Идентификация микробов
Идентификация микробов — это определение систематического положения культуры, выделенной из какого-либо источника, до уровня вида или варианта. Она необходима для постановки микробиологического диагноза, установления контаминации объектов внешней среды и для других целей.
Первое условие надёжности идентификации — безусловная чистота культуры, так как правильно определить многие свойства микробов в смешанной культуре невозможно. Один из главных источников ошибок при выделении чистой культуры состоит в использовании для отсева избирательных и селективных сред.
В случае уверенности в чистоте культуры приступают к её идентификации, опираясь при этом на определительные ключи, классификацию и характеристику типовых штаммов, описанных в руководствах.
Для идентификации микробов используют комплекс признаков:
- Морфологические: форма, размеры, структура, наличие жгутиков, капсулы, спор, взаимное расположение клеток в мазке.
- Тинкториальные: окраска по Граму и иными методами.
- Химические: содержание гуанина и цитозина в ДНК (Г+Ц состав), а также, например, пептидогликана, целлюлозы, хитина и других соединений.
- Культуральные: питательные потребности, условия, темпы и характер роста на разных средах.
- Биохимические: ферментативная деградация и трансформация различных веществ с образованием промежуточных и конечных продуктов.
- Серологические: антигенная структура, специфичность, антигенные связи.
- Экологические: вирулентность, токсигенность, токсичность, аллергенность микробов и их продуктов, круг восприимчивых животных и других биосистем, тропизм, межвидовые и внутривидовые взаимоотношения, влияние факторов внешней среды, включая фаги, бактериоцины, антибиотики, антисептики, дезинфектанты.
При идентификации микробов нет необходимости изучать все свойства. Более того, с экономической точки зрения важно, чтобы круг испытанных тестов был не большим, чем это необходимо; желательно также использовать простые, но надёжные тесты, доступные широкому кругу лабораторий.
Идентификацию начинают с отнесения культуры к крупным таксонам (тип, класс, порядок, семейство). Для этого часто достаточно определить источник получения культуры, её морфологические и культуральные свойства, окраску по Граму или Романовскому — Гимзе. Для установления рода, вида и особенно варианта приходится применять определение биохимических, серологических и экологических признаков.
Схемы идентификации существенно различаются в зависимости от группы микроорганизмов:
- При идентификации бактерий акцент делают на биохимические и серологические свойства.
- При идентификации грибов и простейших — на морфологические особенности клеток и колоний.
- При идентификации вирусов используют культуры клеток и тканей, лабораторных животных, специальные серологические реакции.
В случае неудачи в идентификации необходимо ещё раз убедиться в чистоте культуры, правильности избранных тестов, методов их постановки и оценки. Неидентифицированную культуру направляют в научные учреждения соответствующего профиля.
Современный контекст
В практику широко внедрены методы идентификации микробов, не требующие выделения чистой культуры и часто позволяющие получить результат значительно быстрее классических методов. К ним относятся:
- Метод ДНК(РНК)-зондов, основанный на гибридизации нуклеиновых кислот.
- Полимеразная цепная реакция (ПЦР) для амплификации и детекции специфических фрагментов генома.
- Масс-спектрометрия (MALDI-TOF MS) для идентификации микроорганизмов по белковым профилям.
- Секвенирование нового поколения (NGS), позволяющее проводить метагеномный анализ и идентифицировать микроорганизмы в сложных сообществах напрямую из образца.
Эти молекулярные и протеомные методы значительно повысили скорость, точность и разрешающую способность микробиологической диагностики.
См. также: Бактериологический метод.