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真菌诊断技术基础:标本采集、检测技术、涂片、染色等注意事项

医学检验废品加工车间  · 公众号  ·  · 2024-05-20 15:06

正文



前面我抄了关于显微镜使用、细菌检测、寄生虫检测,今天我们来谈谈真菌。真菌感染其实并不算少见,因此我们日常会谈到一个问题,那就是衣服到底要怎么洗?

最近爱奇艺热播的《我的阿勒泰》中朝戈就说到他哥哥嫂嫂关于洗衣服的争吵:


这种话题我听得太多了。之前听一个男性朋友说,他就真菌感染了。我就想说,你确定真是因为洗衣服洗的?那些去酒店感染梅毒的,还说是酒店被子不干净呢?


我就这么说吧,这么多年,我都是袜子、毛巾、内衣,总是所有的都混在一起,我怎么没真菌感染?当然,个案是没什么说服力的。


《家人们,内裤袜子丢进洗衣机比手洗好! 》《 内裤和袜子能不能一起洗?一篇文章给你讲清楚


自己看看丁香医生的两篇文章,再来扯淡。


这是多么简单的问题,我们看一下真菌的生存条件不就知道了,你们害怕真菌的样子,就想恐艾恐同。


袜子和内衣分开洗的唯一理由就是心理作用,毕竟袜子给人的感受就不好。不熟悉的人该分开就分开,我自己一个,我什么都扔洗衣机。


这也是一个不讲科学,只扯淡的一个好例子。买那么多什么内衣清洗液,这个分开那个手洗,要真害怕这些,何不买一个带烘干的洗衣机,你真菌给我存活一下试试看?


520到了,送给天天什么衣服要分开洗的人一台带烘干功能的滚筒洗衣机吧!



扯淡啊,扯淡啊,你们就喜欢扯淡!


好了,闲话扯太多,回到正题!




真菌的临床分类





真菌虽然烦人,但是不得不说显微镜下是真“美丽”。


病原真菌的一般临床分类



临床样本的采集、运输和培养



真菌感染的诊断完全依赖于镜下形态和培养特征,而选择和采集合适的临床样本至关重要。许多真菌感染在临床上与分枝杆菌感染症状相似,同一份样本往往同时要做真菌和分枝杆菌培养。如果临床怀疑真菌感染,应按种真菌培养基进行培养。如果样本量不能同时满足镜检和培养,则应优先进行培养。如主要感染灶在肺部,通常应选择呼吸道分泌物进行培养:但值得注意的是,真菌在体内可能播散至远端,所以也可能从非呼吸道部位培养出。


正确采集样本并快速运送到实验室是真菌培养的关键。样本中通常不仅含有病原菌,还含有污染的细菌或真菌。这些微生物的生长会迅速超过生长缓慢的病原性真菌,后者的生存能力随着时间的推移而降低。样本应在收到后2h内进行处理。大多数真菌样本可以在室温下保存。血管内置导管尖端、其他医疗器械(支架、手术植入物、置换关节等)、下呼吸道或尿液样本若不能马上处理,可短暂冷藏保存,但皮肤样本(皮肤、手发、指甲)对低温非常敏感。酵母菌(如念珠菌属)通常可在常规的细菌培养基和真菌培养基上检出。


下呼吸道分泌物


呼吸道分泌物(痰、诱导痰、支气管冲洗液、支气管肺泡灌洗液和气道吸引物)是进行真菌培养最常见的样本。黏稠的下呼吸道样本应用化痰剂预处理并离心浓缩,然后将沉淀物


同时涂布在不含和含有抗生素两种培养基上,后者的作用是防止污染菌的过度生长,以更好地分离目标真菌。应至少接种一块含有抗真菌剂放线菌酮的培养基,用来防止真菌快速生长。每种培养基上都应尽可能接种足量的样本(0.5mL)。囊性纤维化(cystichbrosis,CF)患者中常见的两种真菌是念珠菌和赛多孢。分离念珠菌推荐使用具有选择性和鉴别性的显色培养基,分离赛多孢应选择加入氯硝胺和苯菌灵的赛多孢选择性培养基,以提高CF患者中这两种病原菌的分离。 若样本能在2h内完成处理,可室温保存;如果处理有延迟,应在4℃冷藏保存。


