TWI627277B - Medium, including the set of the group, and its application - Google Patents
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Abstract
本揭露提供一種用於檢測B群鏈球菌(Group B Streptococcus(GBS))之培養基,其包含:富集調合物(enrichment formulation);多醣類;以及微生物篩選劑。本揭露亦提供一種用於檢測B群鏈球菌之套組,其包含如前述之培養基,及一或多種容器,其用於容置如前述之培養基,該一或多種容器係獨立選自由採樣管、試管及培養皿所組成的群組。本揭露之培養基在鑑別GBS具有成本低、儲存簡便、檢測時間較短、但同時具有靈敏度及準確度之優點。
Description
本揭露係關於用於培養微生物之培養基。更具體而言,本揭露係關於用於檢測B群鏈球菌(Group B Streptococcus,簡稱為GBS,即無乳鏈球菌(Streptococcus agalactiae),又名乙型鏈球菌)之培養基。本揭露亦同時提供該培養基之用途。
B群鏈球菌(Group B Streptococcus,簡稱為GBS,即無乳鏈球菌(Streptococcus agalactiae),又名乙型鏈球菌),為一種革蘭氏陽性球菌,常棲息於人體腸道及泌尿生殖道,行政院衛福部國民健康署的研究顯示,台灣約有18~20%的孕婦生殖道有GBS菌落聚集(colonization),不過帶菌孕婦通常不會出現臨床症狀,但由於新生兒抵抗力較低,容易於生產過程中,受到母親的垂直感染。GBS對新生兒的健康是一個相當大的威脅,因此,若在產前檢查時先行診斷出GBS,將能有效地預防新生兒感染。
目前衛福部國民健康署委託台灣醫事檢驗學
會根據文獻的建議擬定的偵測GBS的標準作業流程為:將陰道-肛門拭子接種於血瓊脂平板(blood agar plate,簡稱BAP),再將棉拭放入對GBS具有選擇增菌性的產胡蘿蔔色培養液(carrot broth)或Lim氏培養液(Lim broth,或簡稱為LIM)中;BAP及增菌培養基置於35℃培養;若隔天BAP沒有長出疑似GBS的菌落,再將Lim氏培養液次培養到BAP,培養後再觀察。若有疑似菌落,則可挑取純菌進行後續的鑑定試驗(如CAMP試驗(CAMP test))及/或藥敏試驗。若使用產胡蘿蔔色培養液增菌培養基,則可根據培養後的顯色(介於淡橘至紅色之間,例如胡蘿蔔色)直接報告為GBS陽性。
近年來,為了達到更快速篩檢與更容易鑑別GBS的目的,已有廠商開發不同的培養基,以便快速鑑別出GBS。例如,Hardy Diagnostics的StrepB carrot brothTM套組係一種可用於選擇區分性液體培養基配方,除了可以選擇性地增菌GBS外,也可因呈現出特殊顏色外觀(橘至紅色,即胡蘿蔔色)而能快速鑑別出GBS。Hardy Diagnostics的StrepB carrot brothTM套組分成二部分:StrepB carrot brothTM,其係Granada氏培養基為基礎的改良培養基,包含蛋白腖(peptone)、水溶性澱粉、篩選劑、MOPS、磷酸氫二鈉、右旋糖、丙酮酸鈉、及硫酸鎂;以及StrepB carrot brothTM片,其係一產色紙條,該產色紙條含有生長因子及色素促進因子。該產品對溫度敏感,必須儲存於2至8℃。於使用時,需要使用嗜氧運送
管運送檢體,而這類嗜氧運送管並不含營養成分,僅能保存檢體中病原菌並維持原來的生態。且在接種時,另需將StrepB carrot brothTM片加入StrepB carrot brothTM中,且不能過早將StrepB carrot brothTM片加入,以避免影響檢驗結果。這在檢體量大時,會增加人力負擔。綜上所述,可知現有的培養基仍有檢驗室的人事成本高、耗材成本高、以及檢測時間較長的問題。
有鑑於此,需要成本低、儲存簡便、檢測時間較短、操作親民及快速,但同時具有靈敏度及準確度的鑑別GBS之培養基。
為解決前述之問題,本揭露提供一種用於檢測B群鏈球菌(Group B Streptococcus(GBS))之培養基,其包含:富集調合物(enrichment formulation),其包含心浸出物(heart infusion)、經酵素消化之蛋白質(enzyme-digested protein)、右旋糖(dextrose)、及鹽類;多醣類,其可例如為以六碳糖為單體所組成之聚合物,例如澱粉,該多醣類含量係每1升培養基為10至25克;以及微生物篩選劑。
本揭露之培養基的富集調合物中所含的心浸出物係一種生長培養基,能供給更多的維生素、礦物質及胺基酸,其通常藉由烹煮動物心臟,使營養素或因子溶出,再製成粉末狀以利調製,該動物心臟可選自豬、牛、
馬、或羊的心臟,只要該來源取得不會帶有不利於GBS生長的因素即可。心浸出物亦可市售購得。
