Микробиология высокого разрешения

АНО «Региональный медицинский центр «Лотос» стал пионером масс-спектрометрии в Приморье. Благодаря недавно приобретенному программно-аппаратному комплексу нового поколения Maldi Biotatyper от компании Bruker здесь стало возможным быстро и точно идентифицировать свыше 2 900 микроорганизмов. Этот современный, быстрый и рентабельный метод произвел настоящую революцию в профессиональной микробиологии. Он выявляет уникальный набор белков исследуемых МО - своеобразный «отпечаток пальца» бактерий. Идентификация происходит в основном по рибосомальным белкам, которые встречаются во всех штаммах простейших одноклеточных.

На симпозиуме по актуальным проблемам медицинской микробиологии, проходившем во Владивостоке в рамках ТМК-2019, руководитель направления по масс-спектрометрии ООО «Хелена РУС» (Москва) Петр Костин рассказал приморским врачам о современных методах идентификации микроорганизмов. Столичный эксперт также провел практическую демонстрацию возможностей масс-спектрометрии на базе лабораторной службы МЦ «Лотос», где с начала этого года успешно работает новый программно-аппаратный комплекс.

 

 

- Именно масс-спектрометрия из всех существующих методов идентификации микроорганизмов является наиболее точной и информативной, - подчеркнул Петр Андреевич. – Это лучшее решение в плане скорости, качества и экономики. Maldi Biotyper включает компактный масс-спектрометр Microflex, который оперативно определяет масс-спектры белков и пептидов микроорганизмов на молекулярном уровне, а уникальное программное обеспечение идентифицирует МО, используя референсную базу данных и содержит почти 3 000 их видов и 8 000 штаммов. Поясню на примере, как все это работает – представьте, что во Владивостоке вы взвесили каждый дом с точностью до грамма. Понятно, вы не найдете ни одного одинакового по массе строения, и вот этот индивидуальный вес и будет точным адресом, математически выверенным и достоверным идентификатором каждого здания. То же самое и с масс-спектрами белков микроорганизмов – они настолько уникальны, что с помощью имеющихся баз данных мы можем четко определить вид и штамм МО.

 

Таким образом, технология, которая появилась во Владивостоке и используется в МЦ «Лотос» представляет собой программно-аппаратный комплекс, который на основе анализа белков выявляет уникальный набор пептидов, а затем надежно и точно распознает конкретный микроорганизм путем сопоставления получаемых масс-спектров белков с обширной базой данных.

 

По словам специалиста, число видов и штаммов МО, используемых в информационном банке Maldi Biotyper, является максимальным среди представленных аппаратов на рынке клинической диагностики. Иными словами, больше нет нигде. Это самая мощная и насыщенная база данных. Причем данное технически сложное решение довольно легко прижилось в клинической диагностической практике благодаря простому и понятному протоколу. По большому счету, сам прибор однокнопочный и адаптирован для пользователей, не имеющих опыта масс-спектрометрии.

 

 

- Для анализа требуется единичная колония бактерий или небольшая аликвота жидкой среды, - пояснил Петр Костин. – На первом этапе лаборант наносит гемокультуру на мишень, которую еще называют чипом, после высыхания она сверху покрывается NCCA-матрицей и загружается в аппарат. Внутри прибора лазер в условиях глубокого вакуума воздействует на 240 точек мишени и выводит на экран монитора график, который сопоставляется с базой данных, а по итогам работы система генерирует подробный отчет с результатами идентификации по каждому образцу. При этом вся процедура занимает всего 10-20 секунд, производительность комплекса – до 400 идентификаций в час. Таким образом, методика очень скоростная, экономическая выгодная и точная. Выявляет микроорганизмы до рода, вида и штамма.