无菌体液(包括脑脊液)


为防止凝固,大部分无菌体液通常收集在肝素抗凝管中,也可用裂解离心管收集。用于培养的腰椎穿刺脑脊液应离心浓缩,取沉淀物接种培养基,培养结果应每天查看。样本量大于2m则推荐离心,每种培养基接种0.5mL的样本。若样本量小于1mL,离心后取沉淀等分后在不同的培养基上各滴1滴。许多实验室使用有螺帽的斜面或培养瓶,以避免培养过程中的真菌污染。用于无菌体液真菌培养的培养基不应含有抗细菌或抗真菌药物。隐球菌可导致脑膜炎,有英结构,可被抗真菌药物放线菌酮抑制


无菌体液样本送达实验室后应及时处理。 如果不能及时处理,样品应室温保存,不可冷藏。


血液和骨髓


播散性真菌感染是住院患者发病和死亡的主要原因,确定病原菌需要依靠血培养。目前,一些全自动血培养系统采用改良的真菌培养基来分离真菌,包括BACTEC(美国BD)BacT/ALERT 3D(法国梅里埃)和VersaTREK(美国赛默飞)都足以分离出除马拉色菌以外的酵母菌。


如果实验室经常能够从血液或骨髓中培养到双相真菌和霉菌,推荐使用解离离心系统,即“Isolator”。骨髓样本建议使用肝素注射管或儿童用Isolator采集。已被证实,Isolator对荚膜组织胞浆菌等丝状真菌的培养效果最好。自动化血培养系统中的真菌培养瓶,如BACTECMYCO/FLytic或BacT/ALERT,也可用于从血液样本中分离丝状真菌。在这些培养瓶中,红细胞和白细胞被裂解,释放出病原微生物,应将培养液离心后转种培养。大多数真菌可在培养的前4d内生长,但荚膜组织胞浆菌需要10~14d才能生长。解离离心系统和血培养系统中的真菌培养瓶均可提高血培养中分离丝状真菌的能力。骨髓样本不应使用全自动血培养系统进行培养。血液真菌培养的最适温度为30℃,建议培养时间为21d。


眼部(角膜刮片或玻璃体)


由医生采集到的角膜刮屑,应直接置于载玻片上镜检,并以“X”或“C”形接种于不含抑制剂的培养基,如沙氏葡萄糖琼脂(SDA)。与处理脑脊液(CSF)本类似,玻体抽吸液应离心浓缩,取沉淀进行涂片和培养。样本应接种于不含抑制剂的培养基、抑霉培养基和含10%绵羊血的脑-心浸出液(BHI)琼脂上。样品应尽快处理,空温保存。不可使用含有放线菌酮的培养基,以防止其抑制潜在病原菌的生长。


毛发、皮肤和指甲刮屑


毛发、皮肤刮屑或组织切片、剪下的指甲样本通常可用于皮肤癣菌培养, 但这些样本可能会被细菌或(和)快生长的真菌污染 。皮肤或指甲破损处的样本可用手术刀片或显微镜载玻片刮取;被感染的毛发应用镊子拔除。应只对皮肤破损处的边缘进行取样,因为病灶中心的病原体存活率不高。样本应置于无菌容器中,不可冷藏。毛发样本可剪成1mm大小,并使用无菌镊子置于培养基上。皮肤和指甲样本应切成更小的碎块,用无菌镊子置在培养基上,并轻压入琼脂中。含氯霉素和放线菌酮的海藻糖琼脂用于培养皮肤癣菌效果良好。如果怀疑糠秕马拉色菌感染,应在培养基的第一区加入橄榄油或一张浸透橄榄油的纸片,在30℃孵育至少21d,才可报告为阴性。


此前在医院,做皮肤和指甲真菌不少,阳性率还挺高。不过文中提到会被细菌和快生长的真菌污染,那么是否要说,我们的标本处理不当,可能导致我们看到的所谓的“真菌”可能是假阳性?


