
《臨床微生物檢驗自動化流水線應(yīng)用專家共識》針對微生物檢驗自動化流水線進行了規(guī)范定義,梳理總結(jié)了應(yīng)用優(yōu)勢及流程改進措施,系統(tǒng)分析了臨床應(yīng)用價值和不足,力圖推動臨床微生物檢驗自動化的進程,助推目前臨床微生物檢驗現(xiàn)狀——自動化程度低、檢測時間長、標(biāo)準(zhǔn)化難等問題的改變,以擴大檢驗從業(yè)者的知曉率和使用率,推動良性循環(huán)發(fā)展。
共識1:臨床微生物檢驗自動化流水線應(yīng)至少包括2或2個以上自動化模塊以及連接模塊的自動軌道,如自動接種-軌道-孵育系統(tǒng)(共識度97.7%)。
共識2:臨床微生物實驗室配備自動化流水線的目的在于實現(xiàn)更好的質(zhì)量控制,如提高分離率、縮短樣本周轉(zhuǎn)時間(turn around time,TAT)、保障生物安全以及提升可溯源性,最終為臨床醫(yī)療帶來最大獲益(共識度97.7%)。
共識3:全自動流水線適宜的樣本容器需要考察多個參數(shù),包括形狀、大小、是否是螺口、硬度和脆性。樣本容器需要適配前處理樣本架,可兼容國內(nèi)外型號(共識度97.7%)。
共識4:自動劃線模式的選擇應(yīng)基于能得到更多的單個菌落原則,通常沿用傳統(tǒng)的劃線線路。大部分樣本經(jīng)自動劃線的分離效果較手工劃線好,攜帶菌量較高的樣本(如糞便、部分痰液等)需評估分離效果。自動劃線未分離出單個菌落時,需進行手工分純(共識度100%)。
共識5:自定義的智能孵育箱培養(yǎng)條件通常為5%~10%濃度CO 2,溫度35~37 ℃,不同樣本類型選擇適宜的孵育時間。首次拍照時間可設(shè)置為培養(yǎng)8~12 h,實時拍照時間常為4~6 h,可根據(jù)樣本類型設(shè)置拍照間隔。無需CO 2環(huán)境培養(yǎng)的培養(yǎng)皿可經(jīng)自動接種、劃線后,人工轉(zhuǎn)移至普通培養(yǎng)箱(共識度95.5%)。
共識6:自動化流水線的培養(yǎng)圖像模塊以圖像化(即數(shù)字化)形式呈現(xiàn)微生物生長情況。通常采用最近一次拍攝的圖像進行判讀,最近一次圖像不易判讀時,可回顧前期圖像。判讀完畢后,標(biāo)注的培養(yǎng)皿可經(jīng)軌道傳輸至自動制備模塊,進行后續(xù)操作(共識度100%)。
共識7:自動劃涂方式實現(xiàn)了菌種濃度梯度涂片。消化后的痰液樣本10 μl,1次取樣常能獲得較好的涂片效果。血培養(yǎng)陽性樣本涂片時,亦可采用自動涂片功能。除痰液和血培養(yǎng)陽性樣本外,其他類型的臨床樣本的取樣涂片參數(shù)需評估(共識度97.7%)。
共識8:高濃度菌懸液常為2~3麥?zhǔn)蠞岫龋? μl點樣。當(dāng)濁度不足時,可重復(fù)點樣操作。自動制備模塊減少了手工操作的不足,使菌液濃度和點樣操作標(biāo)準(zhǔn)化。自動制備模塊需要匹配特定的靶板和質(zhì)譜儀(共識度100%)。
共識9:全自動微生物檢驗流水線的使用可減少培養(yǎng)皿標(biāo)簽打印、粘貼、培養(yǎng)皿轉(zhuǎn)運、取樣、涂片、接種和劃線等手工操作環(huán)節(jié)?筛淖兣囵B(yǎng)皿拍攝和閱讀、陰性樣本自動卸載、崗位設(shè)置和排班規(guī)則等工作模式(共識度100%)。
共識10:全自動微生物檢驗流水線和LIS系統(tǒng)共同提供了微生物檢驗的流程信息,實驗室應(yīng)根據(jù)流水線功能建立相應(yīng)的樣本跟蹤日志,通過軟件管理微生物檢驗樣本溯源信息,減少樣本漏檢和培養(yǎng)皿遺失的情況,提高微生物檢驗質(zhì)量(共識度100%)。
