Bakteriologia gruźlicy Dr hab. n. med. Sylwia Kwiatkowska Klinika Gruźlicy i Chorób Płuc

Download Report

Transcript Bakteriologia gruźlicy Dr hab. n. med. Sylwia Kwiatkowska Klinika Gruźlicy i Chorób Płuc

Dr hab. n. med. Sylwia Kwiatkowska
Klinika Gruźlicy i Chorób Płuc
Bakteriologia
gruźlicy
Łódź 2003
Klasyfikacja prątków
Klasa - Schizomycetes
Rząd - Actiomycetales
Rodzina - Mycobacteriacae
Rodzaj - Mycobacterium
Mycobacterium tubeculosis complex
M. tuberculosis
M. bovis
M. microti
M. africanum
M. canettii
atenuowana forma M. bovis BCG
Podział prątków atypowych
wg Runyona
Grupa prątków atypowych
I
Prątki fotochromogenne
II
Prątki skotochromogenne
III
Prątki niefotochromogenne
IV
Prątki szybko rosnące
Przedstawiciele
M. kansasii
M. aquae
M. scrophulaceum
M. marinum
M. gordonae
M. avium
M. intracellulare
M. fortuitum
M. phlei
M. smegmatis
M. vaccae
Materiały, w których poszukujemy prątków
u chorych na gruźlicę płuc
Plwocina spontaniczna
Popłuczyny żołądkowe
Plwocina indukowana
Popłuczyny krtaniowe
Specimeny bronchoskopowe
Bronchoaspirat
materiał z cewnikowania
materiał ze szczoteczkowania
BALF
Metody wykrywania prątków
1. Bakterioskopia
Met. Ziehl-Neelsena
Met. fluorescencyjna
- auramina
- rodamina
- oranż akrydyny
Wynik
+
- pojedyncze prątki w preparacie
++ - pojedyncze prątki w poszczególnych polach widzenia
+++ - liczne prątki w poszczególnych p.w.
Bakterioskopia
Met. Bakterioskopii – szybka, tania,
o niskiej czułości i swoistości
Nie odróżnia prątków gruźlicy od prątków
atypowych, w tym saprofitycznych
2. Metoda hodowli
Złoty standard w diagnostyce bakteriologicznej gruźlicy
Czułość 80-85% - wykrywa 10 prątków w 1 ml badanego materiału
Swoistość 98-100%
Uzyskany tą metodą wzrost prątków umożliwia ich dokładną identyfikację
Wyhodowanie prątków umożliwia przeprowadzenie testów lekowrażliwości
Uzyskanie hodowli prątków umożliwia za pomocą metod genetycznych
prześledzenie łańcucha epidemiologicznego
Metoda hodowli
Najczęściej używane podłoże
to podłoże Lowensteina-Jensena
Prątki rosną wolno 3-8 tygodni
Ocena nasilenia prątkowania
(+)
+
++
+++
- do 20 kolonii, wynik podawany jest liczbą
- liczba kol. 20-100
- 100-200, wzrost policzalny
- powyżej 200 kol., wzrost zlewny, niepoliczalny
Metoda hodowli
Prątki widoczne nierosnące –
bacillus visibles non viables
Są widoczne w badaniu mikroskopowym,
ale nie rosną na odpowiednich podłożach
Ich obecność łączy się ze skuteczną terapią
Liczba ich wzrosła po wprowadzeniu rifampicyny
Hodowla prątków w systemie Bactec 460
Metoda Bactec 460
Metoda jest szczególnie użyteczna w wykrywaniu
prątków w materiałach skąpoprątkowych:
• płyn opłucnowy
• płyn mózgowo-rdzeniowy
• plwocina od chorych ze zmianami
minimalnymi w płucach
Wzrost prątków występuje pod koniec
pierwszego tygodnia, test lekowrażliwości
trwa następny tydzień (dotyczy leków
pierwszej linii terapii)
Metoda MB/BacT
Prątki rosną na podłożu Middlebrooka 7H9,
a wytwarzany dwutlenek węgla powoduje zmianę
zabarwienia sensora umieszczonego w dnie butelki
z zielonej na żółtą
Sygnał detekcyjny w sposób ciągły
przekazywany jest do komputera,
który rejestruje intensywność wzrostu prątków
Odsetek dodatnich wyników
w różnych metodach hodowli
Mycobacterium
tuberculosis
complex
MB/BacT
Bactec 460
L-J
84,5
91,2
70,9
Metody serologiczne
Odpowiedź humoralna w gruźlicy nie ma charakteru
ochronnego.
Odpowiedź humoralna rośnie wraz ze wzrostem
zaawansowania zmian.
Badania serologiczne istotne w gruźlicy wieku
dziecięcego oraz pozapłucnej.
Stosowana jest metoda ELISA oceniająca obecność
przeciwciał w stosunku do antygenu 38kDa i A60.
Czułość tej metody 30-70% (w płynie opłucnowym
50%)
Metody genetyczne
1. Sonda genetyczna
Oparta jest na zjawisku hybrydyzacji pojedynczej
nici kwasów nukleinowych
z komplementarnym łańcuchem polinukleotydowym.
Sondy mogą być różnej długości, znakowane
są izotopami i wykrywane przy pomocy licznika
scyntylacyjnego, lub fosfatazą alkaliczną
i wykrywany w reakcjach barwnych,
lub za pomocą fluorescencji (oranż akrydyny).
Metody genetyczne
2. Reakcja łańcuchowa polimerazy (PCR)
