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本文评估了新型液固双相鉴别培养基(L-S StrepB)检测围产期女性 B 族链球菌(GBS)的能力。研究发现其敏感性达 96.9%、特异性为 100%,87.3% 的 GBS 病例能在 15 - 24h 内检出,操作简便、成本低,适合基层医疗机构使用。
引言
B 族链球菌(Streptococcus agalactiae,GBS)是一种革兰氏阳性 β - 溶血性细菌,作为机会致病菌,常无症状定植于人体胃肠道和泌尿生殖道。在围产期,GBS 感染会给孕妇和新生儿带来诸多严重并发症。孕妇 GBS 感染可引发菌血症、无症状菌尿症、早产、胎膜早破、羊膜炎和伤口感染等;新生儿 GBS 感染则可能导致败血症、肺炎、脑膜炎,甚至蜂窝织炎。新生儿感染 GBS 的主要危险因素是在分娩过程中从母亲泌尿生殖道定植处传播。
目前,美国微生物学会将培养法视为检测 GBS 的金标准。该方法建议先将阴道 - 直肠拭子接种到选择性增菌肉汤培养基中,再进行进一步培养或核酸扩增检测(NAAT)。然而,传统肉汤增菌法耗时较长,从收到样本到得出最终结果需要 48 - 72h。同时,GBS 的检测受多种因素影响,全球孕妇 GBS 定植率在 2.0% - 32.0% 之间,中国整体定植率低于全球平均水平,但由于筛查方法不科学,实际负担可能被低估。此外,中国医疗机构 GBS 检测方法受成本和人员等因素制约,缺乏统一标准。鉴于此,本研究评估了一种新型液固双相鉴别培养基(L - S StrepB),并与中国基层医疗机构常用的血琼脂平板进行对比。
材料与方法
- 样本采集:选取 2022 年 7 月至 2022 年 10 月在温州医科大学附属第二医院和育英儿童医院进行产前检查的 582 名 35 - 37 周妊娠孕妇,采集双阴道 / 直肠拭子,排除重复参与者。
- 菌株培养:采集后的拭子 4h 内送至实验室。一支拭子接种到实验室常规使用的血琼脂平板(Renfu Blocell,郑州,中国)上;另一支接种到 L - S StrepB(Bacet,温州,中国)的液相中,L - S StrepB 含有抑制肠道微生物和部分革兰氏阳性细菌生长的选择剂。接种后,将液体倾倒在固相斜面上 2 - 3 次,随后将 L - S StrepB 置于轨道摇床上连续振荡培养。血琼脂平板和 L - S StrepB 均在 5% CO2、35°C ± 2°C 的环境中培养。实验使用从美国典型培养物保藏中心(ATCC)和中国普通微生物菌种保藏管理中心(CMCC)获取的标准菌株:无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)ATCC 12386 和化脓性链球菌(Streptococcus pyogenes)CMCC 32210,用于标准化实验方法和确定分析参数。
- L - S StrepB 结果判读:培养 15 - 24h 后读取结果。根据制造商说明,固相斜面上出现橙色至橙红色菌落和 / 或液相呈现橙红色,判定为 GBS 阳性。若 15 - 24h 未观察到颜色反应,则再次将液体倾倒在固相斜面上 2 - 3 次,继续在摇床上培养至 48h。若无菌生长或出现白色、无色菌落,则判定为 GBS 阴性。
- 菌株鉴定:血琼脂平板上疑似 GBS 的菌落表现为灰色至白色、半透明,有窄 β - 溶血环或不溶血,后续通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI - TOF MS,Bruker Daltonics,德国)进行鉴定。对于 L - S StrepB 上的橙红色菌落,也使用 MALDI - TOF MS 鉴定。若 L - S StrepB 仅液相出现颜色变化,则将液体接种到血琼脂平板上,再用 MALDI - TOF MS 鉴定。当 L - S StrepB 检测为阴性时,将富集液接种到血琼脂平板上,评估是否存在假阴性。