阴道样本


念珠菌属被认为是阴道内的正常菌群,因此没有临床症状的情况下无需鉴定 。组织胞浆菌病和副球孢子菌病均可导致阴道病变。阴道样本应采用转运拭子采集,24h内送至实验室。拭子在无菌运送管中应保持湿润,以便用于制备湿片。应同时接种选择性和含抑制剂的培养基,筛选念珠菌应使用显色培养基。


这里就涉及到一个问题,那就是既然念珠菌属于阴道正常菌群,没有临床症状的情况下无需鉴定,那么看到整张片子只看到一个真菌孢子,要不要报告?


有些人就自以为是,自作主张,觉得既然是正常菌群,出现一个,可能如何如何,你觉得如何如何,你只能写在备注里面。你看到了,就得报。判断他有没有,那是临床医生的事。


还有人认为怕误导临床如何,如果临床的傻鸟还能被这误导,那就是他丢人现眼,不是你的事。你没有这个责任和义务去承担他的傻逼导致的行为,这是他的问题。


《被讨厌的勇气》一书中阿德勒提出了一个重要的概念叫“课题分离”。简单点说就是把自己的课题和别人的课题分开。


检验人员很多时候就是咸吃萝卜淡操心,真菌看到了就该报告,你管它几个呢?你不报,就是篡改结果,这就是违法你的职业操守的问题。


还有一个我遇到的傻鸟,把免疫结果超过界限一点点的结果,在没有任何其他仪器复查的对比的情况下,擅自改成正常。还说什么为什么0.99就是阴性,1.01就是阳性。把自己擅自该结果的行为,用一些扯犊子的话正当化。


同样的问题,无论是一个真菌,还是1.01的结果,你报告真菌和阳性,是你课题;而医生如何判断是他的课题。


医生一天到晚不是吹牛自己读过的书有几米高,如何如何牛逼吗?作为医生,连检验都不懂,怎么不去死呢?牛逼的医生,肯定比检验人员更懂检验的,你可以观察,喜欢来检验科像个吗喽一样上蹿下跳的都是脑残,没有例外。真正懂行的人,自己都能想明白这是怎么回事,就算真是检验科有问题也不会这么趾高气昂。也就是那些小丑,又不懂又爱装逼,当然,他们多半都是脸被打得跟猴子屁股一样红回去的。丢人现眼的傻鸟,有话不好好说,活该被打脸。



尿液


适合真菌培养的样本有首日晨尿、清洁尿、耻骨上穿刺尿液或导尿管直接导尿。尿液样本在采集后应尽快处理。24h尿和弗利导尿管样本不能用于培养。尿样本定量培养是没有价值的,应离心后用接种环取沉渣接种,以确保可以得到足够的菌落。由于尿液容易被革兰阴性菌污染,培养真菌必须使用含有抗细菌药物的培养基。 如果2h内能完成处理,样本可室温保存;如需延后处理,应在4℃冷藏保存。如果使用尿液运输装置,样品可在室温下保存72h。


组织


组织样本应切碎后进行培养,但要注意不可磨碎。研磨会破真菌结构,导致假阴性。但英膜组织胞浆菌除外,其为胞内菌,需要制成匀浆才能释放真菌菌体。将组织块压入培养基,或部分嵌入培养基中以提供氧分压梯度,30℃下培养21d若临床高度怀疑真菌感染,可延长培养时间)。


