BD PHOENIX100全自动微生物鉴定专家系统的临床应用与评价

为了有效控制和治疗传染性疾病，快速和准确获得细菌的药敏结果是非常必要的。近年来，随着计算机的发展及广泛应用，先后出现了许多自动与半自动细菌鉴定与药敏系统，PHOENIX即为其中之一。由于药敏结果的可靠性直接关系到临床的治疗效果，但是对体外药敏试验的结果下解释，需要掌握多方面知识：如细菌的耐药机理及对应的表型，细菌的天然耐药性，细菌群体中的最低抑菌浓度（MIC）分布，药物的化学结构及作用方式，体液及组织中药物代谢动力学，体外测试结果与治疗效果的关系等，这些都是由少数专家来完成的。于是PHOENIX系统中设置了专家系统对药敏结果进行审核分析和解释。
    1  什么是专家系统
      专家系统是根据抗生素的种类、细菌的种类与目前美国临床实验室标准化委员会（NCCLS）及其他出版的数据信息为药敏结果提供推论性的解释说明。专家系统这一名称也是首次出现在美国微生物学会1999年出版的第7版临床微生物手册中。专家系统自动监测PHOENIX药敏结果中的异常表型，并对常见耐药表型机制进行评估和推断，即本身是一个提示，出现专家系统即有提示。
    2  专家系统的组成
    PHOENIX专家系统包括3个等级。
    2.1  一级专家系统  是对报告中极不可能或从未出现过的表型的警告。例如：药敏结果中出现金黄色葡萄球菌耐万古霉素，则是不可能的表现型。到目前为止未见有报道金黄色葡萄球菌耐万古霉素，要求重复鉴定或药敏试验给予证实，否则系统不予通过。
    2.2  二级专家系统  是对报告中罕见表型的提示。例如：如果是洋葱伯克霍德菌对氨基糖苷类抗生素和亚胺培南敏感，则是罕见表型，因为洋葱伯克霍德菌对上述两种抗生素天然耐药，也要求重复鉴定或药敏试验给予证实。
    2.3  三级专家系统  是利用一种耐药表型推断另外一些药物的耐药性或提示药敏结果中的耐药机理。例如：如是肠杆菌对环丙沙星耐药，则对其他喹诺酮抗生素耐药。
    3  专家系统的临床应用
    我们通过用PHOENIX对常规培养分离出的408株细菌进行鉴定和药敏试验，了解其药敏结果出现的专家系统情况，并对结果中出现的一、二级专家系统的解释进行手工纸片扩散布法验证和鉴定试验。
    3.1  408株细菌经PHOENIX100全自动微生物鉴定系统（为美国BD公司产品）的革兰阳性菌鉴定药敏复合板和革兰阴性菌鉴定药敏复合板鉴定结果  见表1，所鉴定细菌均为临床上常见的细菌。表1  PHOENIX对408株细菌鉴定结果注：MSSA：苯唑西林敏感金黄色葡萄球菌；MRSA：耐苯唑西林金黄色葡萄球菌；MSCNS：苯唑西林敏感凝固酶阴性葡萄球菌：MRCNS：耐苯唑西林凝固酶阴性葡萄球菌
    3.2  408株细菌根据细菌的种类不同上相应鉴定药敏复合板――革兰阳性菌鉴定药敏复合板和革兰阴性菌鉴定药敏复合板  出现专家系统的情况（如果1株细菌出现2条或2条以上的专家系统，按最高级的1条计算）见表2，共有245株细菌出现专家系统，约占60%。163株细菌无专家系统推荐，表示该显示的耐药表型符合该细菌已知耐药机制的表达，或目前对该细菌耐药表型还未获得可推荐的规则。表2  408株细菌出现专家系统的情况