- 统计分析:以两种方法鉴定的菌株为参考,分别计算敏感性、特异性、阳性预测值(PPV)和阴性预测值(NPV)。使用社会科学统计软件包 25.0 进行所有统计分析,采用卡方检验分析分类变量,P < 0.05 为差异有统计学意义。
结果
- GBS 在 L - S StrepB 上的菌落形态:标准菌株无乳链球菌 ATCC 12386 在 L - S StrepB 固相斜面上形成大于 0.5mm 的橙色至橙红色菌落,液相也呈现橙红色;而化脓性链球菌 CMCC 32210 在固相斜面上形成大于 0.5mm 的白色菌落,液相无颜色变化。
- L - S StrepB 检测 GBS 的最佳时间解读:L - S StrepB 在 15 - 24h 内检测到 87.3%(55/63)的 GBS。延长培养至 48h 后,又鉴定出 8 株 GBS。其中,12.7%(8/63)的 GBS 仅在液相中检测到,22.2%(14/63)仅在固相中检测到,65.1%(41/63)在液相和固相中均检测到。
- 检测性能分析:总体上,65 名(11.2%)孕妇被证实 GBS 定植。血琼脂平板检测到 39 株(6.7%)GBS,L - S StrepB 单独检测出另外 26 例。L - S StrepB 共检测到 63 株(10.8%)GBS,将富集液接种到血琼脂平板后又鉴定出 2 株。这 2 株 GBS 在 L - S StrepB 上形成非典型菌落,不产生特征性的橙红色色素,属于非 β - 溶血 GBS。在 L - S StrepB 初检为阴性的样本中,仅这 2 株在血琼脂平板上呈阳性,其余仍为阴性。L - S StrepB 和血琼脂平板共同鉴定出 37 株 GBS。L - S StrepB 对 GBS 的检测率显著高于血琼脂平板(P < 0.05)。L - S StrepB 的敏感性为 96.9%,血琼脂平板为 60%;二者特异性均为 100%。L - S StrepB 的优势在于集液相富集和固相培养于一体,无需额外富集步骤,颜色变化明显,便于实验室人员识别。
讨论
本研究发现浙南地区 GBS 定植率达 11.2%,高于以往报道。在中国,常用血琼脂平板直接检测 GBS,可能导致检测率偏低。当样本被其他微生物严重污染时,分离 GBS 菌株困难,假阴性率高,对技术人员要求较高。
商业可用的 NAATs 虽能提高 GBS 检测的敏感性、缩短培养时间,但存在标本处理要求统一、特异性略低于传统培养法等问题,在基层医疗机构应用受限。
L - S StrepB 结合了液固双相原理和 Granada - type 颜色可视化技术,能特异性检测 β - 溶血 GBS 菌株,通过产生 granadaene 色素形成橙红色菌落,便于肉眼识别。不过,它与其他 Granada - type 培养基一样,无法检测非溶血 GBS 菌株,这与依赖酶解合成底物的显色培养基(如 ChromID StrepB)检测机制不同。Granadaene 由 cyl 操纵子编码,与 β - 溶血素共表达,因此非 β - 溶血 GBS 菌株无法被检测到。但非 β - 溶血 GBS 菌株致病性较弱,在浙江地区的流行率仅为 3.1%,相比血琼脂平板的假阴性率可忽略不计。
L - S StrepB 能在 15 - 24h 内检测出 87.3% 的 GBS 病例,便于临床快速报告。部分 GBS 仅在液相或固相中检测到,说明双相检测能显著提高检测方法的整体敏感性。
综上所述,L - S StrepB 在本研究队列中显示出较高的敏感性和特异性,但仍需分子实验或其他表型实验进一步验证,同时还需评估实验室间的差异。L - S StrepB 检测时间短、操作简便、成本效益高,作为一种无需专业设备的双相鉴别培养基,为基层医疗机构 GBS 筛查提供了切实可行的解决方案。