培养基和培养条件


微生物实验室中用于真菌培养的培养基种类很多(表58.4)。 为了使效果最优化,应组合选择培养基。




  • 含和不含放线菌酮两种培养基,前者可抑制某些快速生长的真菌,以更好地分离慢生长真菌。但放线菌酮也可对 某些目标真菌有抑制作用。


  • 含和不含抗细菌药物的培养基(前者主要用于可能被细菌污染的样本;对于来自无菌部位的样本,则无需选择)。


  • 比SDA抑制细菌能力更强的培养基。


  • 氯霉素是细菌生长抑制剂,但它对诺卡菌和其他需放线菌同样有抑制作用。


  • 双相真菌的培养应使用含有抗生素和5%~10%羊血的BHI培养基,其营养更丰富,但促进生长的同时也抑制了产孢。菌落形成后,应立即转种到不含血的增菌培养基后并进行鉴定。


  • 鸟食培养基用于隐球菌的培养,适用样本为脑脊液、胸膜液、骨髓、组织和下呼吸道样本。


  • 特殊的显色培养基可用于某些酵母菌的鉴定。


  • 对于有特殊营养或培养要求的真菌,可能需要增加额外的专业培养基。


平板培养基(培养皿)矩形琼脂瓶和螺帽琼脂管都能够较好地分离真菌,但 首选平板和培养瓶,因为它们通风条件更好、表面积更大,更有利于获得菌落 。在进行显微镜检时,平板培养基更便于操作。真菌培养通常时间较长,培养过程中琼脂会产生脱水现象。因此平板中琼脂容量应至少达到40mL,并放置在加湿培养箱中,以减少脱水。培养基应在经过认证的生物安全柜物安全柜(BSC)中打开。 许多实验室出于安全考虑不使用平板培养基,但该书认为平板培养基利大于弊。


与平板培养基相比,螺帽琼脂管更易储存、所需空间更少、操作更方便且脱水率更低。 大多数实验室工作人员认为在试管中处理培养物危险性更小 。但螺帽琼脂管的 缺点也较多,包括分离菌落的能力差、培养表面积少、促进厌氧菌生长这些都阻碍了其在实验室的常规使用 。如果使用培养管,则应选择尽可能大的型号,以提供足够的表面积。接种后,试管应水平放置1~2h,让样本被琼脂表面充分吸收.防止样本沉淀在试管底部。


室温(最好是30℃)孵育21~30d,方可报告阴性。在培养箱中放置装水的敞口盘,可以使相对湿度在40%~50%之间。.培养期间每周至少检查3次。


如前文所述, 一些临床样本可能被细菌或(和)快速生长的真菌污染 ,因此培养基中需要加入抗真菌和抗细菌药物。传统方案中,培养基里分别添加0.5mgmL的放线菌酮和16 μg/mL的氯霉素来抑制污染真菌和细菌的生长。然而,联合使用5g/mL庆大霉素和16mg/ml.氨霉素,对细菌的抑制效果更好。还可使用5mg/mL的环内沙星。


含或不含抗细菌药物的培养基均可添加放线菌酮。但一组培养基中若包含有放线菌酮的培养基,那么也应包含一种不含放线菌酮的培养基。很多致病真菌可被放线菌酮部分或完全抑制,如隐球菌属、克柔念珠菌等其他念珠菌、毛孢子菌属、波氏假阿利什霉和曲霉属。



鉴定方法



直接镜检


对样本进行直接镜检已应用临床多年,其重要性依然无可替代。因为临床微生物实验室的使命是提供快速和准确的诊断,而依靠直接镜检(特别是结合革兰染色),真菌实验室在许多情况下可以满足临床需求。微生物工作人员应熟悉临床样本中常见真菌的特征,并通过各类染色加以识别。直接镜检通常可以为患者真菌感染提供最早期的微生物证据,并指导选择适当的培养基来分离目标病原菌。表58.5列举了目前临床样本直接镜检的方法,表58.6总结了每种真菌的显微特征。图58.4展示了临床样本中常见真菌的镜下图片。




