Минимальная ингибирующая концентрация
В микробиологии минимальная ингибирующая концентрация ( МИК ) — это самая низкая концентрация химического вещества , обычно лекарственного средства, которая предотвращает видимый vitro рост бактерий in или грибков . [1] [2] Тестирование МИК проводится как в диагностических [1] [2] и лаборатории по поиску лекарств . [3] [4]
МИК определяют путем приготовления серии разведений химического вещества, добавления агара или бульона , затем инокуляции бактериями или грибами и инкубации при подходящей температуре . Полученное значение во многом зависит от чувствительности микроорганизма и антимикробной активности химического вещества, но на результаты могут влиять и другие переменные. [5] МПК часто выражается в микрограммах на миллилитр (мкг/мл) или миллиграммах на литр (мг/л).
В диагностических лабораториях результаты тестов МИК используются для оценки восприимчивости микробов. Эти оценки присваиваются на основе согласованных значений, называемых точками останова. Точки останова публикуются организациями по разработке стандартов, такими как Институт клинических и лабораторных стандартов США (CLSI), Британское общество антимикробной химиотерапии (BSAC) и Европейский комитет по тестированию чувствительности к противомикробным препаратам (EUCAST). [6] [7] [8] Цель измерения МПК и классификации микробов – дать возможность врачам назначать наиболее подходящее противомикробное лечение.
Первым шагом в открытии лекарств часто является измерение МИК биологических экстрактов , изолированных соединений или больших химических библиотек против представляющих интерес бактерий и грибов. [9] [10] экстракта или соединения Значения МПК служат количественной мерой антимикробной активности . Чем ниже МИК, тем сильнее противомикробное средство. [4] При наличии данных о токсичности in vitro МИК также можно использовать для расчета значений индекса селективности, меры отклонения от целевой токсичности . [4]
История
[ редактировать ]После открытия и коммерциализации антибиотиков микробиолог, фармаколог и врач Александр Флеминг разработал метод разведения бульона, используя для оценки мутность бульона. [11] Обычно считается, что это точка формирования минимальных ингибирующих концентраций. [12] Позже, в 1980-х годах, Институт клинических и лабораторных стандартов объединил методы и стандарты определения МИК и клинического использования. Поскольку патогены продолжают развиваться, а новые лекарства продолжают разрабатываться, протоколы MIC CLSI периодически обновляются с учетом этих изменений. [13] Протоколы и параметры, установленные CLSI, считаются «золотым стандартом» в США и используются регулирующими органами, такими как FDA, для проведения оценок. [14]
Клиническое использование
[ редактировать ]В настоящее время МИК используется при тестировании чувствительности к противомикробным препаратам. О МПК сообщается путем предоставления интерпретации чувствительности рядом с каждым антибиотиком. Существуют различные интерпретации чувствительности: «S» (чувствительность или ответ на стандартный режим дозирования), «I» (средняя степень или требующая повышенного воздействия) и «R» (резистентность). Эти интерпретации были разработаны CLSI и EUCAST . [6] [8] На протяжении многих лет наблюдались серьезные расхождения между контрольными точками различных европейских стран, а также между точками CLSI и EUCAST. [15]
В клиниках чаще всего точные возбудители не могут быть легко определены по симптомам пациента. Тогда, даже если возбудитель будет определен, разные штаммы возбудителей, такие как Staphylococcus aureus, имеют разный уровень устойчивости к противомикробным препаратам . По этой причине сложно назначить правильные противомикробные препараты. [16] В таких случаях МИК определяют путем выращивания изолята возбудителя от пациента на чашке или бульоне, который позже используется в анализе. [17] Таким образом, знание МПК предоставит врачу ценную информацию для выписывания рецепта.
Аккуратное и точное использование противомикробных препаратов также важно в контексте бактерий с множественной лекарственной устойчивостью . Микробы, такие как бактерии, приобретают устойчивость к противомикробным препаратам, к которым они ранее были чувствительны. [18] Использование несовместимых уровней противомикробных препаратов обеспечивает селективное давление, которое определяет направление и эволюцию резистентности бактериальных патогенов. [19] Это наблюдалось при дозах антибиотиков ниже МПК. [20] Таким образом, становится все более важным определить МПК, чтобы сделать лучший выбор при назначении противомикробных препаратов.
