蝶恋花,碟练枠——如何看细菌真菌培养皿

宁永忠  北京大学第三医院

    按:枠,音桦(四声),是日本汉字。本义:框架、圈子、范围、限度。看平皿生长,需要确定哪个菌鉴定、哪个不鉴定,正好契合该字含义。花絮:开京港会,在旁边万达广场一楼看见一个眼镜店。品牌是“枠”。饶是学生我饱(chun)读(cui)诗(pian)书(ren),也不认识啊!( ⊙ o ⊙ )啊!赶紧恶补!正好用在看碟子这里!(*^__^*) 嘻嘻……

    微生物学组的常规工作要看培养基生长情况。英语临床微生物学领域对此有一个名称,叫平皿阅读(plate reading)[1]——就是对平皿生长的解释。这是临床细菌学、真菌学的基础工作,天天都在进行。阅读平皿是一个承前启后的过程,前面是标本,后面是进一步检测、报告,彼此钩挂连横,需要通盘考量,反馈调整。

    一、阅读平皿的前提

    前提是标本和临床信息。所以在阅读之前,要核对二者。包括:姓名等个体信息、年龄性别、病房、诊断、抗生素使用、标本六点。标本本身最重要。

    1.姓名、病历号等:这些是患者的个体信息。细菌学真菌学工作与检验医学其他分支的不同之一是,要记忆人名。通过记忆人名来记忆之前患者的细菌学真菌学信息。当然完全记住很难。有个大致的印象即可。现在HIS和LIS很发达,有了大致印象,在信息系统找到精确对应。由此同一患者同一标本近期的涂片、生长关联标本的信息等,乃至临床信息和其他实验室信息都会一目了然。

    2.年龄性别:这是患者与疾病相关联的自然生物属性。和感染有一定关联。儿科、妇产科的病原谱、感染特征同其他情况各不相同,看平皿前需要有所了解。

    3.病房也很重要。比如ICU病房,它是患者疾病严重程度的一个标志。门诊、入住普通病房、入住ICU是疾病严重程度的简单分层。很多分离株的处置,对ICU和非ICU是不同的。

    4.诊断:这是关键信息。检查单/LIS中必须有诊断。没有的话可以通过医务处、信息中心进行解决。诊断栏目有信息时,要区分感染性疾病诊断和非感染性疾病诊断。比如尿液培养,如果诊断写尿路出血、尿异常等,这在严格意义上,是不合适的。接标本环节应该厘清。再如咳痰标本,如果诊断是肺炎、AECOPD、AECB、CF、支扩感染等感染相关诊断,则正确。其他诊断则没有咳痰培养的适应征,接标本环节同样应该厘清。比如实际工作我们遇到过心肌梗塞、心功能衰竭等。

    5.抗生素使用:检查申请单必须有抗生素信息。是否使用,化学通用名称等。使用抗生素时,阳性率会下降,相应平皿阅读的判断标准也应该有所调整。

    6.标本:首先明确标本的性质、看标本接收处置环节是否存在错误。标本性质是最关键信息,要和诊断相呼应。而上游标本处置环节如果有错误,要及时反馈调整。比如是否没有接种合适的平皿,接种方式是否正确,放置培养箱是否正确,不同操作人员是否统一,编号是否错误,培养基和检查申请单的对应是否有误等。之后按不同标本各自的流程,进行平皿阅读。比如肺组织需要研磨(怀疑毛霉不能研磨,需要剪开)定量培养、BALF需要离心或不离心后定量培养、咳痰需要质量判断合格后半定量培养、血直接注入血培养瓶上机、清洁中段尿液不离心定量培养等。

    二、平皿阅读

    广义平皿阅读分三步:首先是生长记录,然后是鉴定思路,最后是结果记录和分析[2]。

    1.生长记录:培养时间、不同特征菌落的量和特征描述。

    1.1 培养时间要记录,尤其对于血培养、真菌培养、厌氧菌培养等。血培养的培养时间和阳性报警时间紧密相联,要非常明确,并分别记录。何时报警,何时涂片报告,何时传代,传代后24hr生长如何等,要一一记录。真菌培养的特点是周期长,24-48hr看一次平皿。如果不记录时间,则生长信息会交叉混乱。厌氧菌类似。厌氧菌培养是国内细菌室的短板。很多实验室名义上可以做厌氧菌培养,实际能力差强人意。通过检查单记录、平皿阅读即可见一斑。