本揭露之培養基的富集調合物中所含的經酵素消化之蛋白質係例如動物或植物來源之蛋白質(例如牛肉、明膠、酪蛋白、大豆等等)經過諸如木瓜酵素或胰蛋白酶等酵素消化水解之產物。經酵素消化之蛋白質亦可市售購得,例如BD公司的Neopeptone。
本揭露之培養基的富集調合物中所含的鹽類可包含碳酸鈉、磷酸氫二鈉、及氯化鈉。
本揭露之培養基的富集調合物亦可市售購得,例如Todd-Hewitt氏培養基。當選擇商業所購得之富集調合物時,可依需求另加入右旋糖(dextrose)。該富集調合物含量係每1升培養基為15至30克。
在另一實施態樣中,本揭露之培養基可依需求另包含鹽類,例如丙酮酸鈉及硫酸鎂。在另一實施態樣中,本揭露之培養基可依需求另包含緩衝劑,例如嗎福林丙磺酸(MOPS)及磷酸氫二鈉(Na2HPO4)。在另一實施態樣中,本揭露之培養基可依需求另包含胺基酸或其鹽類,例如L-半胱胺酸鹽酸鹽。
本揭露之培養基的富集調合物中所含的微生物篩選劑係用以抑制非所欲之雜菌的生長,可包含黏菌素硫酸鹽(colistin sulfate)、慶大黴素硫酸鹽(gentamicin sulfate)、啶酮酸(nalidixic acid)、或彼等之二者或多者的組合。
本揭露之培養基可依檢驗之需求添加適量之洋菜。在一個實施態樣中,該洋菜含量係每1升培養基為4至6克。在另一實施態樣中,該洋菜含量係每1升培養基為15克。
本揭露亦提供一種用於檢測B群鏈球菌之套組,其包含如前述之培養基,及一或多種容器,其用於容置適量的如前述之培養基,該一或多種容器係獨立選自由採樣管、試管及培養皿所組成的群組。針對採樣管、試管及培養皿的尺寸、材質等等,所屬技術領域中具有通常知識者可依需求或各國檢驗標準而替換,例如採樣管可為嗜氧檢體運送管,或者,當選用培養皿作為容置培養基之容器時,除了一般容置單一培養基的培養皿之外,若欲搭配其他種類的培養基,亦可使用例如2分格培養皿(bi-plate)、3分格(tri-plate)、或4分格(quad-plate)之培養皿。舉例而言,當欲將本揭露之培養基與能同時偵測β及γ溶血型B群鏈球菌(Group B Streptococcus(GBS))的培養基搭配以供進一步確認檢體中是否有GBS存在時,可使用2分格培養皿,並分別將兩種不同培養基容置於不同格中。在另一實施態樣中,該套組可包含用於取得樣品之工具,例如無菌棉棒。
本揭露同時提供一種用於檢測樣品中GBS的存在之方法,該方法包含:將樣品培養於如前述之培養基;及約18至約24小時後(隨菌量之多寡而不同),若培養基有淡橘至紅色的色素產生,則判讀為陽性。
本揭露之培養基可搭配例如能同時偵測β及γ溶血型B群鏈球菌(Group B Streptococcus(GBS))的培養基(在後文中稱此類培養基為β/γ GBS detection agar),以提高檢驗靈敏度及縮短報告時間。舉例而言,首先,可用無菌棉棒拭子自陰道及/或直腸口採檢後,放入一般嗜氧檢體運送管運送到檢驗室,檢驗室收到後,立即取出棉棒拭子劃種一個滋養培養基(如BAP),然後插入一管產胡蘿蔔色培養液(GBS carrot broth)(即,不必再加一張產色紙條),將GBS carrot broth及滋養培養基過夜培養,若顯色即可報告檢體含有GBS;若無顯色,則取培養液移種GBS產胡蘿蔔色培養基平板(GBS carrot agar)(並插種)及同時偵測β及γ溶血型GBS的培養基上,經劃種或接種的GBS產胡蘿蔔色培養基、同時偵測β及γ溶血型GBS的培養基及產胡蘿蔔色培養液置於35℃的厭氧箱或CO2培養箱培養,並於18至24小時後判讀,若產胡蘿蔔色培養液出現胡蘿蔔色及/或於同時偵測β及γ溶血型GBS的培養基觀察到疑似GBS之β溶血菌落,且GBS產胡蘿蔔色培養基平板上也出現胡蘿蔔色菌落,則亦可直接發出GBS陽性報告;若無懷疑菌落,則繼續培養18-24小時,於培養後做同樣觀察。若需操作藥敏試驗,則可直接挑取培養基上經確認為B群鏈球菌的生長菌落進行測試。若GBS產胡蘿蔔色培養基平板未產生胡蘿蔔色,應注意觀察同時偵測β及γ溶血型GBS的培養基上是否有β溶血的疑似GBS菌落,必要時,可選取此疑似
的菌落進行GBS之鑑定流程,若經鑑定為GBS,再進行藥物感受性試驗。
本揭露之培養基,可有效減少成本且同時儲存簡便、檢測時間較短、操作親民及快速,但同時具有靈敏度及準確度的鑑別GBS之培養基。
圖1a、b、及c分別顯示實施例1A、實施例1B、及實施例1C在接種β溶血型GBS及其他菌的顯色情形。如圖所示,β溶血型GBS可產生淡橘至紅色之色素,其他菌則不會呈現淡橘至紅色之色素。
圖2顯示B群鏈球菌與其他測試菌在實施例1B平板培養基與CHROMagar StrepB培養基的顯色。圖2a顯示B群鏈球菌在實施例1B平板培養基的生長菌落呈深胡蘿蔔色(左),而其他菌(以GAS為範例)則無顏色變化(右);圖2b顯示B群鏈球菌在CHROMagar StrepB的生長菌落呈紫色,而其他菌為藍色(糞腸球菌E.faecalis為範例)或無顏色變化。。
圖3顯示B群鏈球菌在實施例1B平板培養基及CHROMagar StrepB上的生長受到不同濃度的其他菌干擾情形。以103CFU/mL B群鏈球菌分別與102~106CFU/mL(左至右)的E.faecalis進行混菌,圖3a為實施例1B平板培養基的測試結果,顯示B群鏈球菌呈胡蘿蔔色,而E.faecalis呈白色;圖3b為CHROMagar StrepB
