第六節 自動化技術在微生物檢驗中的應用
微生物鑒定的自動化技術近十幾年得到了快速發展。數碼分類技術集數學、計算機、信息及自動化分析為一體，采用商品化和標準化的配套鑒定和抗菌藥物敏感試驗卡或條板，可快速準確地對臨床數百種常見分離菌進行自動分析鑒定和藥敏試驗。目前自動化微生物鑒定和藥敏分析系統已在世界范圍內臨床實驗室中廣泛應用。本節簡要介紹有關情況。
一、微生物數碼鑒定法
早在七十年代中期，一些國外公司就研究出借助生物信息編碼鑒定細菌的新方法。這些技術的應用，為醫學微生物檢驗工作提供了一個簡便、科學的細菌鑒定程序，大大提高了細菌鑒定的準確性。目前，微生物編碼鑒定技術已經得到普遍應用，并早已商品化和形成獨特的不同細菌鑒定系統。如API、Micro-ID、RapID、Enterotube和Minitek等系統。這種鑒定系統是自動化鑒定系統的基礎。
( 一)數碼鑒定法基本原理
數碼鑒定是指通過數學的編碼技術將細菌的生化反應模式轉換成數學模式，給每種細菌的反應模式賦予一組數碼，建立數據庫或編成檢索本。通過對未知菌進行有關生化試驗并將生化反應結果轉換成數字（編碼），查閱檢索本或數據庫，得到細菌名稱。其基本原理是計算并比較數據庫內每個細菌條目對系統中每個生化反應出現的頻率總和。隨著電腦技術的進步，這一過程已變得非常容易。
1．簡要介紹計算步驟：
(1)出現頻率（概率）的計算：將記錄成陽性或陰性結果轉換成出現頻率：①對陽性特征，則除以100即得。②對陰性特征，除以100的商被1減去即可。③說明：對“0”和“100”，因這2個數太超量，為了使結果不出現過小或過大，而用相似值0.01或0.99值代替。
(2)在每一個分類單位中，將所有測定項目的出現頻率相乘，得出總出現頻率。
(3)在每個分類菌群中的所有菌的總出現頻率相加，除以一個分類單位的總出現頻率，乘100，即得鑒定%（%id）
(4)在每個菌群中，再按%id值大小順序重新排列。將未知菌單次總發生頻率除以最典型反應模式單次總發生頻率，得到模式頻率T值，代表個體與總體的近似值。T值越接近1，個體與總體越接近，鑒定價值越大。按%id大小排序，將相鄰兩項的%id之比為R，代表著首選條目與次選條目的差距，差距越大，價值越大。如果%id≥80，參考T及R值可作出鑒定。
2．在編碼檢索本中檢索數據譜得出的結果有以下幾種形式（以API鑒定系統為例）。
(1)有此數碼譜:①有一個或幾個菌名條目及相應的鑒定值（%id和T值）。②對鑒定結果好壞的評價，最佳……等。③用小括號列出關鍵的生化結果及陽性百分率。④有時，鑒定結果不佳或有多條菌名條目,需進一步補充試驗項目才能得出良好的鑒定結果。⑤指出某些注意要點，需用“推測性鑒定”，并將此菌送至參考實驗室；需用“血清學鑒定”，作進一步的證實等。
(2)無此數碼譜：可能有以下原因：①此生化譜太不典型。②不能接受，鑒定值低(%id＜80.0)。③可疑。需進一步確認是否純培養，重新鑒定，可與供應商技術服務部聯系。
3. 結果解釋
(1)如果排序第一的細菌%id≥80.0，則可將未知菌鑒定在此條目中，并按%id值的大小對鑒定的可信度作出評價。%id≥99.9和T≥0.75為最佳的鑒定；%id
99.0~98.9之間，T≥0.5為很好的鑒定；%id 90.0~98.9之間，T≥0.25為好的鑒定；%id
80.0~89.9之間為可接受的鑒定。
(2)如果第一條目的%id＜80.0，則將前2個條目的%id加在一起，若仍不足80.0，則將前3個%id相加。若≥80.0，則有2種可能：①為同種細菌，可能是不同生物型。②為同一菌屬的不同種。
如果相加的幾個條目既不屬于同一細菌種，又不屬于同一細菌屬，在評價中會指出“補充生化反應”的項目及陽性反應率，可通過這些生化反應將幾種菌區分開來。若前3個條目的和＜80.0，則為不可接受的結果。
(二)數碼鑒定在臨床上的應用
國內外已有許多種用于臨床細菌鑒定的數碼鑒定系統，為臨床微生物學實驗室對細菌的鑒定提供了簡便、快速的方法。目前常見微生物鑒定系統見表6-4-3