PCR polega na wielokrotnej amplifikacji wybranych
odcinków genomu prątka
Warunkiem jej przeprowadzenia jest znajomość
sekwencji nukleotydowej otaczającej powielany
fragment tak, aby można uzyskać jego
komplementarny odcinek – tzw. „starter” (primer).
Najczęściej powielanym fragmentem genomu prątka
jest sekwencja insercyjna IS 6110,
a w następnej kolejności IS 986,
gen kodujący HSP 65 kDa
Metody genetyczne
Etapy reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR)
denaturacja w temp 95oC 1-3 min z uzyskaniem
pojedynczej nici DNA
dołączenie w temp 50-72oC starterów (0,5 – 3 min)
synteza DNA przy pomocy termostabilnej polimerazy
Taq w temp 72oC (0,5 – 3 min)
Liczba cykli 30-40.
Zamplifikowany produkt wykrywa się przy pomocy
znakowanych sond.
Przebieg reakcji łańcuchowej polimerazy
Metody genetyczne
3. Reakcja łańcuchowa ligazy
Również swoista dla M. tuberculosis complex.
Amplifikuje się sekwencją kwasu nukleinowego
kodującą antygen b (PAB).
Dwie pary oligonukleotydowych znakowannych
sond hybrydyzują z komplementarną nicią DNA.
Termostabilna polimeraza wypełnia brakujący
odcinek pojedynczej nici DNA.
Metody genetyczne
Ligaza kowalencyjnie łączy dwie sąsiadujące sondy.
Zamplifikowany produkt absorbowany jest na
mikrocząsteczkach.
Detekcja odbywa się w oparciu o reakcję
fluorescencji w specjalnym analizatorze.
Reakcja łańcuchowa ligazy
Metody genetyczne
Reakcja łańcuchowa polimerazy i ligazy
Wykrywa prątki M. tuberculosis complex żywe
i martwe.
Średnia czułość 70-100%.
W materiałach skąpoprątkowych waha się pomiędzy
46 a 70%.
Dolna granica wykrywalności 10 prątków
w badanym materiale.
Metody genetyczne
4. Polimorfizm długości
fragmentów restrykcyjnych (RFLP)
Identyfikuje poszczególne szczepy prątków,
wykorzystywana zwłaszcza w badaniach
epidemiologicznych.
Ocenia ona ilość oraz umiejscowienie w genomie
prątka sekwencji insercyjnej IS 6110 (1355 par
zasad).
Metody genetyczne
Etapy RFLP
• ekstrahowanie DNA z komórek prątków
• poddanie go działaniu enzymów
restrykcyjnych
• rozdzielenie fragmentów restrykcyjnych
na żelu agarozowym
• przeniesienie rozdzielonego materiału
na nylonowe membrany
• hybrydyzacja ze znakowanymi sondami
komplementarnymi do 245 par zasad
fragmentu IS 6110
• odczyt komputerowy – układ i ilość linii
• odpowiada wielkości poszczególnych
fragmentów.
Metody genetyczne
Warunkiem zastosowania w badaniach
epidemiologicznych określonego markera
genetycznego (np. IS 6110) jest - z jednej strony jego zmienność, występująca wystarczająco szybko,
aby szczepy niezwiązane łańcuchem
epidemiologicznym były różne. Natomiast - z drugiej
strony – powinien on być na tyle stały, aby szczepy
połączone ze sobą były identyczne. Okres
półtrwania dla IS 6110 wynosi 3-4 lata i wydaje się
spełniać te wymogi.
Wynik metody RFLP
Am. J. Respir. Crit. Care
Med.. 1994 r.
Gran Canaria
1991-1996 rok
960 chorych
Wsk. zap. 30
18 chorych 2× zachorowało
w okresie co najmniej 12 m-cy
56%
Reactivatio endogenes
nie zakończyli leczenia
opornośc na leki
44%
Reinfectio egzogenes
zakończyli prawidłowo
leczenie
Metody chromatogaficzne
Chromatografia płynna wysokociśnieniowa
HPLC (High Preassure Liquid Chromatography)
Liczba i rodzaj kwasów mykolowych są
charakterystyczne dla każdego gatunku.
Rozdział wyekstrahowanych kwasów mykolowych
na specjalnych kolumnach
a uzyskane wzory elucyjne są swoiste dla danego
gatunku prątka
lekooporność
pierwotna
wtórna
N Engl. J. Med. 1999 r.
New York
1987-1991 rok
17 chorych HIV+ prątkujących w posiewie co najmniej 1 rok
I grupa
(ten sam szczep)
zachowana
wrażliwość
na leki
p. prątkowe
(ten sam
szczep)
lekooporność
pierwotna
i wtórna
4 chorych
I-szy szczep – zachowana
wrażliwość na leki
II nowy szczep
wielolekooporny (lekooporność
pierwotna wtórnie nabyta)
Lekowrażliwość prątków
W Polsce badanie lekowrażliwości przeprowadza się:
1. Metodą wskaźnika RR (Resistance Ratio) =
minimalne stężenie leku hamujące wzrost szczepu
badanego / minimalne stężenie leku hamujące
wzrost szczepu H37Rv
RR > 4 dla hydrazydu i strepromycyny
szczepy oporne
RR > 8 dla PAS
2. Metodą proporcji z oceną krytycznego odsetka
oporności