的測試結果,顯示B群鏈球菌菌落呈紫色,而E.faecalis呈藍色。兩種培養基當與106CFU/mL E.faecalis混菌時(菌量比1:1,000),B群鏈球菌的生長均受到抑制(圖3a及圖3b最右)。
圖4顯示實施例1C培養基的變色反應:圖右為陽性反應(產生胡蘿蔔色),而圖左為陰性對照(未變色)。
圖5顯示採集孕婦生殖道/直腸檢體與一般常規操作流程比較。圖5a為一般檢驗流程,圖5b為使用含實施例1A培養基、實施例1B培養基及β/γ GBS偵測瓊脂平板之套組之檢驗流程。
圖6顯示採集孕婦生殖道/直腸檢體利用含有實施例1C培養基之GBS增菌輸送管的操作流程。培養後依檢驗室的耗材種類有三種操作選擇,選擇1為接種Lim氏培養液,選擇2為接種滋養培養基BAP,選擇3為使用含實施例1B培養基及β/γ GBS偵測瓊脂平板之套組之檢驗流程。
圖7顯示各培養基對GBS增菌效能。實施例1C培養基、實施例1A培養基與LIM氏培養液在增菌的效果上並無顯著差異(P<0.05),以棉棒中104CFU的菌量在24hr皆即可達到增菌的上限。
圖8顯示孕婦乙型鏈球菌檢驗鑑定建議流程圖。部分參考自行政院衛生署國民健康局孕婦乙型鏈球菌檢驗標準作業手冊(103年版)。
以下配合圖式而說明本發明之實施例以詳細說明本發明,唯其並不意味本發明僅侷限於此等實施例所揭示之內容。
下列提供根據本揭露之培養基的配方例示性實施態樣,並說明每1升所包括之各成分之含量,其中,實施例1A係B群鏈球菌產胡蘿蔔色培養液,在後文中稱其為實施例1A液體培養基或實施例1A培養基;實施例1B係B群鏈球菌產胡蘿蔔色平板培養基,在後文中稱其為實施例1B平板培養基或實施例1B培養基;實施例1C係用於B群鏈球菌輸送培養裝置中的檢體輸送/富集/鑑別套組用培養基,在後文中稱其為實施例1C培養基。
製備實施例1A液體培養基時,上述成分分為兩部分製備後,再將兩部分混合均勻後分裝,細節如下:
第一部分:首先依上述所列之量分別秤取Todd-Hewitt培養基(BD公司製造)、澱粉、MOPS、及Na2HPO4,溶於950mL純水,加熱至沸騰5至7分鐘後,接著放入恆溫水箱冷卻至47至50℃。
第二部分:另依上述所列之量分別秤取右旋糖、丙酮酸鈉、MgSO4.7H2O、L-半胱胺酸鹽酸鹽,溶於40mL的無菌水,再加入10mL的微生物篩選劑(黏菌素、慶大黴素、及啶酮酸溶於10mL無菌水),混合均勻後,以0.22μm濾膜過濾。
混合第一部分及第二部分,即獲得液體培養基。依需求,將適量之液體培養基分裝至選定的容器中。例如在本實施例中,可將約3.0至5.0mL的實施例1A液體培養基分裝於直徑約15毫米、長度103毫米的無菌聚碳酸酯(PC)試管中。
製備實施例1B平板培養基時,步驟與製備實施例1A液體培養基步驟類似,惟在第一部分中另加入15g的洋菜粉,且分裝時係將20mL尚呈液態的平板培養基分裝於直徑9公分的無菌塑膠培養皿中,並靜置使之凝固。
製備實施例1C檢體輸送/富集/鑑別套組用培養基時,步驟與製備實施例1A液體培養基步驟類似,惟在第一部分中另加入4至6g的洋菜粉,且分裝時係將4.8mL尚呈液態的培養基分裝至無菌採樣管中,並以γ射線滅菌。
圖1a、b、及c分別顯示實施例1A、實施例1B、及實施例1C培養基在接種β溶血型GBS及其他菌的顯色情形。如圖所示,β溶血型GBS可產生淡橘至紅色之色素,其他菌則不會呈現淡橘至紅色之色素。
為了探討本揭露之平板培養基的臨床應用性,本研究以160株測試菌(包括120株B群鏈球菌的臨床分離株,8株非B群的鏈球菌及32株其他各種非鏈球
菌菌種)進行效能評估,項目包括在不同的培養環境、接種方式及培養時間所呈現的特異性、靈敏度、陽性預測值、陰性預測值與效率(efficiency)。為了瞭解本揭露之平板培養基與市售CHROMagar StrepB(CHROMagar公司,法國)效能的異同,除了以同樣測試菌評估CHROMagar StrepB的靈敏度與特異性外,吾等更進一步以模擬臨床檢體混菌的狀況接種此兩種培養基以了解B群鏈球菌生長可能受干擾的情形,期能確認本揭露之平板培養基及CHROMagar StrepB實用性的異同。
本研究試驗菌中的B群鏈球菌、A群鏈球菌(GAS)、G群鏈球菌(GGS),除了ATCC標準菌株外,臨床測試菌種皆來自台美醫事檢驗所(新北市,台灣)。臨床菌株係從大台北地區各醫院產前檢查檢體中分離,而各種標準菌株則購自美國菌種保存中心(ATCC)的授權公司MicroBioLogicals公司(MBL,加拿大)。這些菌種/菌株保存於-70℃冷凍櫃中的GermBank菌種保存裝置(啟新公司,台灣),共計160株試驗菌(表1)。
進行試驗前,從Germbank裝置分別取出臨床分離株移種於BAP,將BAP培養於35℃的5%CO2培養箱,18至24小時後,再以三區劃線法移種半片的BAP以獲得單一菌落,共移種3次。