Методы
[ редактировать ]Анализ разведения бульона
[ редактировать ]
Для проведения этого анализа необходимы три основных реагента : среда, противомикробный агент и тестируемый микроб. Наиболее часто используемой средой является бульон Мюллера-Хинтона с корректировкой по катионам из-за его способности поддерживать рост большинства патогенов и отсутствия ингибиторов по отношению к обычным антибиотикам. [21] В зависимости от тестируемого возбудителя и антибиотиков среду можно менять и/или корректировать. Концентрацию противомикробного препарата доводят до нужной концентрации путем смешивания исходного противомикробного препарата со средой. Скорректированный противомикробный препарат последовательно разводят в несколько пробирок (или лунок) для получения градиента. Скорость разведения можно регулировать в зависимости от точки останова и потребностей практикующего врача. Микроб или инокулирующий агент должен происходить из одной и той же колониеобразующей единицы и иметь правильную концентрацию. Это можно регулировать временем инкубации и разбавлением. Для проверки положительный контроль высевают в стократном разведении для подсчета колониеобразующих единиц. Микробы инокулируют пробирки (или планшеты) и инкубируют в течение 16–20 часов. МИК обычно определяют по мутности. [21]
С фронта
[ редактировать ]
Этесты могут использоваться в качестве альтернативного метода для определения минимальных ингибирующих концентраций широкого спектра противомикробных препаратов против различных микроорганизмов. Они широко используются в микробиологических лабораториях по всему миру. Etests, производимые компанией bioMérieux , представляют собой готовые к использованию непористые пластиковые реагентные полоски с заданным градиентом содержания антибиотика, охватывающим непрерывный диапазон концентраций. [22]
MBC-тестирование
[ редактировать ]В то время как МИК представляет собой самую низкую концентрацию антибактериального или противогрибкового средства, необходимую для подавления видимого роста, минимальная бактерицидная концентрация (МБК) представляет собой минимальную концентрацию антибактериального средства, которая приводит к гибели бактерий. Это определяется невозможностью повторно культивировать бактерии, и чем ближе МИК к МБК, тем более бактерицидным является соединение. [23]
МИК используется в клинических исследованиях вместо MBC, поскольку МИК легче определить. [13] Кроме того, эффективность лекарств, как правило, одинакова при приеме как в концентрациях MIC, так и в MBC, поскольку иммунная система хозяина может изгнать возбудитель, когда пролиферация бактерий приостановлена. [24] Когда МБК намного выше МПК, токсичность препарата делает прием МБК препарата вредным для пациента. Антимикробная токсичность может проявляться во многих формах, таких как иммунная гиперчувствительность и нецелевая токсичность. [25]
Важность
[ редактировать ]В связи с ростом бактериальных вспышек и появлением новых штаммов микробов и патогенов, ежедневно вторгающихся в нашу жизнь, растет потребность в тестировании этих микробов. Мутирующие бактерии представляют более высокий риск для людей, чем когда-либо, и поэтому тест MIC важен, чтобы гарантировать, что мы на шаг впереди них.
См. также
[ редактировать ]- Тест Кирби-Бауэра
- Артур Томас Пэйлин , пионер в области обработки и тестирования хлорирования питьевой воды.
- Порядок проведения теста MIC и порядок проведения теста MIS
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Магрео С., Жореги Ф., Карбоннель Э., Захар-младший (декабрь 2010 г.). «Когда и как использовать МИК в клинической практике?» . Антибиотики . 11 (12): Статья 1748. doi : 10.3390/antibiotics11121748 . ПМЦ 9774413 . ПМИД 36551405 .
