Микроорганизмы: способы обнаружения
Принцип лабораторной диагностики любой инфекции состоит в определении прямыми или косвенными методами ее возбудителя (вируса, бактерии, гриба или простейшего) в тканях, биологических жидкостях или выделениях больного.
Лаборатории клинической микробиологии занимаются не только диагностикой инфекций, но и определением чувствительности возбудителей к антибиотикам.
Основными микробиологическими методами остаются микроскопия, посев и выделение возбудителя в культуре клеток. Идентификация возбудителей проводится по фенотипическим признакам: бактерий - по способности ферментировать сахара, вирусов - по характеру цитопатического действия, грибов и простейших - по морфологии. Эти методы надежны, но обычно занимают много времени.
На смену традиционным микробиологическим методам приходят новые, основанные на использовании высокочувствительных компьютеризированных аналитических систем.
Биологические сигналы. Под биологическим сигналом понимают любое вещество, которое отличимо от других присутствующих в той же среде веществ. Подобно электрическим сигналам, биологический сигнал должен быть выделен из шума и преобразован таким образом, чтобы его можно было воспринять и оценить. Такими сигналами являются структурные компоненты бактерий, грибов и вирусов; специфические антигены; конечные продукты метаболизма микроорганизмов; уникальные нуклеотидные последовательности ДНК и РНК; поверхностные полисахариды, ферменты, токсины и другие белки.
Системы обнаружения. Чтобы уловить сигнал и выделить его из шума, необходима система обнаружения. Такой системой является и глаз исследователя, проводящего микроскопию, и газо-жидкостный хроматограф. Понятно, что разные системы резко отличаются друг от друга по своей чувствительности. Однако система обнаружения должна быть не только чувствительной, но и специфичной, то есть выделять слабые сигналы из шума. В клинической микробиологии широко используются иммунофлюоресценция, колориметрия, фотометрия, хемилюминесцентные олигонуклеотидные зонды, нефелометрия и оценка цитопатического действия вируса в культуре клеток.
Усиление сигнала. Усиление позволяет уловить даже слабые сигналы. Самый распространенный способ усиления сигнала в микробиологии - культивирование , в результате которого на плотных питательных средах каждая бактерия образует отдельную колонию, а в жидких - взвесь одинаковых бактерий. Для культивирования требуется всего лишь создать микроорганизмам подходящие условия для роста, однако оно занимает много времени. Значительно меньше времени требуют ПЦР и лигазная цепная реакция, позволяющие идентифицировать ДНК и РНК, электронное усиление (например, в газо-жидкостной хроматографии), ИФА , концентрирование и разделение антигенов или антител путем иммуносорбции и иммуноаффинной хроматографии, гель-фильтрация и ультрацентрифугирование. В арсенале исследовательских лабораторий имеется множество методов обнаружения и усиления биологических сигналов, но далеко не все из них доказали свою пригодность для клинической микробиологии.