將測試菌株移種兩次BAP或巧克力色滋養培養基後,觀察菌落生長及革蘭氏染色抹片的顯微鏡下鏡檢特徵,其中B群鏈球菌再配合鏈球菌分群套組
(Streptococcal grouping kit,目錄號DR0585A,Oxoid公司,英國)的快速乳膠凝集試驗(latex agglutination test)結果,確認其為B群鏈球菌。若需要,再搭配CAMP試驗與馬尿酸水解試驗(即hippurate hydrolysis試驗)陽性以及接種含有或不含抗生素之實施例1A培養基作為菌種二次確認而納入研究對象。至於GAS與GGS亦以快速乳膠凝集試驗進行群別確認,而其他測試菌則依傳統方法進行鑑定。
實施例1B平板培養基外,所使用的培養基包括BAP與各種鑑定用培養基/試劑皆購自啟新生物科技有限公司。CHROMagar StrepB則由CHROMagar公司生產的粉末以廠家的配製說明進行配製。
將160株測試菌(表1)以接種環沾菌,直線畫法接種於實施例1B平板培養基,分別置於35℃的厭氧箱、5%~10% CO2培養箱及蠟燭缸(放一般培養箱),18~24小時後觀察實施例1B平板培養基變色情形;若無顯色則於36~48小時後再觀察一次。
將160株測試菌種(表1),分別以接種環沾菌直接劃種及穿刺實施例1B平板培養基底部的方式接種(圖3),穿刺的目的為製造隔絕空氣的無氧環境,並分別培養於35℃的5%~10% CO2培養箱與蠟燭缸,18~24小時後觀察其顯色情形。
依照CHROMagar公司的使用說明,以一般劃種方式分別接種160株測試菌於CHROMagar StrepB,然後置於35℃的5%~10%CO2培養箱,18~24小時後觀察各種測試菌在此培養基上的生長及顯色情形。
為了評估B群鏈球菌在混菌的情況下在實施例1B平板培養基或CHROMagar StrepB所受到的干擾性,利用B群鏈球菌(約103CFU/mL)分別混合同屬於鏈球菌科的Enterococcus faecalis、GAS、GGS及S.pneumoniae,混合菌量分別為102~106CFU/mL。操作時,以上述四種新鮮生長菌分別調至相當於McFarland no.0.5的濃度(約1.5×108CFU/mL),再以TSB進行系列稀釋,分別得到B群鏈球菌約103CFU/mL以及四種測試菌的各種濃度(菌量約102~106CFU/mL)(表2),B
群鏈球菌與另一測試菌的各種稀釋液各取1mL至無菌試管中,以1:1的比例混合,得到的混菌比例分別為1:0.1、1:1、1:10、1:100及1:1,000。利用吸管吸取100μL到實施例1B平板培養基或CHROMagar StrepB平板上,然後以四區劃線法分別劃種,接種後的平板置於35℃的5%~10% CO2培養箱,18~24小時後,觀察B群鏈球菌在實施例1B平板培養基及CHROMagar StrepB的顯色情形。
以一般接種法分別接種160株測試菌於實施例1B平板培養基,共3組,分別置於35℃的厭氧箱,5%~10% CO2培養箱及厭氧缸中培養,18~24小時後觀察菌落顯色情形,結果發現三種培養環境的40株非B群鏈球菌生長菌落皆不出現胡蘿蔔色(橘~紅)而呈無色(圖1b右),因此其特異性為100%(表2)。
120株B群鏈球菌在實施例1B平板培養基的顯色情形,區分為陽性反應(+)、弱陽性反應(w+)與陰性反應(-)(圖1)。結果發現接種的實施例1B平板培養基培養在厭氧箱、CO2培養箱及蠟燭缸中,培養18~24小時的鑑別B群鏈球菌靈敏度分別為99.1%(119/120)(表2及表3)、94.1%(113/120)與94.1%(113/120),而培養36~48小時,其靈敏度分別為99.1%(119/120)、96.6%(116/120)與96.6%(116/120)(表2)。B群鏈球菌菌落在無氧環境呈現的橘紅色,比其他培養環境者更為鮮豔(圖1b左)。
以劃種及穿刺方式接種160株測試菌於實施例1B平板培養基,共2組,分別培養在35℃的5%~10% CO2培養箱與蠟燭缸中,結果顯示鑑別B群鏈球菌的特異性為100%(40/40),而培養於CO2培養箱與蠟燭缸的靈敏度分別為98.3%(118/120)(表2及表3)與96.6%(116/120)(表2)。
本研究利用幾種臨床常見的分離菌(表1)進行實施例1B平板培養基的效能評估,結果發現40株的非B群鏈球菌均不會顯現胡蘿蔔色,特異性為100%,但由於測試120株B群鏈球菌培養在不同環境18~24小時後的顯色靈敏度不同,以培養在厭氧箱的靈敏度最高
(99.1%,119/120)(表3),其次為劃種穿刺法培養於CO2環境,靈敏度為98.3%(118/120)(表4),較差者為培養在CO2培養箱或蠟燭缸(94.1%,113/120)。因此,若檢驗室使用實施例1B平板培養基協助B群鏈球菌偵測時,可根據硬體設備決定培養環境及接種方式。
CHROMagar StrepB鑑別B群鏈球菌的效能
將CHROMagar StrepB分別接種160株測試菌種(表1),結果顯示在CHROMagar StrepB的生長菌落中,S.pneumoniae、GAS、GGS、Staphylococcus aureus(ATCC 25923)、S.epidermidis(ATCC 12228)與Stenotrophomonas maltophilia也呈現與B群鏈球菌相同的紫色菌落形態(圖2b),因此無法從菌落外觀上區分,