    3.3  对一、二级专家系统所提示的内容用纸片扩散法验证药敏试验  所用材料为北京天坛公司产品；验证结果见表3。表3  一、二级专家系统经验证后的情况在一级专家系统中，14次经验证后符合专家系统，出现的原因是多种多样，分布于操作（金黄色葡萄球菌耐万古霉素和无乳链球菌耐青霉素的原因为菌落不纯）、人为的判断（屎肠球菌、鹑鸡肠球菌和铅黄肠球菌的试卡上的生化反应非常接近，只有通过30℃是否有动力和菌落是否有黄色色素才能区分，如果只从概率高低把铅黄肠球菌输入一个对万古霉素敏感的鉴定药敏板，就会获得一级专家系统，为铅黄肠球菌天然耐万古霉素）和仪器因素（大肠埃希菌对一代喹诺酮抗生素萘啶酸敏感，而对二代三代喹诺酮抗生素或环丙沙星结果耐药，纸片扩散法验证药敏试验发现在萘啶酸纸片的周围有耐药菌株）等多方面。5次不符合专家系统的细菌为鲍曼不动杆菌和铜绿假单胞菌对鉴定药敏板中全部抗生素耐药，经验证为全部耐药。
    在二级专家系统中，经验证后82%都符合专家系统，说明大多数细菌的耐药模式在世界范围内是基本相同的，出现专家系统的原因基本上与一级专家系统相同。4次不符合，则说明这4株菌确为罕见表型。
    4  专家系统的意义
    仪器鉴定与药敏受多种因素影响，如菌落不纯，菌悬液浓度不标准，操作时药敏卡暴露于室温过长使部分抗生素受热后效价下降等因素都可使仪器药敏结果不准确。因而很有必要对其结果的可靠程度进行评估，由于临床微生物室的工作人员不可能记忆如此多的信息，而VITEK系统中的专家系统正是为此而设置的，即通过计算机的帮助证实药敏结果。在408株细菌的药敏结果中，共有245株细菌出现专家系统，约占60%。其中一级专家系统和二级专家系统共占39次，经验证后一、二级专家系统中提示正确为仪器药敏错误为78%，这大大提高了药敏结果的准确性。同时在206次三级专家系统中发现，它对目前全世界关注的特殊菌的耐药性进行监测：耐苯唑西林的金黄色葡萄球菌（MRSA）和耐苯唑西林的凝固酶阴性葡萄球菌（MRSCoN）；耐万古霉素的肠球菌（VRE）和高水平耐氨基糖苷类抗生素的肠球菌（HLAR）；产超广谱β-内酰胺酶的大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌等等，以及利用一种耐药表型推断另外一些药物的耐药机理。长期应用，提高了临床微生物室的工作人员对抗生素方面和知识的理论基础。
    当前细菌的耐药性日趋复杂，新的问题不断出现，而且专家系统中的信息多为普遍现象，不能代表个别菌株，所以也不是每个专家系统提示都符合当地耐药谱。而且专家系统是在特定时间和地点指定的药敏规则，是动态的、可变的。例如在一级专家系统中，经验证后5次不符合专家系统为鲍曼不动杆菌和铜绿假单胞菌对药敏板中全部抗生素耐药。通过专家系统提示，经验证后这一矛盾确实存在，就意味着一个新的耐药机制的发现。在多重耐药的鲍曼不动杆菌和铜绿假单胞菌比，MRSA和VRE的问题更为严重，因为前二者中有些克隆株已获得卡巴配能水解酶，这类克隆菌株将耐除粘杆菌素以外的目前所有的抗生素。此类细菌发生爆发流行，结果是相当严重的。
    在21世纪这个信息时代，把世界先进的在临床微生物和抗生素耐药性方面卓有成效的一流专家的经验，编成一条条规则的软件，对细菌的药敏结果进行自动监测，不但提高了工作效率，而且使药敏结果的含金量大大增加。这也是临床微生物在检测手段上一个很大的进步。特别是PHOENIX100内连接的专家系统比PHOENIX100的专家系统发展得更完善。因此，专家系统软件，将在自动与半自动细菌鉴定和药敏系统以及手工纸片扩散法中得到更广泛和更深一步的应用。
   
    作者单位：650032 云南昆明，成都军区昆明总医院检验科
 
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