    需要注意的是时间的完整性。比如咳痰培养,24hr见到肺炎克雷伯菌,进行后续处理。原始平皿72hr是否需要再看?这是实际工作的盲区。理论上讲需要再看,实际上耗时很多,难以落实。

    另外需要注意的是,是否有来自医生的特殊要求。比如咳痰,如果医生注明关注奴卡菌,则培养时间要延长到至少1周。

    1.2 菌落特征:这是临床细菌学、真菌学平皿阅读的关键。对菌落有超过10个以上的角度进行衡量,诸如大小、边缘、颜色、凹凸扁平、表明光滑粗糙、透明度、溶血、气味、干湿、移动等,阅读者要在阅读之前,对常见菌种和关注菌种应有所了解[3]。注意区分假菌落(精液/积液的油滴、标本中的蛋白或黏液颗粒、培养基表面凹坑、划线时划起的琼脂碎屑等)。

    1.3 量:首先要明确是否需要定量,是半定量还是定量。血培养传代后,不需要定量(量是对原始标本微生物浓度的记录,血培养传代后培养,生长量与原始标本无关)。血管内插管、支气管肺泡灌洗液BALF、尿液标本需要定量。组织标本国际上是称重定量,国内一般做不到。其他标本需要半定量。三区划线、密涂的目的之一就是判断生长量。如果标本处置环节没有按相应标本要求进行接种,则需要反馈调整。比如尿液标本,应该定量,而进行了半定量,则是错误。定量、半定量的规则见相关书籍。如果只有1个菌落生长,并且在1区,多数时候是可以按污染处理的。当然极其重要的标本,如脑脊液,1个菌落也要充分重视。要与临床沟通。1个菌落不在1区,尤其在划线之外者,几乎都是污染。

    1.4 血培养有多种分离株时,彼此的构成比要记录一下。

    2.鉴定思路

    2.1 鉴定思路的前提是判断临床意义。有意义则进行下一步鉴定。没有意义则完成记录即可。

    比如咳痰中的甲型溶血链球菌,有多种不同分离株的情况下,都是按定植菌处理。记录即可,不必鉴定。而BALF中,如果甲链是纯生长,而且浓度>104CFU/ml,则需要鉴定、药敏。而血液中的甲链,则依赖于临床诊断。如果临床除外感染性心内膜炎IE,则是污染的概率高于感染。如果临床诊断就是IE,那甲链几乎都是病原。甲链是自体瓣膜(非人工瓣膜)非吸毒患者IE的最常见病原,构成比占到三分之二强。此时分离,必须鉴定、药敏。

    这么理解很容易,举例也很简单。现实可操作性却不好,临床意义判断是临床细菌学、真菌学工作的最难点之一。

    针对该难点,首先要知道不同临床诊断和不同标本下的病原谱。比如CAP和HAP不同;肺炎和AECOPD也不同[4,5]。第二要看严重程度和患者免疫力。严重病情、免疫力低下则病原谱会扩大。第三菌种毒性。第四看生长情况,比如量、与正常菌群的比对。第五与相同标本的涂片结果相结合。第六看相关标本的生长情况,如咳痰同时关注胸水等。[6]这6点容易吗?病原谱没有公认文献,细节彼此不同;患者状态除非一一核实,否则实验室难以知晓;条件致病菌毒性很难判断;生长情况和标本留取、送检、处理密切相关,不能把所见绝对化。这4点本身很难,而实际工作情况是,判断时往往不知道菌种。也许第二天鉴定出来,和前一天的推测完全不一致(这当然概率不大,取决于工作经验和快速技术手段),那前一天的判断也许完全没有意义。此外还要考虑抗生素使用等可能有些不太确定的信息。

    需要强调的细节有三。

    其一,比如咳痰标本,可能病原PP与正常菌群NF生长的对比非常重要。PP3+~4+,NF-~1+,则PP有意义的概率高。反之,则有意义的概率低,此时一些菌种甚至可以不必鉴定、药敏。由此,对于体表分泌物、粪便等培养,正常菌群的描述、判断都很重要。现实存在的问题是,要么不报告正常菌群,要么不报告生长的量,这样是错误的[7,8]。

    其二,分离株的连续性。比如患者连续3天送检咳痰。第一天金葡4+,没报革兰阴性菌。第二天肺克4+,完全没有金葡。这样的结果会让临床莫衷一是。所以看平皿一要记忆患者姓名(要检查查LIS记录),二要保持前后连续。剧烈变化,要寻找原因(临床自身、实验室内部[比如不同操作者平皿阅读之间的差异])。反复剧烈变化而不明原因,实验室结果可信性会大幅度下降。