其特異性僅為70%(28/40),而靈敏度則為100%(120/120)(表5)。
其他菌種的存在下(不同比例混菌)對B群鏈球菌在實施例1B平板培養基及CHROMagar StrepB生長的干擾性
為了探討當臨床檢體如果有其他同屬於鏈球菌類別的高或低菌量存在下B群鏈球菌的生長是否會受到不同程度的影響,吾等以B群鏈球菌(103CFU/mL)分別與GAS及S.pneumoniae(約102~106CFU/mL)進行混菌試驗,結果指出此兩菌的各種混菌比例皆不影響B群鏈球菌在實施例1B平板培養基上的顯色;但與106CFU/mL(約B群鏈球菌的1,000倍菌量)的E.faecalis及與105CFU/mL GGS(約B群鏈球菌的100倍菌量)進行混菌時,其生長受到干擾(圖3a及表6)。B群鏈球菌與S.pneumoniae、GAS及GGS的各種濃度混菌接種
CHROMagar StrepB時,因為這些菌種的生長菌落顯色皆相同,而無法彼此區分,而與106CFU/mL E.faecalis的混菌試驗,同樣地會干擾B群鏈球菌的生長(圖3b及表6)。
含實施例1C培養基之套組(圖4)為針對孕
婦產前檢查B型鏈球菌檢體的採檢及輸送裝置,包括1支無菌棉棒及1支內含實施例1C培養基之塑膠採樣管。
為了探討孕婦生殖道檢體常見的棲息菌及一般產色素菌對實施例1C培養基效能的影響,本研究選用的測試菌株包括8株ATCC標準菌種:Streptococcus agalactiae(ATCC 12386)、Enterococcus faecalis(ATCC 29212)、Escherichia coli(ATCC 8739)、Candida albicans(ATCC 10231)、Staphylococcus aureus(ATCC 25923)、Serratia marcescens(ATCC 43861及8100)與Rhodococcus equi(ATCC 25729),以及由孕婦產道分離之菌種Escherichia coli、Staphylococcus aureus與Enterococcus faecalis各一株(表7)。這些菌種/菌株保存於GermBank裝置,存放於-70℃冰箱。
接種菌種/菌株的培養基為滋養性BAP,而稀釋液則使用無菌蒸餾水,GBS增菌培養液使用Lim氏培養液,庫存及品保菌株保存於Germ-Bank後置放於-70℃;以上BAP、Lim氏培養液及GermBank均購自啟新生物科技有限公司,台灣。
試驗前,從GermBank裝置分別取出各種不同庫存試驗菌株及品保菌種移種於BAP,將BAP培養於35
℃,5% CO2培養箱,18~24小時後再挑取單一菌落移種兩次備用。
為了瞭解實施例1C培養基是否具有只對S.agalactiae產生胡蘿蔔顏色變化(圖4)的特異性,將測試的11株菌種(表7)經過三次活化後得到新鮮生長的試驗菌,以無菌蒸餾水配製成相當於McFarland No.0.5(約含1.5 x 108CFU/mL)之懸浮菌液,再稀釋十倍後取100μL稀釋菌液沾附於棉棒上,使棉棒上約含106CFU之菌量,然後插入含實施例1C培養基之套組後,置入35℃的一般培養箱,18~24小時後觀察實施例1C培養基變色情形。
為了瞭解實施例1C培養基的效能是否會受到孕婦生殖道中常見棲息菌的影響,本實驗將S.agalactiae(約102CFU)混合兩種菌量(約102及105CFU)的5株陰道常見菌(表8),得到10種組合方式的混合菌液後接種於個別棉棒上,然後插入含實施例1C培養基之套組中,於室溫下放置隔夜(模擬輸送時間)後,取出棉棒以四區劃線法接種BAP,再將棉棒折斷浸泡於Lim氏培養液中。將實施例1C培養基及Lim氏培養液放到35℃的一般培養箱,而經接種的BAP則放置於35℃、5% CO2培
養箱中,18~24小時後分別觀察實施例1C培養基之變色情形及BAP上的菌落特徵。同時將增菌18~24小時之Lim氏培養液震盪混勻後,以棉棒沾取增菌液以四區接種法塗劃另一片BAP,同樣地,將此BAP放置於35℃之5% CO2培養箱,18~24小時後再觀察生長狀況。
將前述相當於McFarland No.0.5之新鮮生長菌懸浮液進行系列十倍稀釋,再分別從濃度104、103及102CFU/mL稀釋液中取100μL菌量加至不同的無菌棉棒中,使棉棒上含有103、102及10CFU之菌量,然後插入含實施例1C培養基之套組,各稀釋液分別進行20次重複,最後,再將含實施例1C培養基之套組放入35℃一般培養箱後,每18~24小時觀察實施例1C培養基變色情形直到72小時,並依據臨床與實驗室標準協會(CLSI)規範
選出接種菌量達到95%以上陽性結果的組別作為實施例1C培養基之偵測極限。
