B I O M E D I C AL Nové technologie v mikrobiologické laboratoři, aneb jak ovlivnit čas k získání klinicky relevantního výsledku Jaroslav Hrabák CHARLES UNIVERSITY
Obsah prezentace Historie, vývoj a trendy klinické mikrobiologie Nové technologie v mikrobiologické diagnostice Nové diagnostické přístupy Závěr
HISTORIE KLINICKO-MIKROBIOLOGICKÉ DIAGNOSTIKY
Historie klinické mikrobiologie Pravěk První pozorování mikrobů Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723) Souvislost mikrobů a nemocí - období lovců mikrobů Louis Pasteur (1822-1895) Robert Koch (1843-1910) Joseph Lister (1827-1912)
Historie klinické mikrobiologie Období lovců mikrobů
Historie klinické mikrobiologie Objev a zavedení antibiotik Imunologie, serologie Klinická mikrobiologie Alexander Fleming (1881 1955) Virologie a mykologie Rozvoj nových metod
Klinicko-mikrobiologická diagnostika Mikrobiologie komunitních infekcí Infekce dýchacích cest Infekce močového traktu Kožní infekce Nemocniční mikrobiologická diagnostika Změna spektra pacientů Až 50 % pacientů, kteří zemřou v nemocnici umírá na infekční komplikace, nikoliv na primární diagnózu Sepse je desátou nejčastější příčinou úmrtí ve vyspělém světě Nemoci spojené se zdravotní péčí představují značné náklady (data WHO: 7 miliard v Evropě, 6,1 miliard $ v USA )
Klinicko-mikrobiologická diagnostika Robustní a reprodukovatelné výsledky Individualita pacienta Expertní Personalizovaný přístup k pacientům se stal na dobrých mikrobiologických pracovištích standardem In vitro data rozhodování Pacient před více než 15 lety
Současné potřeby mikrobiologické diagnostiky Rychlost Přesnost Klinická validita
NOVÉ TECHNOLOGIE V MIKROBIOLOGICKÉ DIAGNOSTICE IN PRAGUE
Diagnostické metody v mikrobiologii Kultivační metody Automatické systémy Analýza obrazu Molekulárně genetické metody Amplifikační techniky Mikročipy Celogenomová sekvenace Funkční metody Hmotnostní spektrometrie Další spektroskopické metody Speciální mikroskopické techniky Průtoková cytometrie
Koncepce mikrobiologie - Marseilles Velká laboratoř - univerzitní nemocnice Důraz na konzultační službu Priority při zpracování vzorků
Koncepce mikrobiologie - Marseilles Satelitní POCT laboratoře
Nové diagnostické přístupy
Sekvenování nové generace Analýza mikrobiomu (bakteriom, virom, ) Detekce nových infekčních agens Vyšetření citlivosti Virologická diagnostika
Studie zaměřené na mikrobiom
NGS a vyšetření mikrobiomu Jak získaná data klinicky interpretovat? Je analýza na základě 16S rrna dostatečná? Bacillus cereus Bacillus anthracis Escherichia coli Shigella spp. Variabilita uvnitř druhu Escherichia coli (EHEC, EPEC, ) Období lovců mikrobů tady již bylo Nutné zaměřit se na interakci patogen hostitel
NGS a vyšetření mikrobiomu
Sekvenování nové generace a vyšetření citlivosti Staphylococcus aureus Mycobacterium tuberculosis
Sekvenování nové generace a vyšetření citlivosti Predikce pravděpodobnosti antibiotické reistence Detekce genů rezistence predikce vysoké pravděpodobnosti rezistence predikce vysoké pravděpodobnosti citlivosti NE - neplatí ekvivalence
Sekvenování nové generace a vyšetření citlivosti Jak to je s MIC? Jedná se o parametr, který koreluje s klinickým úspěchem/selháním léčby dle klinických breakpointů In vitro vyšetření citlivosti není simulací toho, jak probíhá interakce mikrob/antibiotikum v organismu Totéž zatím platí pro celogenomovou sekvenaci a její použití v klinické praxi
Sekvenování nové generace ve virologii RNA DNA viry Odběr materiálu intracelulární paraziti
Sekvenování nové generace ve virologii
Sekvenování nové generace ve virologii Bakteriofágy se mohou podílet na regulaci mikrobiomu
Sekvenování nové generace Aplikace ve virologii Uplatnění v molekulární epidemiologii Dosud poměrně drahé Pomalé (2-5 dní) Naděje v případě sekvenace třetí generace (několik hodin) Zásadní je interpretace dat potřeba BIOINFORMATIKA, případně speciálních bioinformatických nástrojů
Diagnostika založená na syndromech (funkční diagnostika)
Nové diagnostické přístupy Mikrobiologie založená na detekci syndromů onemocnění patogenezi (syndrome/disease based microbiology) Současné technické možnosti umožňují změnit koncept klinické mikrobiologie Klinický vzorek Funkční vyšetření vzorku Identifikace patogena Stanovení citlivosti
Nové diagnostické přístupy Vyšetření citlivosti Průkaz toxinů IDENTIFIKACE PATOGENA (Klinická mikrobiologie dosud nebere příliš v úvahu HGT)
Příklady funkční diagnostiky Jak probíhá diagnostika v případě podezření na hemolytickouremický syndrom (EHEC)? Izoluje se E. coli a provádí serotypizace Jedná se však o epidemiologický marker, nikoliv reálný průkaz shiga toxinu...
Příklady funkční diagnostiky Průkaz botulotoxinu
Příklady funkční diagnostiky Průkaz letálního toxinu Bacillus anthracis
Koncept syndrome/disease based mikrobiologie Průkaz specifických patogenů (je prováděno) Průkaz známých faktorů virulence (např. toxiny C. difficile) serologické metody PCR detekce genů Průkaz aktivity toxinů Tento přístup může být v první fázi dražší, avšak přináší jednoznačně benefit pro pacienta
Závěr
Kam kráčí klinická mikrobiologie Mikrobiologická diagnostika zaznamenává bouřlivý rozvoj Vždy je však za vzorkem potřeba vidět pacienta Funkční metody mohou přispět k další personalizaci medicíny Vývoj nových metod klinické virologie
Děkuji za pozornost!