作者：王云峰/美国艾默里（Emory）大学
摘要：以细菌、真菌和分枝杆菌培养为基础的I临床微生物实验室自动化技术已经开始为感染性疾病的临床实验室诊断提供服务。临床实验室诊断分析前期有自动化细菌培养平板接种仪；分析期有血培养仪、细菌鉴定和药敏仪以及最新的基质辅助激光解析离子化飞行时间质谱；分析后期有相应的软件系统和智能中介系统可以连接各仪器发出临床报告。局部或全面微生物自动化最终目的是缩短培养和鉴定时间，缩短耐药报告时间，以满足临床对快速诊断和治疗感染并控制多重耐药的需求。
关键词：传染病；微生物学技术；自动化
感染性疾病临床微生物检验正处在一个新的历史性阶段。过去，临床标本的培养基接种，革兰涂片、细菌培养、细菌鉴定、细菌耐药鉴定都需要医技师的阶段性思维和操作。诸如培养基平板和液体在孵育箱培养，培养阳性茵的再接种分离，分离出的细菌通过培养和多种及多层次生化反应，几天之后才能得出细菌的鉴定结果。这一过程需要医检技师的判断分析才能决定连续步骤方案，最后才能得出正确的细菌鉴定结果。这一过程需要时间，需要经验丰富的医技师操作。
由于微生物培养需要时间和人力资源，分子生物学在感染性疾病诊断中的应用由此发展迅猛：核酸基因的扩增、PCR、实时PCR、半自动和全自动PCR，还有基因芯片和液体芯片的研发，为临床带来很多方便。分子诊断技术在传染病监测中的应用，甚至于床边诊断方法在传染病诊断中的探讨和应用，都给微生物实验室带来挑战和压力。然而，抗生素耐药的细菌使得分子生物学的运用范围扩大，但同时亦展示出其局限性。细菌培养不能被分子诊断所替代，原因在于细菌的耐药和基因突变使得检测变得更加依赖于培养技术和做流行病学的检测以发现新的耐药近况。
医院感染有关的细菌包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、不动杆菌、产超广谱b酰胺酶细菌和产KPC的肺炎克雷伯菌或耐碳青霉烯类肠杆菌科细菌。抗生素的合理应用依赖于及时和正确的抗生素体外敏感试验结果。对发热原因不明，重症细菌感染，医院感染或难治性感染，应采集标本进行细菌培养和体外药敏试验，根据细菌学检查结果，结合临床选用敏感的抗生素。细菌性感染所致发热，明确诊断的急性细菌性感染，以及在使用某种抗生素后临床效果不明显或病情加重者，应根据细菌培养及药敏试验结果，改用其他敏感的药物。
在保持培养方法的同时，临床微生物检验必须改进，提高自动化程度，缩短培养和鉴定时间，缩短耐药报告时间，以满足临床对快速诊断结果的需求。正确和快速的细菌鉴定和相关的细菌抗生素的耐药报告的最终目的是为临床医师选择及时有效的治疗方案，以及控制感染和耐药提供帮助。
临床微生物检验作为临床实验室检验科，或称临床病理科的一部分，提供感染性疾病的临床实验室诊断结果。感染性疾病和传染病的临床检验以临床微生物、临床免疫和分子诊断为主。感染性疾病的致病微生物或致病原包括细菌、真菌、分枝杆菌、寄生虫和病毒。细菌有很多种，也包括性病病原体(梅毒螺旋体和淋球菌)。真菌包括酵母菌。分枝杆菌包括结核分枝杆菌。寄生虫包括肠道型寄生虫和疟原虫。病毒包括呼吸道病毒和HIV。细菌感染包括败血症的血流感染、脑膜炎，包括肺炎的呼吸道感染、尿道感染，包括腹泻的肠道感染。细菌医院获得性感染致病菌。抗生素耐药茵是一个重大问题。典型和常见的致病菌包括肺炎球菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌等。
传统微生物检验局限于细菌培养，加上特殊培养和辅助性的生化反应鉴定细菌，再用培养方法作抗生素耐药测定。血培养对血流感染的诊断有益，尤其是重症患者，也对抗生素的合理应用有益。
微生物自动化可分成3个阶段或3个过程：(1)分析前期，(2)分析期，(3)分析后期。分析前期主要针对医嘱、订单出单、患者标本采样和收集、标本运输、检验科信息登记、出标本号、标本预处理。分析期包括患者标本培养、涂片阅读和初报告、培养阳性标本分离和鉴定以及阳性细菌的抗生素耐药测定及报告。分析后期包括出报告、对耐药和抗生素敏感性结果的解读和报告、利用实验室信息系统和临床信息系统出报告，以及与临床沟通等步骤。
一、分析前期的自动化
自动化培养平板的接种已经在临床实验室中应用。全自动培养平板接种仪是分析前期自动化的新发展和应用。自动化平板接种仪是一种用于划线接种培养基的革命性自动化系统。自动化可选择性的平板接种，可以取代繁琐而重复的分析前样本处理步骤，也可以保证接种的质量。良好和稳定的接种，尤其是在繁忙的实验室或是夜间周末，可提高接种分离的效果，这在多种细菌感染时分离效果尤为突出，可节省再分离时间。自动化可节省平板标记的人力和时间¨J，也有助于进一步的分析期自动化。相关的自动平板接种系统如下：PREVI-Isola(法国生物梅里埃公司)，Innova(美国碧迪公司)和InoqulaKIESTRAWASP(意大利Copan公司)。笔者实验室用PREVIIsolar自动平板接种已近两年。
