显色培养基的发展十年

（—）介绍

过去25年，显色培养基在临床获得了广泛的应用。过去10年，显色培养基的检测范围不断扩大，已包括铜绿假单胞菌、B族链球菌、艰难梭菌、弯曲菌、小肠结肠炎耶尔森菌以及一些耐药菌等。

显色培养基检测目标菌，是基于它们的酶活性。然而，这些酶活性并非100%菌种特异性的，因此还需使用酶底物作为代谢物以及选用选择因子。

大部分的显色培养基同时有选择和鉴别功能，能抑制无关菌群。它使得目标菌产生特别颜色，从而减少了待检菌的数量。它减少了劳动量，减少了试剂的使用，所需使用的生化试剂和血清学试剂更少。它能快速确证病原菌，减少了出报告的总花费时间。因为致病菌菌落带有颜色，比较显著，而不会被漏检，因而改善了的检出率。

（二）病原菌的检测

临床用于致病菌检测的显色培养基已有不少种，和传统培养基相比，显色培养基需要更少的验证试验，尤其对于那些近似目标菌的伴生菌。显色培养基的鉴别能力还体现在念珠菌显色培养基上。和传统的沙氏氯霉素平板相比，念珠菌显色琼脂可以鉴别不同种的念珠菌，而且还有助于耐药念珠菌的检测。

志贺菌产生的酶较少，因而限制了显色培养基的开发。然而，现在已发现所有志贺菌物种都合成β-核糖苷酶（ribosidase），可作为显色培养基开发的基础。

产志贺毒素大肠杆菌（STEC）受到临床的重视。但一些STEC的血清型菌种发酵山梨醇，因而限制了山梨醇麦康凯琼脂的临床应用。

从粪便中分离小肠结肠炎耶尔森菌，常用CIN琼脂，它是基于该致病菌以甘露醇发酵为基础。但CIN琼脂的局限是，一些其他肠杆菌科也能生长和发酵甘露醇。而显色培养基则能提高特异性。

图.HiMedia的小肠结肠炎耶尔森菌显色培养基，货号M2025（需添加剂FD034）

不动杆菌，尤其是鲍曼不动杆菌，是重要的院内病原体。对碳青霉烯类抗生素有耐药性的不动杆菌已引起了广泛关注，因为这些耐药菌非常难以治疗。曾有人评估不动杆菌显色培养基的灵敏度和特异性分别为91.7％和89.6％。

图.HiMedia不动杆菌显色培养基，货号M1938（需添加剂FD271）

（三）实验室自动化对显色培养基应用的影响

过去10年，临床实验室的显著变化是引入了MALDI-TOF质谱用于快速准确的鉴定微生物物种。但对于诊断来说，先行培养仍然是大部分MALDI-TOF的先决条件。MALDI-TOF只是显色培养基的辅助手段。由于没有哪个显色培养基能保证的特异性，因而需要进一步的菌种鉴定。

MALDI-TOF的主要好处是将病原菌的鉴定时间减少到1个小时以内，并降低了鉴定的成本。MALDI-TOF质谱能弥补一些培养基特异性缺乏的问题，但不能解决培养基灵敏度的问题。

实验室自动化涵盖了样本的平板接种、菌落自动计数和分析。数字自动成像软件可以观察到菌落颜色像素的差异。显色培养基特别适合数字自动化。可以在软件上设定颜色阈限，以区分出目标菌。其他有好几项研究也发现，数字成像可以弥补一开始人为读数的漏检。

（四）显色培养基和分子诊断方法的比较

PCR、生物芯片和全基因组测序在临床诊断实验室已获得了应用。它们和传统培养法一起，同样存在方法上的利弊。个考虑因素是灵敏度。有研究发现，PCR和显色培养基培养法对于筛查艰难梭菌和万古霉素耐药的肠球菌具有

同等的灵敏度。然而，艰难梭菌培养后还需对毒素基因进行证实，而PCR的好处是一次即可同时完成。对于无乳链球菌，有报道说PCR法比显色培养基法更灵敏，但在肉汤增菌后，两种方法的灵敏度则没有区别。另有研究显示，对于MRSA的检测，如果有增菌这一步或者孵育时间达到48h，显色培养基的灵敏度是不亚于PCR的。

对于胃肠炎，传统诊断比较费事，需要培养（包括肉汤增菌）、镜下观察和免疫方法检测。对于一些病原菌如STEC，分子诊断比培养法更有优势。有人对13974个粪便样本进行检验，发现除了沙门氏菌之外，其他如空肠弯曲菌、志贺菌等，多重PCR法比传统培养法更有优势。有些商品化的平台还可自动完成核酸提取、逆转录和扩增、分析，可在1小时内检测22种病原体。

PCR结果可在几小时内出来，而培养法要在18h-48h后。但PCR比培养法的价格要高。对耐药菌和耐药基因同时检测时，应进行方法互补。如果PCR法发现了耐药基因，则通过培养法检出耐药菌，并对该菌种并进行药敏试验。总之，培养法分离病原体仍然是一种重要方法，它可进行药敏试验，监测感染的爆发，并将感染原因与初源头（如污染的食品）联系起来。

尽管分子方法看上去存在一些优势，但也仍存在些固有不足。如：对药敏试验前需先分离病原菌，这一点PCR法无法实现。PCR的另一个问题是存在新基因和基因变异。例如，一个病原体携带一个耐药新基因，它可能逃避PCR的检测，而它因为表达耐药表型，却能被显色培养基给检出来。

参考文献：

Perry JD. 2017. A decade of development of chromogenic culture media

for clinical microbiology in an era of molecular diagnostics. Clin Microbiol Rev. 30:449–479.

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