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CMPTM Carrot broth, Lim broth及 Trans-Vag broth 三种 B 群链球菌(Group B Streptococcus)增菌培养液的效能比

2019.04.23

前言

B 群链球菌(Group B Streptococcus GBSStreptococcus agalactiae)为一种革兰 氏阳性球菌,常栖息于生殖泌尿道与肠胃道

的共生菌,通常带菌者不会出现症状,但因 新生儿抵抗力较低,容易透过母亲垂直感染, 是造成新生儿败血症之最大杀手;既使治愈 后依然会有约30%带有神经系统的后遗症, 例如:听力或是视力受损、学习与运动障碍 或是脑性麻痹等[1-2] 

目前卫福部建议怀孕35-37周孕妇应进 行筛检,透过棉拭采检阴道及直肠末端后, 接着把拭子接种在 Carrot brothLim broth Trans-Vag broth 中,若种在 Carrot broth 中于35-37℃的 CO2 培养箱培养18-24小时 后,发现有胡萝卜色即可发出 GBS 阳性报 告,若无则再移种至其他平板培养基;而种 在Lim brothTrans-Vag broth中于35-37℃ 的 CO2 培养箱培养18-24小时后,全部需划 种于平板培养基,并再于35-37℃的 CO2 培 养箱培养18-24小时后,若有疑似菌落再进 行鉴定试验后才可发出报告[3]。 检测GBS的流程中必需将检体增菌后再 移种,目的为增加GBS的分离率[4],而在台 湾[2-4]及国外的研究[5]中有提及GBS的增菌培 养液可选用Carrot broth, Lim broth TransVag broth,而移种的培养基可选用 BAP CNACHROMagar StreptBGBS DetectTM, 而在台湾则有新设计的分离培养基-CMPTM Carrot agar / GBS detection agar bi-plate [6-8]皆可以很方便地分离GBS Lim broth[5, 9]为含 colistin nalidixic acid Todd-Hewitt 培养液,可抑制革兰氏 阴性杆菌的生长。也有研究报告显示[11],检 体增菌后的GBS分离率优于未增菌者,原因 可能是抑制其他阴道/直肠菌群,但此增菌方 法须经过多次培养确认,将会延迟报告[10] Trans-Vag broth[5, 11]为含5%绵羊血、 gentamicin nalidixic acid Todd-Hewitt 培养液,大致上与 Lim broth 相同只差使用 的抗生素种类不同与额外添加5%绵羊血。 Gentamicin nalidixic acid可抑制部分革兰 氏阴性菌,添加5%绵羊血目的为提供更佳的 营养分以增加GBS的生长。 CMPTM Carrot broth[5, 12]为一种液态增 菌/鉴别培养基,含 GBS 生长所需物质及抑 制其它非链球菌的抗生素,并含少量琼脂与 特殊养份促使 溶血型 GBS 显色,阳性反应 会产生胡萝卜色。先前研究报告指出, -GBS Carrot broth产生胡萝卜色具有100%的专 一性[13],因此产色即可发出阳性报告[3],可以减少再次移种所需的人力、物力。 虽然GBSBAP的生长菌落大多呈 溶 血型(菌落周围完全溶血),但仍有约3-5% 的菌落呈 溶血型(不溶血)且在Carrot broth 中不显色,为能够确切检测出所有GBS,可 搭配使用GBS detection agar,相关研究报告 指出CMPTM / GBS detection agar Hardy GBS DetectTM会诱导 溶血型GBS呈现 溶血 型,将可提高 溶血型 GBS 侦测的灵敏度与 分离率[14-15]。 本研究比较目前GBS检测常用的三种增 菌培养液(Carrot broth, Lim broth TransVag broth)的效能,除了测试此三种增增菌培 养液的侦测极限,也与三种常见产道栖息菌 混合接种,以了解GBS在侦测中可能受到的 干扰。
材料与方法
试验菌株 本研究选用的测试菌株包括五株标准菌 种,Streptococcus agalactiae (ATCC 12386) Streptococcus agalactiae (ATCC13813)Enterococcusfaecalis(ATCC29212)Staphylococcus aureus (ATCC 25923) Escherichia coli (ATCC 25922)。上述五种菌株皆保存在-70℃ 的 GermBank 菌种保存管(启新生物科技公 司,新北市),试验前取出接种在 BAP 35-37℃的CO2 培养箱培养18-24小时,共活 化两次。
增菌培养液、移种培养基与试剂 本研究使用的增菌培养液包含 CMPTM Carrot brothLim brothTrans-Vag broth, 以及移种培养基BAP CMPTM Carrot agar / GBS detection agar bi-plate和系列 稀释使用的Tryptic soy broth (TSB) 培养液, 皆由启新生物科技有限公司(新北市,台湾) 提供。

