【感染科普笔记2024-1-31】探秘病原微生物专栏丨同源性技术和临床微生物学三大作用

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作者：宁永忠/温海楠
审校：蓝雪0816



同源性这个词，在非生物医学领域也有应用，比如互联网技术。但百度词条里，只有生物学含义。截屏如下：


需要明确的是，这里仅仅提到氨基酸序列。事实上实际的生物学领域，核酸序列更常用。
我们再看看术语在线。术语在线收录了10个解释。前面4个如下：


这里明确写了核苷酸序列和氨基酸序列。也写了进化。临床微生物学领域，也用到这个概念和对应的技术，就是微生物株（如细菌菌株，或真菌菌株，或病毒株）之间的亲缘关系、微生物株核酸之间的相似程度——一致性。
我们看三个临床场景：场景A：某患者出现了尿路感染，确定病原是大肠埃希菌。医生可能会问，他的呼吸道、消化道都有这个菌种的菌株，尿路感染这一株大肠埃希菌与呼吸道、消化道菌株一样吗？场景B：某呼吸科病房01房间p1患者，确诊铜绿假单胞菌肺炎。该病房05房间p2患者，第二天也确诊了铜绿假单胞菌肺炎。医生可能会问，这两个铜绿假单胞菌有关吗？场景C：某心血管科病房，一般情况下肺炎罕见。某月，先后出现3例肺炎克雷伯菌肺炎。医生一定会问，是医院感染暴发了吗？
这些问题本质上都是微生物株之间的同源性问题，即它们彼此之间是否有同源性。由此，有必要强调一下临床微生物学三大作用，因为实践中仍然存在各种混乱或不知晓。三大（主要）作用包括：

• 辅助诊断，对应培养、分离、鉴定技术，或抗原、抗体、核酸等检测；
• 辅助治疗，对应药敏试验，治疗药物监测；
• 对医院感控提供技术支持。
  

其中第三个作用“感控技术支持”，除了确定病原（这和作用1一样）外，就是确定感染源、途径、菌株同源性、是否暴发。这些问题在本质上都是同源性问题。
注意，这只是主要作用（“大”），不包括辅助临床流行病学等小的作用，并且只是微生物学的“临床”作用（所以叫临床微生物学），不包括基础医学微生物学的作用。后者最重要的是，对患者感染部位新出现的分离株，从学术角度，判断是否是病原。兹不赘述。
同源性技术主要包括表型技术和基于核酸的技术。

• 表型技术：如底物反应谱，抗生素谱（antibiogram，这个词国内很多翻译为药物的活性谱、杀菌谱/抑菌谱，这是错误的）。
• 核酸技术：如质粒分型（临床罕用）、电泳技术、测序技术（应用渐多，也是国际热点）等。
  

限于篇幅，这里仅介绍表型技术。对于同源性判断，临床微生物学领域的表型技术有2个：

• 底物反应谱：大家日常鉴定用的设备，如梅里埃公司、BD公司、安图公司的仪器，反应卡里都有多个化学反应。这些化学反应的结果，简单看，就是多个阴性、阳性（和弱阳性）。这多个阴性、阳性的排列组合，就是底物反应谱。如果反应足够多（比如几十个），同源性菌株的底物反应谱会相同，非同源性菌株则会有几个不同。
• 抗生素谱（antibiogram）：即一株菌对哪些药敏感，对哪些药耐药，就是药敏试验结果。抗生素谱这个概念是一个菌对多种药，而药物的活性谱、杀菌谱、抑菌谱则是一种抗菌药物对多种细菌菌。当试验药物种类足够多时，同源性菌株的药敏试验结果会相同，非同源性菌株的药敏试验结果则会有几个不同。
  

图片来自网络，侵删
表型技术的细节和国际实际应用的案例在此不展开讨论了，有兴趣者可阅读《感染性疾病的理念》（第二版，化工出版社）等书。
临床医生遇到上面的场景A、B、C，先看看两个菌的底物反应谱、药敏谱，彼此一样不一样。如果一样，则进一步作核酸等检测。因为宏观上明确区分彼此不太容易，而且对于特别耐药的菌株，抗生素谱就“失灵”了。或者某些菌种敏感抗菌药物种类少，如嗜麦芽窄食单胞菌，此时抗生素谱也没法儿应用。而且表型方法可以粗筛，不能确定，国际上目前以核酸序列为准；如果不一样，且较多不同，那可以说明不是同一株菌。
作为临床微生物学专业、临床感染病专业、感控专业，需要知道临床微生物学三大作用，尤其是感控技术支持的作用。并知晓其含义、技术、应用等。感染病诊断管理和抗生素合理应用管理中，不充分发挥临床微生物学的作用，不会达到最高境界。这是感染相关专业人员需要知晓乃至警醒的。
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