 

Компания Bruker также предлагает дополнительные программные модули, позволяющие решать отдельные клинические задачи. В частности, можно сразу, без высева, идентифицировать смеси культур – ни одна ручная и биохимическая методика на это не способна. Существуют дополнительные базы по мицелиальным грибам, туберкулезным и нетуберкулезным микроорганизмам. Крайне важно, что сегодняшние прорывные технологии позволяют определить факторы антибиотикорезистентности. Это та область применения масс-спектрометрии, о которой очень долго просили наши коллеги. Что касается туберкулезных и нетуберкулезных микобактерий, у производителя сейчас представлена шестая версия базы данных, способная из 204 известных видов идентифицировать 178 с точностью уровня секвенирования. 

 

 

Руководитель направления по масс-спектрометрии добавил, в настоящее время примерно четверть всех современных диагностических технологий в микробиологии посвящены проблеме выявления сепсиса:

 

- Каждый час неправильной или просроченной диагностики увеличивает вероятность смертности от этого коварного заболевания на 7%. Поэтому все стараются очень быстро предоставить хоть какие-то клинически значимые данные в профильные отделения и реанимацию. Здесь промедление в прямом смысле смерти подобно. Bruker представляет алгоритм, способный ускорить данный процесс на сутки-полутора. Это специализированное решение для токсикологических исследований. Особенность в том, что при получении гемокультуры микроорганизм не высеивается, только проходит спецобработку – и вы уже в течение часа можете сообщить врачу-клиницисту, что это за вид. Сепсисный модуль также способен распознавать микс-культуры из жидкой среды высева. Если мы хотим предоставить актуальную информацию по устойчивости к антибиотикам, у производителя есть два решения. Второе находится на стадии регистрации, а модуль для субтипирования микроорганизмов уже доказал свою высокую эффективность. Здесь система автоматически ищет белки, отвечающие за профиль антибиотикорезистентности 15 видов МО. 

 

Таким образом, масс-спектрометр выявляет широкий спектр бактерий, в том числе условно-патогенных. При этом мазки берутся из самых разных участков человеческого тела - конъюнктивы глаза, слизистой носа, зева, женской половой сферы, ушной раковины, кожи, ногтей, прямой кишки, ран, соответственно, позволяют исследовать и выявить большое число возбудителей множества различных патологий.

 

Какие же в итоге преимущества и преференции дает врачам-клиницистам использование Maldi Biotyper?

 

 

- Клинические выгоды работы с масс-спектрометрической идентификацией очевидны, - резюмировал столичный эксперт. – Это максимальное ускорение микробиологического процесса и приближение его к стандарту КДЛ – одним суткам вместо пяти-шести при традиционном методе, клинически значимая видовая, а иногда и межштаммовая идентификация при внутрибольничных инфекциях, быстрое и точное выявление патогена при сепсисе, и, соответственно, снижение смертности за счет оперативной антимикробной эскалации. Плюс экономическая эффективность для ЛПУ – дешевая стоимость исследований и снижение затрат за счет тактики быстрой деэскалации и таргетного применения антибиотиков. Согласно нашим опросам, любая клиника тратит на их приобретение от 20 до 30% бюджета. И если от баклаборатории не поступает адекватного ответа в течение трех-пяти суток, деньги будут уходить огромные. А когда информация приходит на первые сутки, скорректированная тактика лечения сэкономит значительные средства.

 

Масс-спектрометрия – это переход к стандарту микробиологии высокого разрешения, который меняет подход к этиологии заболеваний. Во многих медцентрах, где появился масс-спектрометр, уже через два месяца начинают идентифицировать МО, с которыми никогда не сталкивались раньше. Данный метод в концепции современной баклаборатории занимает сегодня ключевое место. Я искренне рад, что такой программно-аппаратный комплекс появился во Владивостоке. Его приобретение автоматически выводит клинику-обладателя в авангард экспертных микробиологических исследований. Масс-спектрометрия – это высочайшее качество без компромиссов, за которое полностью отвечает лабораторная служба.

После теоретической части всех желающих пригласили на мастер-класс по практическому использованию масс-спектрометра на площадке АНО «Региональный медицинский центр «Лотос». Петр Костин и заведующая клинико-диагностической лабораторией Анастасия Паташенко в реальных условиях службы продемонстрировали коллегам уникальные возможности передового микробиологического оборудования.