- ^ Jump up to: а б Пфаллер М.А., Андес Д., Дикема Д.Д., Эспинель-Ингрофф А., Шихан Д. (декабрь 2010 г.). «Распределение МПК дикого типа, эпидемиологические пороговые значения и видоспецифичные клинические контрольные точки для флуконазола и Candida: время для гармонизации методов микроразведения бульона CLSI и EUCAST». Обновления по лекарственной устойчивости . 13 (6): 180–195. дои : 10.1016/j.drup.2010.09.002 . ПМИД 21050800 .
- ^ Беннани Ф.Е., Дудах Л., Эль Райям Ю., Карручи К., Черра Ю., Тариб А., Ансар М., Фаузи М.Э. (ноябрь 2022 г.). «Идентификация нового прогресса в области молекул производных пиразола как противомикробных и противогрибковых средств». Западноафриканский медицинский журнал . 39 (11): 1217–1244. PMID 36455285 .
- ^ Jump up to: а б с Кушни Т.П., Кушни Б., Эчеверрия Дж., Фаусантир В., Таммават С., Доджсон Дж.Л., Лоу С., Клоу С.М. (июнь 2020 г.). «Биопоиск антибактериальных препаратов: междисциплинарный взгляд на исходный материал натуральных продуктов, выбор биоанализа и ошибки, которых можно избежать» . Фармацевтические исследования . 37 (7): Статья 125. doi : 10.1007/s11095-020-02849-1 . ПМИД 32529587 . S2CID 254932190 .
- ^ Маккиннон П.С., Дэвис С.Л. (апрель 2004 г.). «Фармакокинетические и фармакодинамические вопросы лечения бактериальных инфекционных заболеваний». Европейский журнал клинической микробиологии и инфекционных заболеваний . 23 (4): 271–88. дои : 10.1007/s10096-004-1107-7 . ПМИД 15015030 . S2CID 28455936 .
- ^ Jump up to: а б Хамфрис Р., Бобенчик А.М., Хиндлер Дж.А., Шуец А.Н. (ноябрь 2021 г.). «Обзор изменений в стандартах деятельности Института клинических и лабораторных стандартов для тестирования чувствительности к противомикробным препаратам, M100, 31-е издание» . J Clin Микробиол . 59 (12): Статья e0021321. дои : 10.1128/JCM.00213-21 . ПМЦ 8601225 . ПМИД 34550809 .
- ^ Эндрюс Дж. М. (июль 2001 г.). «Определение минимальных ингибирующих концентраций» . Журнал антимикробной химиотерапии . 48 Приложение 1 (приложение 1): 5–16. дои : 10.1093/jac/48.suppl_1.5 . ПМИД 11420333 .
- ^ Jump up to: а б «Новые определения S, I и R от 2019 года» . Европейский комитет по тестированию чувствительности к противомикробным препаратам (EUCAST) . Проверено 5 мая 2023 г.
- ^ Тернидж Дж. Д., Ферраро М. Дж., Йоргенсен Дж. Х. (2003). «Методы тестирования чувствительности: общие соображения». В Мюррее PR, барон Э.Дж., Йоргенсен Дж.Х., Пфаллер М.А., Йолкен Р.Х. (ред.). Руководство по клинической микробиологии (8-е изд.). Вашингтон: Американское общество клинической микробиологии. п. 1103. ИСБН 1-55581-255-4 .
- ^ О'Нил Эй Джей, Чопра I (август 2004 г.). «Доклиническая оценка новых антибактериальных средств микробиологическими и молекулярными методами». Экспертное заключение об исследуемых препаратах . 13 (8): 1045–63. дои : 10.1517/13543784.13.8.1045 . ПМИД 15268641 . S2CID 24016698 .
- ^ Флеминг А (1944). Об антибактериальном действии культур пенициллий с особым упором на их использование для выделения B. influenzae . HK Lewis & Co. Ltd. OCLC 25424051 .
- ^ Пшеница ПФ (июль 2001 г.). «История и развитие методологии тестирования чувствительности к противомикробным препаратам» . Журнал антимикробной химиотерапии . 48 Приложение 1 (suppl_1): 1–4. дои : 10.1093/jac/48.suppl_1.1 . ПМИД 11420332 .