三种增菌培养液的侦测极限 分别将 与 -GBSTSB调至McFarland no 0.5 (1.5×108 CFU/mL),再进行10倍系 列稀释至103-10 CFU/mL,并各取0.1 mL分 别接种在CMPTM Carrot brothLim broth Trans-Vag broth中(实际接种菌量为102-100 CFU),接种完后,置于35-37℃的 CO2 培 养箱培养,18-24小时后观察每一增菌液的 颜色变化,再以四区及三区划线分别移种于 BAPCMPTM Carrot agar / GBS detection agarbi-plate,并于35-37℃的CO2 培养箱 培养18-24小时,观察菌落是否生长与是否 有胡萝卜色及溶血菌落的产生。
三种增菌培养液的干扰试验 依照上述实验得到GBS在各增菌培养液 中的侦测极限,再分别将Enterococcus faecalis (ATCC 29212)Staphylococcus aureus (ATCC 25923) Escherichia coli (ATCC 25922)利 用TSB调至相当于McFarland no 0.5标准液, 并进行十倍系列稀释,将 与 -GBS固定菌量 104 CFU,和其余三种干扰菌分别以10:1 1:11:10之比例混合,然后都取0.1 mL 分 别接种于CMPTM Carrot brothLim broth Trans-Vag broth 中,接种完后置于35-37℃ 的 CO2 培养箱培养18-24小时,待增菌后观 察每一增菌液的颜色变化,再以四区及三区 划线分别移种于BAP CMPTM Carrot agar / GBS detection agar bi-plate,并于 35-37℃的CO2 培养箱培养18-24小时,观察 菌落是否生长与是否有胡萝卜色及溶血菌落 的产生。
结果 与 -GBS在三种增菌培养液的侦测极限 将 102-100 CFU的 与 -GBS分别接种在 Carrot brothLim brothTrans-Vag broth, 并于35-37℃的CO2 培养箱培养18-24小时后观察颜色变化,并接种在CMPTM Carrot agar / GBS detection agar bi-plate,于 35-37℃的CO2 培养箱培养18-24小时后观察 培养基上的菌落颜色及形态。 -GBS -GBS Carrot broth 中在菌 量高于10 CFU 时皆产生胡萝卜色,侦测率 皆为100% (3/3),不过若是菌量为1 CFU时 则没有显色,不过却在 CMPTM Carrot agar / GBS detection agar bi-plate中有其 中两片产生胡萝卜色菌落,侦测率降低为 66.7% (2/3);在 Lim broth 中,当菌量高于 10 CFU时,侦测率为100% (3/3),若是菌量 为 1 CFU时则降低为0% (0/3);在Trans-Vag broth中,当菌量高于10 CFU时,侦测率为 100% (3/3),若是菌量为1 CFU时则降低为 66.7% (2/3)。(表1 -GBS -GBS Carrot broth 中在菌 量高于10 CFU时的侦测率皆为100% (3/3), 不过若是菌量为1 CFU时则降低为33.3% (1/3);在Lim broth中,当菌量高于10 CFU 时,侦测率为66.7% (2/3),若是菌量为1 CFU时则降低为0% (0/3);在Trans-Vag broth 中,当菌量高于10 CFU时,侦测率为100% (3/3),若是菌量为1 CFU时则降低为33.3% (1/3)。(表1
-GBS在三种增菌培养液的干扰试验 本研究将Enterococcus faecalisStaphylococcus aureusEscherichia coli 10:1 1:11:10之比例分别与 与 -GBS 混合,并 接种在Carrot brothLim brothTrans-Vag broth 并于35-37℃的 CO2 培养箱培养18-24 小时后观察颜色变化,并接种在CMPTM Carrot agar / GBS detection agar bi-plate, 并于35-37℃的CO2 培养箱培养18-24小时后 观察培养基上的菌落颜色及形态。 -GBS -GBS Carrot broth 中与其 他三种菌以三种比例混合培养后,其中,与S. aureus E.coli 混合的三种比例皆100% (3/3)产生胡萝卜色,而与E. faecalis 10:1 或是1:1混合也不会干扰到胡萝卜色产生, 不过若是 -GBSE. faecalis 1:10混合的 话则不产生胡萝卜色(0/3),必需接种到CMP TM Carrot agar / GBS detection agar bi-plate后,才在其中一片培养基上发现胡萝 卜色的菌落(1/3)。