表6-4-3 目前常見微生物鑒定系統
生產廠商 系統名稱 可鑒定的微生物 孵育時間及條件
ANI 厭氧菌 ４h；需氧
API20A 厭氧菌 2４h；厭氧
API An-IDENT 厭氧菌 ４h；需氧
API Staph（STAPH－Trac） 葡萄球菌、微球菌 2４h
GPI 革蘭陽性球菌和桿菌 2~15h
ID32 Staph 葡萄球菌 24h
API Coryne(Rapid CORYNE) 棒狀桿菌及相關菌 24h
API 20Strep(Rapid STREP) 鏈球菌、腸球菌 ４~24h
API 20E 腸桿菌科、非發酵菌 2４~48h
EPS (Enteric Pathogen Screen） 愛德華菌屬、沙門菌屬、志賀菌屬、耶爾森菌屬 ４~8h
GNI 腸桿菌科、非發酵菌 2~18h
GNI＋ 腸桿菌科、非發酵菌 2~12h
UID／UID-3 尿液來源尿道致病菌 1~13h
YBC 酵母菌 24~48h
API 20C AUX 酵母菌 48~72h
Crystal Anaerobe 厭氧菌 ４h
Crystal E/NF 腸桿菌科、某些革蘭陰性非發酵菌 18~2４h
Crystal Gram Positive 革蘭陽性球菌和桿菌 18~2４h
Crystal MRSA ID MRSA ４h
Crystal Neisserial/Haemophilus 奈瑟菌屬、嗜血桿菌屬、莫拉菌屬、加德納菌屬、其它的苛養菌 ４h
Crystal Rapid Gram Positive 革蘭陽性球菌和桿菌 ４h
Crystal Rapid stool/Enteric 革蘭陰性腸道致病菌 ３h
Enterotube Ⅱ 腸桿菌科 18~24h
ID Tri-Panel 革蘭陰性和陽性菌 16~20h；40~44h
MiniTek 厭氧菌、腸桿菌科、革蘭陽性菌、奈瑟菌屬、非發酵菌、酵母菌 4h（腸桿菌科、奈瑟菌屬）
72h（酵母菌）
Oxi／FermⅡ 革蘭陰性、氧化酶陽性葡萄糖發酵或不發酵菌
24~48h
NEG ID Type2 腸桿菌科、其它的發酵和非發酵菌 15~42h
Pos ID 革蘭陽性球菌和李斯特菌屬 18~48h
Rapid Anaerobe 厭氧菌 4h；需氧
Rapid HNID 奈瑟菌屬、嗜血桿菌屬、卡他莫拉菌、陰道加德納菌 4h
Rapid NEG ID Type2 腸桿菌科、其他的發酵和非發酵菌 2h
Rapid NEG ID Type3 腸桿菌科、其他的發酵和非發酵菌 2.５h
Rapid Pos ID 革蘭陽性球菌和李斯特菌屬 2h
Rapid Yeast ID 酵母菌 4h
Micro-ID 腸桿菌科 4h
RapID ANAⅡ 厭氧菌 4~6h；需氧
RapID CB Plus 棒狀桿菌 4h
RapID NF Plus 非發酵革蘭陰性桿菌 4h
RapID NH 奈瑟菌、嗜血桿菌和其它革蘭陰性細菌 4h；1h(淋球菌)
RapID onE 腸桿菌科和其它氧化酶陰性菌 4h
RapID STR 鏈球菌 4h
RapID Yeast Plus 酵母菌和酵母菌樣菌 4h
AN 厭氧菌 4~16h；需氧
GN Microplate 需氧革蘭陰性桿菌 4~24h
GP Microplate 大多數革蘭陽性球菌和桿菌 4~24h
YT 酵母菌 24~72h
Neisseria Enzyme test 奈瑟菌屬、莫拉菌屬 30min
r/b Enteric Differential System 腸桿菌科 18~24h
Uni-Yeast Tek 酵母菌 24h~6d
Uni-N/F-Tek 革蘭陰性發酵或不發酵細菌 24~28h
Medical Specialties Inc. Fox Exera GNI 腸道和非腸道革蘭陰性桿菌 18~24h
AccuMed International, Inc. Sensititre AP 80 腸桿菌科和非發酵革蘭陰性桿菌 5~18h