    其三,不要随意判定为污染。比如脑脊液出杰氏棒杆菌。不能单纯根据临床指标正常或涂片未见菌体就断定为污染。一方面少数患者有感染但临床表现不典型;另一方面涂片灵敏度低,见到菌体可以佐证,未见却不能否定。判断污染的过程是复杂的综合性过程,不要人为简化轻易得出结论。

    2.2 鉴定思路和操作

    对于需要鉴定的菌落,要在检查单上写明需要进一步进行的试验项目。比如革兰阳性球菌怀疑肠球菌,则记录触酶、PYR试验、apiStrept或VITEK GP等。一般药敏试验同时进行,则需要写明药敏培养基、抗生素选择、仪器卡片信息等。

    操作环节注意实验要求、质量控制等,可以精益求精。操作环节需要知道两个细节。国际上规范的实验室都是传代后鉴定,一般不从原始培养基上挑取菌落鉴定。这样的优点是更准,不易污染;缺点是多了24hr传代时间。目前国内是否按国际进行调整,笔者建议暂按现状运行。因为一绝大多数原始平皿菌落的鉴定结果可靠;二质谱技术在彻底改变鉴定流程,等质谱普及后,自然会形成新的规范。

    另外,国际上进行鉴定、药敏后,相应剩余的菌悬液要传代到血平皿上,第二天看是否纯生长。不纯的话,之前相应试验宣告失败。待分纯后重新试验。

    3.结果记录和分析

    当天记录快速实验结果。第二天或规定观察时间记录相应实验结果。综合性试验记录综合性结果,比如卡片鉴定,记录菌种、鉴定百分比等。单一实验记录阴阳性、或其他特征。比如药敏试验,记录MIC或直径、耐药性定性、特殊耐药性等。

    记录要真实、全面、细致。不要遗漏和改动。原则而言,“看到什么,记录什么,报告什么”。当然,为规避法律风险等可以轻微调整,但不能陷入主观,或违背专业原则。

    需要强调的是鉴定百分比。鉴定百分比不应该出现在最终临床报告上,但原始记录单上要有记录,以备核查。

    结果分析:菌种、药敏信息出来后,向前要反馈分析之前的思路是否正确,原始培养基生长是否有新情况。向后要看患者综合信息,分级判断结果的临床意义[9]。

    图示:检查单记录信息

    尿液培养:

    观察到:革兰阴性杆菌(中国蓝平皿蓝色菌落,大,湿润水滴样)纯生长,浓度105CFU/ml。

    鉴定思路:VITEK 2C GN+AST GN09+手工药敏(MH琼脂,米诺环素、厄他培南、头孢哌酮舒巴坦等)


    结果:大肠埃希菌(鉴定百分比99%),药敏结果…,特殊耐药性(如ESBLs、CRE)


    报告:大肠埃希菌:浓度(略)、药敏(略)和特殊耐药性(略),结果评述和解释。

    咳痰培养:
    
    观察到:革兰阴性杆菌(中国蓝平皿红色菌落,大,边缘不整齐,划线生长,生姜气味,金属光泽)4+,甲链2+,凝固酶阴性葡萄球菌1+


    鉴定思路:对革兰阴性杆菌:氧化酶+VITEK 2C GN+AST GN09+手工药敏(MH琼脂,多粘菌素、头孢哌酮舒巴坦等)


    结果:氧化酶+,铜绿假单胞菌(鉴定百分比99%),药敏结果…,特殊耐药性(如CRPA)


    报告:甲链2+,凝固酶阴性葡萄球菌1+,铜绿假单胞菌:4+、药敏(略)和特殊耐药性(略)。质量判断结果。结果评述和解释。

    4.统一性

    整个实验室中流程,包括标本处置、平皿阅读,要强调:实验室内部(尤其是不同操作者之间)要一致、同类标本结果的前后要一致、分析中和分析后要一致。

    4.1 实验室内部一致:有一些检查流程没有国际标准,不同实验室可以不一致。但需要在实验室内保持一致,并将可能影响结果的情况告知临床,取得临床和实验室的共识。不同操作者间要保持一致,否则结果波动很大,不可信。

    4.2 同类标本结果的前后一致:首先有明确的SOP文件,其次是统一施行。在此前提下,近期连续送检标本的分离株,绝大多数的菌种、量是前后一致的。不一致一定要找到原因。很多不一致的情况,必然存在错误或盲区。

