать посевы. Высевы могут быть причиной контаминации посевов, а значит, ложно-положительного результата.


Рис. 1. chromID VRE: селективная хромогенная среда для выявления и дифференциации ванкомицинрезистентных E. faecalis и E. faecium	Рис. 2. Селективная хромогенная среда для скрининга карбапенемаза-продуцирующих энтеробактерий K.pneumoniae OXA-48 и E.coli КРС

Рис. 3. BacT / ALERT 3D

Во многих случаях все же необходима идентификация выделенных культур и определение их чувствительности к антибиотикам. До сих пор наиболее дешевым и доступным методом определения чувствительности к антибиотикам остается диско-диффузионный метод. Но по требованиям международных стандартов в некоторых случаях полученные результаты необходимо подтверждать или с помощью комбинации дисков с антибиотиками, или с помощью метода серийных разведений. В нашей стране метод серийных разведений в классическом варианте выполнить невозможно из-за отсутствия стандартов антибиотиков. Кроме того, чувствительность к некоторым антибиотикам вообще нельзя определять диско-диффузионным методом. Также диско-диффузионным методом нельзя определять чувствительность грибов к антимикотикам. В таких случаях мы используем автоматический микробиологический анализатор Vitek 2 Compact (рис. 4) [3].

Рис. 4. Vitek 2 Compact

Этот прибор позволяет идентифицировать и определить чувствительность к 20 и более антибиотикам в срок от 2 до 10 ч, что крайне важно при выборе препарата или для коррекции уже назначенного лечения. Это современный, мощный, компактный прибор, который прекрасно зарекомендовал себя как в мире, так и в Украине.

В основе определения чувствительности к антибиотикам данного прибора лежит метод серийных разведений, который дает возможность не только определить, чувствителен ли микроорганизм, устойчив или умеренно устойчив, но и узнать минимальную ингибирующую концентрацию (МИК), на основе которой рассчитывается доза антибиотика для назначения пациенту. Правильно подобранная доза одновременно убивает микроорганизмы и минимально вредит пациенту. Если доза недостаточна, то пациент не вылечится, а микроорганизм может приобрести устойчивость и нанести вред. Если доза слишком велика, то микроорганизм погибнет, но и пациент может получить негативный результат в виде побочных эффектов, тяжелого дисбактериоза, осложнений со стороны печени, почек и др.
В систему VITEK 2 Compact встроена уникальная экспертная программа с элементами искусственного интеллекта Advanced Expert System (AES) [4]. Эта программа определяет механизмы резистентности исследуемых микроорганизмов и грибов, а также подтверждает результаты идентификации и чувствительности, сравнивая их с имеющейся в ней большой базой данных. Осуществляет предупреждение, выводя информацию на экран или встроенный принтер, при обнаружении нетипичных профилей резистентности. Предоставляет отчет о конкретном механизме резистентности, обнаруженном в исследуемом штамме. Прибор позволяет осуществлять эпидемиологический контроль полученных результатов. Сохраняет все полученные результаты в своей базе данных.
Для контроля за антибиотикорезистентностью в стационарах есть возможность передачи данных с прибора в специальную программу WHONET [5], которая позволяет анализировать полученные данные и разрабатывать меры по сдерживанию распространения возбудителей внутрибольничных инфекций. Это дает возможность индивидуально и рационально корректировать антибиотикотерапию, вылечить пациента быстрее, надежнее и экономичнее, избежав накопления «балласта резистентности» в амбулаториях и стационарах.
Итак, на сегодняшний день микробиологическая лаборатория «Института микробиологических исследований» имеет достаточное количество средств для быстрой и качественной диагностики заболеваний, вызванных бактериями и грибками.