將前述方法配製的S.agalactiae懸浮菌液稀釋十倍(相當於約107CFU/mL),取100μL沾附於棉棒上(約含106CFU之菌量),再將棉棒插入含實施例1C培養基之套組中,共進行三重複,然後放置於室溫下0、24、48及72小時(模擬不同輸送時間),到達這些時間後,將棉棒置於含1mL無菌蒸餾水的試管中,劇烈震盪15秒,然後進行連續五次之系列十倍稀釋,最後將不同稀釋度之菌液各取100μL分別、接種於三片BAP上,以無菌玻棒操作塗抹法,將塗抹後的BAP置於35℃之5% CO2培養箱,培養18~24小時後進行菌落計數,並將所得數據平均,再換算成對數值進行比較。
由大台北地區多家醫療院所於2012年8~9月間,以實施例1C培養基包裝內的無菌棉棒進行產前檢查生殖道及直腸分泌物採檢,採檢後棉棒插入含實施例1C培養基之套組,再輸送至台美醫事檢驗所(新北市);檢驗人員收到後在最短時間內取出棉棒塗劃BAP,然後折斷浸入Lim氏培養液,再將含實施例1C培養基之套組、Lim氏培養液及BAP置於35℃一般培養箱,18~24小時
後觀察實施例1C培養基之變色狀況(流程如圖6)。同時,將增菌18~24小時之Lim氏培養液震盪混勻後,以無菌棉棒沾取菌液以四區劃線方式塗劃BAP,將BAP放置於35℃之5% CO2培養箱中,18~24小時後再觀察生長狀況及判讀。
為了瞭解使用含實施例1C培養基之套組進行孕婦產前檢查B群鏈球菌(圖5b)的成本結構,以操作100例檢體所需之時間、耗材及人力需求進行成本統計,並與現行孕婦產前檢查B群鏈球菌的操作流程(圖5a)進行比較。
將實施例1C培養基接種固定菌量的不同菌種,結果顯示只有接種S.agalactiae的陽性對照組產生胡蘿蔔色,接種其他菌種包括E.faecalis、E.coli、C.albicans、S.aureus、S.marcescens及R.equi之實驗組別及陰性對照組皆未發生顏色變化(表7)。此結果指出實施例1C培養基在所有測試菌株中具有100%之特異性。
本試驗模擬B群鏈球菌與其他常見陰道棲息
菌共存時是否會影響實施例1C培養基之顯色效能。將S.agalactiae(菌量為102CFU)分別與E.coli、C.albicans以及S.aureus進行混菌試驗,結果發現無論其他菌為低菌量(102CFU)或高菌量(105CFU)均不會影響S.agalactiae在實施例1C培養基中的變色能力(表8),但E.faecalis與S.agalactiae混合時,低菌量(102CFU)的E.Faecalis會使33%(2/6)實施例1C培養基不會產生胡蘿蔔色,而高菌量(105CFU)更提升到66%(4/6)。此結果指出實施例1C培養基的變色雖不受E.coli、C.albicans及S.aureus的干擾,但若檢體中含有E.faecalis時,則可能出現偽陰性結果,菌量越多,影響更為顯著。
本試驗將偵測極限定義為能使實施例1C培養基變色陽性率95%的最低接種菌量,在20個重複的試驗中,結果顯示實施例1C培養基對B群鏈球菌之偵測極限為102CFU(表9)。
接種後0小時實施例1C培養基中S.agalactiae菌量為4.4 x 105CFU;接種後24小時、48小時及72小時之平均回收菌量分別增至1.7 x 108、2.8 x 108及2.5 x 108CFU,結果指出實施例1C培養基在室溫存放24小時或以上,S.agalactiae將可增菌400倍以上。
實施例1C培養基採檢輸送之孕婦產前檢查檢體共161例,以目前B群鏈球菌檢驗操作流程(圖5a)發現陽性檢體32件,而陰性檢體129件,B群鏈球菌的陽性率為19.88%(32/161),至於使實施例1C培養基變色的檢體共有30件(表10),其陽性率為18.63%
(30/161),靈敏度為93.8%(30/32),實施例1C培養基的變色與傳統的操作流程的陽性檢體均相符合,其特異性100%(129/129)。
假設B群鏈球菌的陽性率為20%,以實施例1C培養基(圖6)與目前檢測方法(圖5a)篩檢100位孕婦所花費的時間及使用的耗材與人力成本進行分析,結果發現使用實施例1C培養基雖比嗜氧檢體輸送管的成本稍高,但對整體耗材成本及人力操作時間而言,卻可分別降低25%及60%,更重要地,使用實施例1C培養基可提早兩天以上時間發出報告(表11)。
實施例1A培養基係針對孕婦產前檢查乙型鏈球菌(Streptococcus agalactiae)的增菌鑑別培養基,為單一增菌、選擇和鑑別功能之流體培養基,另準備Lim氏培養液做為比照用增菌培養基。
本測試選用之乙型鏈球菌為β溶血型Streptococcus agalactiae(ATCC 12386)與γ溶血型Streptococcus agalactiae(ATCC 13813);其他生殖道或腸道常見菌與其他致病測試菌株以及部分臨床採集之菌株(表13)。測試菌株皆保存於GermBank-70℃冰箱。各菌
種試驗前,從GermBank裝置中取出,移種於BAP,並培養於35±2℃之5% CO2培養箱18-24小時,挑取單一菌落再移種兩次備用。
