导读: 超广谱β-内酰胺酶(ESBL)是当今全球最严峻的细菌耐药问题之一,而CLSI表型确认试验是判定ESBL的金标准方法。ATCC 700603作为产SHV-18型ESBL的肺炎克雷伯菌标准菌株,是ESBL确认试验中不可或缺的必要质控菌。本文深入解析ESBL确认试验的原理、操作要点以及该菌株在其中的关键角色。
菌株基本信息
ATCC 700603的学名为 Klebsiella pneumoniae,携带blaSHV-18型ESBL基因。SHV-18属于Ambler A类ESBL,由SHV-1基因经多次点突变演化而来,可水解青霉素类、窄谱头孢菌素和三代头孢菌素(头孢噻肟、头孢他啶),以及氨曲南,但不能水解碳青霉烯类和头孢霉素类。
| 项目 | 内容 |
|------|------|
| 学名 | Klebsiella pneumoniae |
| ATCC编号 | 700603 |
| 生物安全等级 | BSL-2 |
| 推荐培养基 | MHA |
| 培养温度 | 35±2°C |
| 关键耐药基因 | blaSHV-18(ESBL) |
| ESBL表型确认试验 | 阳性(克拉维酸协同抑制) |
生物学特性与形态
ATCC 700603为革兰阴性短杆菌,在MHA上35°C培养18小时后,菌落较大、灰白色、黏液状(因荚膜多糖产生)。生化特征:氧化酶阴性、吲哚阴性、尿素酶阳性、枸橼酸盐阳性、赖氨酸脱羧酶阳性。
ESBL耐药机制
SHV-18型ESBL的活性中心包含一个丝氨酸残基,可通过酰化反应水解β-内酰胺环。与原始SHV-1酶相比,SHV-18在第238位和第240位氨基酸发生了关键突变(Gly→Ser和Glu→Lys),使其底物谱扩展至三代头孢菌素。
该酶可被克拉维酸、舒巴坦和他唑巴坦等丝氨酸型β-内酰胺酶抑制剂不可逆地抑制。这一特性正是ESBL表型确认试验(双纸片协同法/双纸片增效法)的机制基础。
培养条件与操作要点
操作规范与ATCC 25922基本一致。K-B法使用MHA,0.5号麦氏标准菌悬液密涂,贴含药纸片后35°C培养16-18小时。
ESBL筛选与确认试验操作
CLSI推荐的ESBL检测分为两步:
第一步:ESBL筛选
在MHA平板上贴头孢他啶(30μg)、头孢噻肟(30μg)、头孢曲松(30μg)、氨曲南(30μg)纸片。如果任一药物的抑菌圈直径低于以下阈值,提示可能产ESBL:
头孢他啶 ≤22mm
头孢噻肟 ≤27mm
头孢曲松 ≤25mm
氨曲南 ≤27mm
ATCC 700603作为产ESBL菌株,上述药物的抑菌圈均应低于筛选阈值。
第二步:ESBL表型确认(双纸片增效法)
在MHA平板上贴两组纸片:
两组纸片间距20-25mm。培养后测量抑菌圈直径:
ATCC 700603在确认试验中应表现为ESBL阳性(至少一组药物满足差值≥5mm的标准)。
在各标准中的应用
CLSI M100中的应用
ATCC 700603在CLSI M100中是ESBL表型确认试验的指定质控菌株。
ESBL确认试验质控预期结果:
| 纸片组合 | 预期结果 |
|----------|---------|
| 头孢他啶 vs 头孢他啶/克拉维酸 | 差值 ≥5mm(ESBL阳性) |
| 头孢噻肟 vs 头孢噻肟/克拉维酸 | 差值 ≥5mm(ESBL阳性) |
MIC法质控范围:
| 抗生素 | MIC范围 (μg/mL) |
|--------|----------------|
| 头孢他啶 | 8-32(ESBL水解) |
| 头孢他啶/克拉维酸 | 0.25/4-2/4(抑制剂保护) |
| 头孢噻肟 | 8-64(ESBL水解) |
| 头孢噻肟/克拉维酸 | 0.12/4-1/4(抑制剂保护) |
| 亚胺培南 | 0.06-0.5(碳青霉烯不受ESBL影响) |
ESBL分类体系中的定位
ESBL按Bush-Jacoby分类属于2be组,按Ambler分子分类属于A类。主要的ESBL家族包括:
TEM型(TEM-3至TEM-200+):由TEM-1/TEM-2突变产生
SHV型(SHV-2至SHV-200+):由SHV-1突变产生,ATCC 700603属于此家族
CTX-M型(CTX-M-1至CTX-M-200+):目前全球最流行的ESBL型别,起源于克吕沃尔菌属
OXA型(D类):部分具有ESBL活性
行业质控用途
ESBL确认试验质控: 这是ATCC 700603最核心的应用。实验室开展ESBL表型确认试验时,必须同时接种ATCC 700603(阳性对照)和大肠埃希菌ATCC 25922(阴性对照),以验证试验系统的鉴别能力。
ESBL筛查法验证: 自动化药敏系统的ESBL筛查模块在装机和定期验证时,ATCC 700603是标准阳性参考菌株。
耐药监测研究: 在细菌耐药监测项目(如CHINET、CARSS)中,ATCC 700603用于ESBL检测方法的标准化和质量控制。
菌种保藏与管理
管理规范同前述菌株。ESBL基因通常位于质粒上,高传代可能导致质粒丢失。传代次数控制在5代以内,每批新工作菌种应做一次ESBL确认试验验证表型。
安全注意事项
BSL-2级别。肺炎克雷伯菌是重要的院内感染病原体,可引起肺炎、尿路感染和血流感染。操作须在II级生物安全柜内进行。
常见问题与工程师建议
Q1:ESBL确认试验中头孢他啶和头孢他啶/克拉维酸的差值刚好在5mm边界,如何判定?
严格按照CLSI标准:差值≥5mm判定为ESBL阳性。如果差值刚好等于5mm,判为阳性。如果差值为4mm,判为阴性,但建议用另一组药物(头孢噻肟/头孢噻肟+克拉维酸)重复确认。只要任一组满足≥5mm标准即判为ESBL阳性。
Q2:ATCC 700603产的是SHV-18,对CTX-M型ESBL检测的适用性如何?
SHV-18对头孢他啶的水解活性较强,但对头孢噻肟的水解活性可能不如CTX-M型酶。因此,ATCC 700603的头孢他啶差值通常较大,而头孢噻肟差值可能相对较小。如果需要验证CTX-M型ESBL的检测能力,建议补充使用产CTX-M型酶的质控菌株(如某些实验室使用的E. coli产CTX-M-15参考株)。
Q3:碳青霉烯酶(如KPC、NDM)与ESBL有什么区别?
ESBL属于A类丝氨酸酶,可被克拉维酸抑制,但不能水解碳青霉烯类和头孢霉素类。碳青霉烯酶(KPC属于A类、NDM属于B类金属酶、OXA-48属于D类)可水解碳青霉烯类药物。ATCC 700603不产碳青霉烯酶,对亚胺培南和美罗培南敏感。对于碳青霉烯酶的检测,需要使用其他专用质控菌株。
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关键词标签: ATCC 700603, 肺炎克雷伯菌, ESBL, SHV-18, 超广谱β-内酰胺酶, 双纸片协同法, 克拉维酸, 药敏质控, CLSI M100
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