- ^ Jump up to: а б Кокерилл ФР (2012). Методы разведения тестов на чувствительность к противомикробным препаратам бактерий, растущих аэробно: утвержденный стандарт (9-е изд.). Уэйн, Пенсильвания: Институт клинических и лабораторных стандартов. ISBN 978-1562387846 . OCLC 1016466655 .
- ^ Кокерилл Ф (2012). Стандарты эффективности тестирования чувствительности к противомикробным препаратам: двадцать второе информационное приложение . Уэйн, Пенсильвания: Институт клинических и лабораторных стандартов. ISBN 978-1562387853 . OCLC 795927370 .
- ^ Дьене С.М., Абат С., Ролен Ж.М., Рауль Д. (июль 2017 г.). «Насколько искусственно определение устойчивости к антибиотикам?» . Ланцет инфекционных заболеваний . 17 (7): 690. дои : 10.1016/S1473-3099(17)30338-9 . ПМИД 28653629 .
- ^ Кэмерон Д.Р., Хауден Б.П., Пелег А.Ю. (сентябрь 2011 г.). «Взаимосвязь между устойчивостью к антибиотикам и вирулентностью золотистого стафилококка и ее влияние на клинические результаты» . Клинические инфекционные болезни . 53 (6): 576–82. дои : 10.1093/cid/cir473 . ПМИД 21865195 .
- ^ Швальбе Р., Стил-Мур Л., Гудвин AC (2007). Протоколы тестирования чувствительности к противомикробным препаратам . Бока-Ратон: CRC Press. ISBN 9781420014495 . OCLC 666899344 .
- ^ Всемирная организация здравоохранения (15 декабря 2015 г.). Глобальная система надзора за устойчивостью к противомикробным препаратам: руководство по раннему внедрению . Всемирная организация здравоохранения. Женева, Швейцария. ISBN 978-9241549400 . OCLC 950637154 .
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) - ^ Гейзингер Э., Исберг Р.Р. (февраль 2017 г.). «Взаимодействие между устойчивостью к антибиотикам и вирулентностью во время заболевания, вызванного бактериями с множественной лекарственной устойчивостью» . Журнал инфекционных болезней . 215 (дополнение_1): S9–S17. дои : 10.1093/infdis/jiw402 . ПМЦ 5853982 . ПМИД 28375515 .
- ^ Гуллберг Э., Као С., Берг О.Г., Ильбек С., Сандегрен Л., Хьюз Д., Андерссон Д.И. (июль 2011 г.). «Отбор устойчивых бактерий при очень низких концентрациях антибиотиков» . ПЛОС Патогены . 7 (7): e1002158. дои : 10.1371/journal.ppat.1002158 . ПМК 3141051 . ПМИД 21811410 .
- ^ Jump up to: а б Кокерилл Ф (2015). Методы разведения тестов на чувствительность к противомикробным препаратам бактерий, растущих аэробно: утвержденный стандарт (Десятое изд.). Уэйн, Пенсильвания: Институт клинических и лабораторных стандартов. ISBN 978-1562387839 . OCLC 932608948 .
- ^ "ЭТЕСТ" . биоМерье . Проверено 23 апреля 2019 г.
- ^ Трипати К.Д. (2013). Основы медицинской фармакологии (7-е изд.). Нью-Дели, Индия: Медицинские издательства Jaypee Brothers. стр. 696, 697. ISBN. 9789350259375 .
- ^ Галлахер Дж. К. (21 ноября 2016 г.). Антибиотики упрощенно . Издательство Джонс и Бартлетт. ISBN 9781284111293 . OCLC 952657550 .
- ^ Гюнгерих Ф.П. (2011). «Механизмы токсичности лекарств и их значение для фармацевтического развития» . Метаболизм лекарственных средств и фармакокинетика . 26 (1): 3–14. doi : 10.2133/dmpk.DMPK-10-RV-062 . ПМК 4707670 . ПМИД 20978361 .