二、分析期的自动化
微生物自动化有赖于一项新技术，全称是基质辅助激光解析离子化飞行时间质谱(MALDI-TOFMS)，简称飞行质谱仪，以示与普通质谱仪之分。微生物检测的局限被不断地突破，自动化系统可提供快速微生物质谱检测。飞行质谱仪是近年出现的一种新的蛋白质组学检测仪器。细菌鉴定结果只需等候十几到几十分钟。最近已有系统获得国家食品药品监督管理局批准。
飞行质谱仪集激光、基质、真空、影像和质谱电脑分析等高科技为一体，真正解决了微生物鉴定的难题。也使得除仪器以外的实际使用的试剂成本大幅度下降。简言之，当细菌或酵母菌在培养平板出现，即可用菌落直接涂到相应的涂片上，加入微量基质，略干，即可放入飞行质谱仪内测定。鉴定结果直接在电脑出现。飞行质谱仪使细菌鉴定由天缩短成小时。基质辅助激光解析离子化飞行时间质谱等相关的高科技在微生物的鉴定中作出了飞跃性贡献。把以前需要1-2d的工作变成十几二十几分钟就能出报告。目前市场上有两家公司的产品，一家是生物梅里埃的VITEKMS，另一家是布鲁克Biotyper。其他的分析期的自动化还包括自动化染色仪(PREVICOLORGRAM)。
半自动细菌鉴定和抗生素耐药仪器在美国的临床检验的使用状况很普及，已在临床检验应用多年了。自动化鉴定和抗生素耐药测定包括如下：VITEK、VITEK2(法国生物梅里埃公司)，BACTECPHOENIX(美国碧迪公司)和MicroScanWalkAwayplusorthesemi—automatedautoSCAN-4system(德国西门子公司)。
当然，很重要的一点是自动血液培养仪也已应用多年，在美国的临床检验的使用状况很普及。血液培养仪包括如下：BACT/ALERT3D(法国生物梅里埃公司)，TheBACTECFXandtheBACTECSeries和VersaTREK(美国ThermoFisherScientific公司)。正在准备出炉的还有自动质谱接种等技术。前景相当看好。分枝杆菌的检测也有自动化仪器在美国的临床检验的使用状况是很普及。分枝杆菌液体培养仪包括：BACT/ALERT3D(法国生物梅里埃公司)一。MGITMycobacteriaGrowthIndicatorTube，theBDBACTECMB和VersaTREK(美国ThermoFisherScientific公司)。
三、分析后期的自动化
分析后期的自动化与前期，分析期紧密相关。出报告、对耐药和抗生素敏感性结果的解读和报告和利用实验室信息系统和临床信息系统出报告等步骤，也可与有效的信息系统相连，有助于远程监测和报告。连接到智能中介仪可促进数据连接和即时流程的管理。当前的自动化不同于生化仪器的发展，即不一定依赖轨道型连接。局部有效的自动化是目前的可行方式。微生物有望在不久的将来走向自动化。自动化可以减少人为的判断或报告错误，提高效率，已经达到1d内出阳性培养鉴定结果2d内可见耐药报告。血培养也可能最快达到同样效果。由于笔者在二医院(医院医院)用到血培养仪和鉴定药敏测定仪，在过去的十多年里在美国各地参与了许多次美国病理学会评估，医院的情况，2年前就开始采用了多种先进的自动化仪器和系统。
以细菌和真菌培养为基础的新方法已经开始为临床服务。与此同时，在分枝杆菌和真菌方面亦有应用，并可为检测药敏和监测耐药和多重耐药提供良好的手段。医院和检验科自身情况可做出相应的选择。分析前期有自动化接种仪；分析期有血培养仪、细菌鉴定和药敏仪以及最新的质谱仪；分析后期有相应的软件系统可以连接各仪器发出报告。综上所述，新的感染性疾病的临床诊断依赖于核酸扩增，快速抗原测定，生物标志物测定，以及快速培养鉴定和药敏测定。信息化综合化的微生物自动化最终目的是为临床服务，更有效地诊断治疗感染，控制耐药和多重耐药。
自动化在临床化学和血液科的应用越来越多。就目前国内情况而言，局部性和相对性的自动化有益于I临床微生物室的发展。以笔者之见，还需在几方面加大力度才能真正走上自动化道路。首先，积极促进血培养的送检，这对血流感染和败血症的诊治有所帮助。同时也可以增加微生物的标本量，有助于扩大微生物科影响力。要做到这一点，还需要加大急诊科患者的血培养采集和送检，尤其是在给患者使用抗生素之前。这可以减少发热待查或不明原因发热的数量。医院对急诊科患者的病历开始存电子档案，以便追踪患者。其次，增加门诊患者的尿培养送检，尤其是在给予患者抗生素之前。最后，提高痰培养标本的采集质量，对于不符合标准的痰标本不予接受。这样才能减少不必要的工作量和治疗。在不久的将来，临床微生物可与临床(生物)化学诊断、血液、临床免疫和分子诊断学一样，从全手工，经半自动朝全自动方向发展。
文章来源：中华检验医学杂志.;36：-.
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