此外, -GBS Lim broth Trans-Vag broth中与其他三种杂菌混合培 养之后,S. aureus E.coli也不会干扰到 GBS的侦测,侦测率为100% (3/3),只有当 -GBS E. faecalis 1:10混合才会影响到 其侦测的能力,侦测率分别为0% (0/3) 66.7% (2/3)(表2)。 -GBS -GBS 的实验结果与 -GBS 相 似,在Carrot brothLim brothTrans-Vag broth 中,S. aureus E.coli 并不会干扰 GBS的侦测,只有 -GBS E. faecalis 1: 10混合才会影响到其侦测的能力,侦测率分 别为33.3% (1/3)0% (0/3) 33.3% (1/3) (表2)。
讨论
GBS
常用的三种增菌培养液CMPTM Carrot broth, Lim brothTrans-Vag broth,在之前 的研究报告皆有指出可有效增加GBS生长, 有助于 GBS 在平板培养基上的分离率[4-5]。 此次研究比较三种增菌培养基的效能,结果 指出三种增菌培养液对于 -GBS都可以100% 侦测到10 CFU 以上的菌量,若是 -GBS 1 CFU 时,Carrot broth Trans-Vag broth 依然有66.7%的侦测率,不过Lim broth则为 0%(表1)。先前研究指出,Carrot broth对 于 -GBS 具有100%产生胡萝卜色的专一性 [14],而在本研究中观察到当 -GBS菌量为10 CFU 以上时,Carrot broth 皆可产生典型胡 萝卜色,不过在菌量为1 CFU 时,Carrot broth却不产色,需要移种至同样能使 -GBS
产生胡萝卜色的平板培养基后,才能鉴定 出 -GBS,这是由于当菌量过低时, -GBS Carrot broth 内的分布不集中,因此即使 产色也无法轻易用肉眼观察,此时只能增长 培养时间或是移种到平板培养基进行二次增 菌才可以观测到 -GBS。启新生物科技公司 所研发的 CMPTM GBS TransCultSwab 也具 有产生胡萝卜色的能力,与 Carrot broth 不 同的地方在于CMPTM GBS本身即为采检管, 在 35-37℃保存时能实时增菌,也因为其为 半固态培养基,更能让检体内的GBS实时增 菌以及维持厌氧的环境,因此在临床上的应 用上比Carrot broth有更好的效能[16-19]。 对于 -GBS的侦测极限,Carrot broth Trans-Vag broth都可以100%的侦测到10 CFU 以上的菌量,若是菌量为1 CFU 时,只有 33.3%的侦测率。而Lim broth对于 -GBS的 侦测极限,当菌量为10 CFU时为66.7%1 CFU时为0%,这可能是由于Lim broth中所 含的养分相对于其他两种增菌培养液较低, 因此Lim broth对于低菌量的增菌效果较差。 将Enterococcus faecalisStaphylococcus aureus Escherichia coli 10:11:11: 10之比例分别与 与 -GBS混合进行GBS的 干扰试验,经由三种增菌培养液培养后,结 果显示S. aureusE. coli在任何比例下,均 不影响 与 -GBS的生长,是由于三种增菌液 中皆有添加特定的抗生素来抑制革兰氏阴性 菌,还有除了链球菌以外的革兰氏阳性菌。 不过针对 E. faecalis,当 E. faecalis 的菌量 高于 与 -GBS 10倍以上时,就会干扰GBS 的生长(表2),也间接影响 -GBSCarrot broth中的产色。 综合上述研究结果,对GBS来说,CMP TM Carrot broth Trans-Vag broth 具有较相 近的增菌能力,而 Lim broth 相较于其他两 种增菌液,增菌能力显然地较为不足。其中 Carrot broth更具有产生胡萝卜色的效能,一旦产色即可判定为 -GBS,不需要再移种至 其他培养基,可以省下更多的人力、物力以 及时效[16-18]。本次研究所用的三种增菌液接 对于临床上的杂菌都具有一定的抑菌性,唯 一会造成影响的是 E. faecalis,不过由于 E. faecalis 在分类与结构上都与 GBS 相近,因 此目前难以在培养的阶段专一性地抑制E. faecalis.


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