本步驟簡述如下:為檢測實施例1A培養基之最低偵測濃度,將S.agalactiae(ATCC 12386)以0.1%的蛋白腖水配製為McFarland No.0.5(約1.5×108CFU/ml)之懸浮菌液,再進行連續十倍稀釋,分別從108~102CFU/mL稀釋液中取100μL加入棉棒後,插入實施例1A培養基,再放入35±2℃之5%的CO2培養箱中培養,於培養時數18±1、20±1、22±1、24±1、36±1與48±1hr觀察其顯色情形。根據CLSI規範,以判定達到95%以上陽性結果之最低濃度作為其偵測極限。
為了解實施例1A培養基是否為僅對β溶血型GBS產生胡蘿蔔色變化,將各測試菌種(表13)以0.1%的蛋白腖水配製為McFarland No.0.5(約1.5×108CFU/ml)之懸浮菌液,再稀釋10倍後取100μL稀釋菌液沾附於棉棒上,使棉棒上約含106CFU之菌量,分別插入實施例1A培養基後,置入35±2℃之5% CO2培養箱,24±2小時後觀察顯色情形。
為了解實施例1A培養基是否會受到產道中棲息菌的干擾,影響結果的判讀;本測定將S.agalactiae(ATCC 12386)取約102與各測試菌種兩種濃度(分別約102及106)混合(表14),並分別接種於棉棒上,再插入實施例1A培養基中,置入35±2℃,5% CO2培養箱,24±2小時後後觀察顯色情形。為了更進一步確認E.faecalis對於其顯色的干擾,各別約取100~106CFU E.faecalis(ATCC 29212)分別與102和103的S.agalactiae(ATCC 12386)混合,插入實施例1A培養基中,置入35±2℃,5% CO2培養箱,24±2小時後後觀察顯色情形,以確認E.faecalis的干擾線性。
將S.agalactiae(ATCC 12386)以0.1%的蛋白腖水配製為McFarland No.0.5(約1.5×108CFU/ml)之懸浮菌液,以序列稀釋的方式稀釋1000倍後取100μL滴加至無菌棉棒上(約104CFU),並分別將棉棒插入實施例1A培養基與Lim氏培養液,35±2℃,5% CO2培養,24±2小時。再取出增菌後之棉棒置於含5ml無菌蒸餾水之試管中,震盪15秒,細菌懸浮液進行系列稀釋後,各取100μL塗佈於BAP上,於35±2℃,5% CO2培養24±2小時候計算菌落數,並換算一棉棒可取得之菌量。
本實驗根據CLSI規範,將變色陽性率達95%以上的最低菌量定義為其偵測極限。將約10CFU之Streptococcus agalactiae(ATCC 12386)接種於實施例1A培養基,並於35±2℃,5% CO2培養,24±2小時後。結果顯示實施例1A培養基的最低偵測極限皆為10CFU(表12)。
將各測試菌種接種於實施例1A培養基並培養,其結果顯示只有接種Streptococcus agalactiae(ATCC 12386)與臨床來源之S.agalactiae產生胡蘿蔔色,其他測試菌種皆無顏色變化(表13)。其中S.agalactiae(ATCC 13813)雖同為GBS但由於其為γ溶血型,在此實驗中仍不
產生顏色。以上結果只顯示,實施例1A培養基對於GBS顯色的特異性皆為100%,但對於γ溶血型的GBS並無顯色。
本實驗以測試菌株的混合培養做為模擬臨床的干擾性實驗。干擾性實驗的結果顯示其他常見菌種對於實施例1A培養基陽性呈色並無影響。但當γ溶血型S.agalactiae(ATCC 13813)或E.faecalis(ATCC 29212)混合菌量比β溶血型S.agalactiae(ATCC 12386)高時,會使實施例1A培養基無法順利顯色,若使用臨床來源試驗菌株E.faecalis與E.faecium高菌量混合也無法順利顯色(表14)。由線性干擾試驗的結果(表15),顯示出當E.faecalis高於S.agalactiae十倍CFU時,即會出現偽陰性的結果。
將接種約104CFU的Streptococcus agalactiae(ATCC 12386)的棉棒放入實施例1A培養基與Lim氏培養液後,35±2℃,5% CO2的增菌結果如(圖7)所示,在24±2hr後即可達到顯色的菌量並可判定S.agalactiae的存顯色外,實施例1A培養基的增菌效能與Lim氏培養液
並無明顯差異。
在台灣,GBS的孕婦帶原者約為15-30%。臨床上對於乙型鏈球菌的治療方法為提供預防性之抗生素治療,若在乙型鏈球菌的檢測當中產生偽陰性報告,儘管一般臨床醫師所使用之抗生素為對孕婦較低風險的penicillin,仍對孕婦與胎兒造成不必要的負擔。目前公告的傳統檢測流程(圖8),在發布報告需要3-5天,雖然抗生素施用的時機為分娩前4小時,但若發生早產情形,羊水提早破裂,胎兒很可能因此受到感染。因此在孕婦產前乙型鏈球菌檢查的正確性與效率是相當重要的。根據台大醫學院雲林分院的統計;經由勸導乙型鏈球菌採檢流程與送檢流程的標準化下,乙型鏈球菌檢出率的品質指標由14.8%提升至20.1%,這證實了台灣目前各醫院的採檢流程仍有改善的空間。在目前未能全面普及採檢流程與送檢流程的標準化前,改善檢驗流程,提高乙型鏈球菌檢出率的品質仍屬必要。本實施例中所測試之實施例1A培養基,目的為增菌中便能以顯色的方式提早偵測GBS,縮短報告時間。在不改變公告的檢驗流程,採用實施例1A培養基(圖8)將能縮短報告時數2-3天。為了避免因檢體的低菌量及運送過程使菌量減少,導致偽陰性的產生,本研究以1至103CFU的S.agalactiae(ATCC 12386)來測試實施例1A培養基的偵測極限,結果顯示在棉棒中含菌量約10CFU下並培養24hr仍可正確顯示陽性反應(表12)。