真菌临床样本的直接镜检方法


真菌临床样本直接镜检的形态特征



对于皮肤样本,传统推荐使用氢氧化钾压片进行直接镜检( 以前也确实是这样做的,指甲的话是用KOH泡很久才看 )。 钙荧光白(CW)(操作程序58.1)和乳酸酚棉蓝(LPCB)可特异性地结合真菌细胞壁中的多糖、几丁质和纤维素。此外,LPCB含有乳酸和苯酚,前者有助于保存真菌结构,后者具有灭菌作用。用上述方法制备的玻片样本可分别使用荧光CW)和亮视野显微镜进行观察。


钙荧光白-氢氧化钾染色


[方法]


1.载玻片中央滴一滴钙荧光白(CW)试剂和一滴10%氢氧化钾(KOH)甘油。


2.取部分样本加入CW-KOH溶液中,加盖玻片。


3.如有必要,用铅笔的橡皮擦端轻压盖玻片,将样本压碎。静置5min。如果样本裂解不充分,重复此步骤。


4.使用荧光显微镜,在400--500nm激发滤光片和500~520nm阻挡滤片下观察。先在10x低倍镜下扫描全片,寻找荧光信号。再在40x高倍镜下确认是否存在真菌及判断为何种真菌。


[试剂]


KOH试剂:10gKOH,10mL甘油,80mL蒸馏水。


CW试剂:0.05gCW,0.02g伊文思蓝,50mL蒸馏水。


钙荧光白是一种工业用纺织增白剂,它可非特异地结合真菌细胞壁中的几丁质等成分,在激发波长440nm的条件下,产生蓝白色荧光。由于CW是非特异性染色,镜下真菌形态学的观察与鉴定至关重要。KOH的作用是溶解人体细胞成分,从而使真菌更容易被观察到。


[局限性】荧光信号的解读非常重要,因为棉花纤维或肿瘤患者的某些组织成分也会引起非特异性荧光。


血清学检测


对于真菌感染的诊断,分子诊断学最终可能取代血清学检测。血清学检测直接应用于患者样本的表现目前缺乏标准化,且对大多数真菌没有商品化试剂盒。然而,血清学检测对于具有某些特定真菌的侵袭性感染有诊断作用,如隐球菌、球

孢子菌、芽生菌、组织胞浆菌和曲霉。


抗体检测已被证实有临床价值,但不适用于免疫功能低下的患者,因为他们无法产生足够的体液免疫反应。 真菌感染治疗过程中需要监测急性和恢复期的抗体滴度,免疫扩散技术是一种简单、经济的方法。 虽然它特异性可达100%,但敏感性相对较差,不适合作为筛选工具。 此方法需要感染2~3周后才能得到阳性结果

酶联免疫方法对于抗体和抗原检测均适用。但此方法在免疫功能低下的患者,特别是在感染的早期,常为阴性。床旁(point-of-care,POC)检测采用胶体金方法,可提高真菌感染的诊断效率,特别是在实验室资源有限的发展中国家。 POC设备价格便宜且便于携带,检测迅速、重复性高,同时具有较高的敏感性和特异性。毫无疑问,POC设备的发展将有助于监测和检测真菌抗体。


(1.3)-B-D-葡聚糖检测


(1,3)-B-D-葡聚糖是一种存在于某些真菌细胞壁上的多糖,在侵袭性真菌感染患者的血液中可被检测到。 虽然它在真菌脑膜炎的诊断和监测中证实有效 ,但其 检测灵敏度和特异性的差异,以及缺少对患者血液中用于判断真菌感染的界值的确定,说明关于该检测方法还有待进一步研究。