    4.3 分析中和分析后一致:临床实验室是为临床诊断、治疗服务的。实验室结果要尽可能和患者病情相吻合、逻辑上尽量没有矛盾、和医生判断要尽量一致。比如分析中认为没有意义的分离株(因而没有鉴定、药敏),分析后认为意义很大,就出现了不一致的状况。

    5.危急值与临床沟通

    脑脊液培养、血液培养等见到菌落,是微生物学实验室的危急值。完成革兰染色后要及时汇报临床、完成记录。其他标本遇到可疑之处,或者觉得需要沟通的地方,也要及时与临床取得联系。 

    三、阅读后的报告和应用

    报告时把相应检查结果按规范方式录入LIS,进而传输到HIS中。此时注意再一次综合判断结果的价值,是否有矛盾、错误之处,把分析中环节的错误消灭在实验室内。

    分析后环节是检查结果在临床的应用环节。既包括结果的临床解释,也包括临床会诊对患者进行综合判断。此时仍然要综合判断报告的价值,是否有矛盾、错误之处。由此判断出分析中环节(包括平皿阅读)出现了矛盾、错误,是很遗憾的事情,甚至可能是医疗事故。此时对于错误真假、大小、有无已经发生的直接不良影响要仔细分析。

    1.真假:很多所谓的错误,并非真正的错误。比如患者没有肺炎,不考虑下呼吸道感染,送检咳痰培养。分离出肺炎克雷伯菌3+。此时的肺克是定植。如果临床认为是错误,则不是真正的错误。要向临床进行充分的解释工作(此时如果细究,实验室的错误应该是没有适应征情况下,没有执行拒收。本来连培养都不必进行的)。再如,患者用了敏感药物没有好转,或者耐药药物却治愈。临床认为报告错误。实际则可能分离株是定植(非常常见);是感染时,90-60规则告诉我们,敏感不必然成功,耐药不必然失败[10]。

    2.大小:真的错误,要判断错误大小。比如正常菌群半定量记录没有报告,这类错误不太大,影响有限。而BALF没有定量,则是比较大的错误。再如同一份标本分割送检(这种情况实际中有。当然这么做首先是临床错误,除了血培养可以分割标本外,其他标本一般都是一天1次,分割后多次送检本身是不合适的),结果彼此完全不同,也是较大的错误。而确定病原后,药敏试验错误,把本身耐药的药物报告为敏感,临床又使用了该药物导致疗程(可能)延长,这是公认的极端重要错误(very major error)。大的错误,要审慎处理。

    3.直接不良影响:如果没有发生,那错误尚可挽回。如果已经发生,则要依据医务处、院方等管理部门的判断,进行处置。相应技术漏洞需要弥补,以防止后续再错。

    平皿阅读是临床微生物学常规工作内容之一。因为不够“高大上”,一些从业者可能认为非常不重要。而就专业而言,这是必须做好的基础工作,是临床诊治、专业科研与教学的基础。国内实际情况非常不乐观。可以说部分实验室该环节非常混乱。笔者通过本文,试图对此进行分析、厘清,希望能对专业工作有所裨益。期待您的反馈!

    参考文献
    [1]Connie R. Mahon, Donald C. Lehman, George Manuselis. Textbook of Diagnostic Microbiology. 4th ed. W. B. Saunders Company. 2011: 171.
    [2]蔡文诚,蔡岳廷. 实用临床微生物诊断学. 10版. 台北:九州图书文物有限公司:147-185.
    [3]王辉,任健康,王明贵. 临床微生物学检验,北京:人民卫生出版社,2015: 51-54.
    [4]中华医学会 新版CAP指南
    [5]Baron EJ, Miller JM, Weinstein MP, et al. A Guide to Utilization of the Microbiology Laboratory for Diagnosis of Infectious Diseases: 2013 Recommendations by the Infectious Diseases Society of America (IDSA) and the American Society for Microbiology (ASM) [J]. Clin Infect Dis. 2013, 57(4):e22-e121. PMID: 23845951
    [6]宁永忠,王启斌. 痰细菌培养与肺炎[J]. 中华医学杂志, 2015, 
    [7]Henry. D. Isenberg et al. Clinical Microbiology Procedure Handbook. ASM press, 2007:3.11.2.9.
    [8]宁永忠,李明,严岩. 感染性疾病的微生物学. 北京:化学工业出版社,2013:87-136
    [9]宁永忠. 细菌性感染性疾病的诊断分级[J]. 中华传染病杂志,2015,33(1):49-52.
    [10]宁永忠. 感染性疾病的理念,北京:化学工业出版社,2014: 5-10.

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(责任编辑:陈雪礼)

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