另外,經由本實施例中的特異性實驗(表13)證實,實施例1C培養基與實施例1A培養基的陽性顯色僅在S.agalactiae(ATCC 12386)與臨床株產生,其他菌種皆不會產生顏色反應,顯示實施例1C培養基與實施例1A培養基的特異性高達100%。
利用其他菌種混合S.agalactiae以觀測是否會干擾培養基的陽性顯色。結果顯示多數菌種即使含量遠高於S.agalactiae(104倍),實施例1A培養基仍能維持正常的顯色效果(表14),唯混合菌種為E.faecalis、S.agalactiae(γ溶血型)與E.faecium時有所影響。當實施例1A培養基中的E.faecalis、S.agalactiae(γ溶血型)及E.faecium與S.agalactiae(β溶血型)等量時(102CFU),仍能正常產生稍弱的陽性反應,但在E.faecalis、S.agalactiae(γ溶血型)及E.faecium高於S.agalactiae(β溶血型)時,則會受到干擾所抑制。在利用E.faecalis進行濃度的線性測試後(表15),發現E.faecalis高於S.agalactiae(β溶血型)十倍量即會抑制顯色,而此現象可配合藉由例如進行CAMP試驗以降低偽陰性。
臨床檢體來源之菌株數量一般不足以達到檢測實驗所需之數量,因此公告方法建議檢體需先進行增菌後方可進行檢測。實施例1A培養基的設計即帶有針對GBS增菌之功能,能在增菌同時進行乙型鏈球菌的檢測,本研究將實施例1A培養基和傳統方法的Lim氏培養液進行增菌效能比較(圖7),發現實施例1A培養基在效能上與
Lim氏培養液並無顯著差異,顯示著實施例1A培養基具有增菌並縮短檢驗時程的功能。如圖8所示,採用實施例1A培養基,將可提早2-3天發出陽性報告,並提早操作藥敏試驗。綜上所述,以本揭露之培養基進行GBS檢驗的流程,將可達到高正確性、簡易操作、結果快速、正確,縮短報告時間與降低人員操作之人力的目標。
綜合上述之實施例,可知本揭露之培養基不僅能降低耗材成本、人力操作時間、報告時效、及操作便利性(例如液體培養基,使用前不需加入產色紙條),同時仍有優異之菌株分離率表現。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明。熟悉此項技藝人士,在不悖離本發明之精神和範圍下,當可進行許多改變及修飾。本發明所請範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
Claims (17)
- 一種用於檢測B群鏈球菌(Group B Streptococcus(GBS))之培養基,其包含:富集調合物(enrichment formulation),其中該富集調合物係Todd-Hewitt氏培養基;多醣類,其中該多醣類係澱粉;以及微生物篩選劑,其中該微生物篩選劑包含黏菌素硫酸鹽(colistin sulfate)、慶大黴素硫酸鹽(gentamicin sulfate)、啶酮酸(nalidixic acid)、或彼等之二者或多者的組合,洋菜(agar)。
- 如請求項1之培養基,其另包含右旋糖(dextrose)。
- 如請求項1之培養基,其中該富集調合物含量係每1升培養基為15至30克。
- 如請求項1之培養基,其進一步包含鹽類。
- 如請求項4之培養基,其中該鹽類包含丙酮酸鈉及硫酸鎂。
- 如請求項1之培養基,其進一步包含緩衝劑。
- 如請求項6之培養基,其中該緩衝劑包含嗎福林丙磺酸(MOPS)及磷酸氫二鈉(Na2HPO4)。
- 如請求項1之培養基,其中形成該多醣類的單體包含六碳糖。
- 如請求項1之培養基,其中該多醣類含量係每1 升培養基為10至25克。
- 如請求項1之培養基,其另包含胺基酸或其鹽類。
- 如請求項10之培養基,其中該胺基酸或其鹽類係L-半胱胺酸鹽酸鹽。
- 如請求項1之培養基,其中該洋菜含量係每1升培養基為4至6克。
- 如請求項1之培養基,其中該洋菜含量係每1升培養基為15克。
- 一種用於檢測B群鏈球菌之套組,其包含如請求項1至13項中任一項之培養基,及一或多種容器,其用於容置如請求項1至13項中任一項之培養基,該一或多種容器係獨立選自由採樣管、試管及培養皿所組成的群組。
- 如請求項14之套組,其進一步包含用於取得樣品之工具。
- 如請求項15之套組,該工具為無菌棉棒。
- 一種用於檢測樣品中GBS的存在之方法,該方法包含:將樣品培養於如請求項1至13項中任一項之培養基,約18至約24小時後,若培養基有淡橘至紅色的色素產生,則判讀為陽性。
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