分子生物学方法


表型和生化鉴定方法用于鉴定真菌病原体都非常耗时。全身性真菌病死亡相关的关键危险因素之一是诊断时间,这使得分子检测成为实验室的理想方法。除了诊断外,侵袭性念珠菌和隐球菌的耐药性也有所增加,这就需要开发新的检测方法来检测耐药性。理想情况下,用于临床样本中分子直接杂交试验或扩增试验组中真菌的特异性引物应包括已知的最常见的免疫功能低下患者的致病真菌(包括双相真菌和肺孢子菌等)。目前的文献包含了所有主要的人类真菌病原体的资料,描述了种和菌株水平的特异性引物和探针,但没有可用于临床的商品化试剂盒。测序技术是鉴定真菌病原体的有效工具,并已经发展出了商业化诊断试剂盒,如MicroSEOD2 rDNA真菌测序试剂盒(美国赛默飞)。DNA测序技术,包括全基因组测序,投资巨大且需要专业知识,目前仍然局限于研究和参考实验室使用。


目前,还有其他一些FDA批准的分子诊断检测方法,包括扩增和杂交技术。这些检测方法主要集中于念珠菌、隐球菌、曲霉和全身性双相真菌的鉴定。


基质辅助激光解吸电离质谱法


基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(Matrix-assistedlaser desorption ionization time-of-flight mass spectrometryMALDI-TOF MS)是一种生物物理方法,可显著减少真菌鉴定的时间。这种技术的主要缺点是只适用于纯培养物,这就增加了数天或数周的样品制备过程。真菌的蛋白质谱也因环境和培养条件的不同而有很大差异,这使得鉴定中分析过程的标准化非常困难。真菌病原体的载量很低时,如血液和其他体液中的酵母菌往往载量很少,MALDI-TOFMS无法直接检测。此外,蛋白质和血红蛋白易干扰光谱分析,从而影响鉴定结果。 应用MALDI-TOFMS直接诊断全身性真菌感染,还需要进一步的临床研究。


真菌鉴定一般思路



酵母菌鉴定的一般思路


大多数情况下,酵母菌鉴定是通过使用不同的培养基和测试组合来完成的(图58.5)。


传统的酵母菌鉴定方法。人工操作、商品试剂盒和板条已被蛋白质组学和基因组学方法所取代。


识别因素和技术包括以下几点:


  • 菌落形态特征。


  • 镜检形态特征。


  • 生理学研究。


  • 显色培养基(推测菌种鉴定)。


  • 商品化酵母菌快速鉴定试剂盒。


  • 基于核酸的方法(直接杂交或扩增方法)


  • 基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOFMS


酵母菌菌落有多种特征,呈现不同的颜色、形状和质地。显色培养基或联合快速检测试剂盒可初步区分某些致病酵母菌。 当上述方法不能识别待测病原体时,可给出假定鉴定结果,且必须结合菌落和镜下形态特征及感染部位(即临床样本)。 湿片检查和乳酸酚棉蓝染色能更好地观察真菌产孢结构。有性和无性特征都非常重要。菌落和镜下特征相结合往往可以鉴定到属水平。当怀疑隐球菌时,印度墨汁染色非常有效。由于碳源和氮源的差异是区分酵母菌的关键,许多自动化和半自动化的商业系统已经设计了同化和发酵测试。这些补充方法利用有限的特征进一步帮助鉴定酵母菌。


临床微生物实验室过去的理念是,即使病原体在种水平上鉴定错误,但只要完成了药敏试验,患者的治疗将不受影响 这是存在问题的,因为种水平的鉴定结果会影响细菌和真菌感染时最低抑菌浓度和治疗折点的确定 。棘白菌素、氟康唑、伏立康唑耐药率的上升会导致治疗失败,因此需要进行准确的病原菌鉴定和药敏试验结果。相比传统的生化方法分子诊断技术、蛋白质组学和基因组学,已被证实可以更准确和可靠地鉴定酵母菌。但是, 目前这些方法在临床实验室的常规使用受到标准化和需扩充现有数据库的问题的限制。


丝状真菌鉴定的一般思路


丝状真菌也可以通过各种试验的组合进行鉴定(图58.6)。


临床样本中丝状真菌鉴定的传统方法。有些霉菌可用蛋白质组学和基因组学方法鉴定








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