共識11:對微生物樣本和培養(yǎng)物進行處理時,使用全自動流水線可以減少氣溶膠產(chǎn)生,保證實驗室生物安全。流水線控制的生物安全環(huán)節(jié)主要包括樣本開蓋、取樣、涂布和劃線、培養(yǎng)皿運輸和開蓋、培養(yǎng)箱開箱、質(zhì)譜點樣和菌液調(diào)制(共識度97.7%)。
共識12:全自動流水線適用于各種樣本類型。當(dāng)使用適配的樣本容器采集液體樣本時,可采用全自動、半自動和手工接種模式。痰液樣本經(jīng)液化后,按照液體樣本處理。不能液化的樣本采用手工接種。各接種方式完畢后,均可采用預(yù)設(shè)的劃線方式,進行自動劃線及后續(xù)培養(yǎng)(共識度100%)。
共識13:自動化流水線作為臨床微生物檢驗工作的硬件設(shè)備,需符合臨床微生物實驗室質(zhì)量控制體系要求,F(xiàn)有的大部分質(zhì)量控制體系仍然適用于流水線,性能驗證方案可參考最新頒布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。流水線完整的質(zhì)量保證體系應(yīng)貫穿檢驗前、中、后期,包括室內(nèi)質(zhì)控、室間質(zhì)評、性能驗證等(共識度100%)。
共識14:強有力的LIS支撐是自動化流水線應(yīng)用于臨床檢驗并發(fā)揮作用的重要保障。同時,LIS也為深度利用流水線上的檢測信息,進一步開發(fā)智能化軟件提供了可能(共識度100%)。
共識15:臨床微生物實驗室可以根據(jù)自身情況,以自動化流水線為支撐,進行多班制和靈活工作時間的安排。其原則為:利用流水線特點,人員輪換處理微生物樣本,縮短TAT,使臨床獲益(共識度97.7%)。
每個實驗室都具有獨特性,面對流程改變時需要考慮流水線如何能更好地滿足臨床需求。在引進臨床微生物檢驗自動化流水線前需考慮的適用性要素見 表1 。
微生物檢驗自動化流水線前處理模塊中樣本容器的載量通常>30個。
自動化流水線具有培養(yǎng)皿存儲功能,存儲量通常>100個。
通常自動化流水線的培養(yǎng)皿輸出速度>80個/h。
全自動臨床微生物檢驗流水線的智能孵育箱容量宜≥300塊培養(yǎng)皿,可根據(jù)培養(yǎng)要求自定義設(shè)置不同培養(yǎng)皿的孵育條件(溫度、CO 2濃度)、孵育時間。流水線內(nèi)置拍照系統(tǒng),拍照速度宜≥100塊/h,可自定義拍攝頻率。智能孵育箱通常可放置數(shù)百至1 000余塊培養(yǎng)皿,必要時亦可增加孵育箱數(shù)量。
通過流水線工作站,可將培養(yǎng)的高清圖片顯示在屏幕上供工作人員判讀,由于樣本類型、培養(yǎng)基種類、拍照光照條件以及孵育時間的不同,同一份樣本將輸出多種不同圖片,以判斷繼續(xù)孵育、丟棄或進行鑒定等操作。
自動化流水線的自動制備模塊包括自動制備涂片、質(zhì)譜靶板和菌懸液以及自動紙片擴散法體外藥敏試驗的功能模塊。
自動制備涂片模塊可實現(xiàn)全自動制備用于染色的載玻片,包括取樣、涂片、標(biāo)簽打印和烘干。自動涂片往往采用接種環(huán)取樣,劃涂于玻片中央,形成從高到低濃度的涂片效果。
自動制備模塊在培養(yǎng)圖像判讀基礎(chǔ)上,自動獲取培養(yǎng)皿生長菌落,完成菌懸液制備和質(zhì)譜靶板點樣工作。工作站圈選的目標(biāo)菌通過比濁方式配置成一定濃度的麥?zhǔn)蠞岫葐挝痪鷳乙,用于體外藥敏試驗。調(diào)制好的藥敏菌懸液可經(jīng)涂布棒自動涂布到培養(yǎng)皿上,自動加載紙片擴散法藥敏紙片,并可對藥敏結(jié)果進行自動判讀。
制備質(zhì)譜靶板有2種方式,一是通過移液槍頭吸取高濃度菌懸液,加在指定的基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜靶板上;另一方式是自動挑選菌落點樣至MALDI-TOF MS靶板,并完成質(zhì)譜基質(zhì)液加樣( 圖1 )。2種方式制備的靶板均需人工上機。經(jīng)信息化平臺的整合,實現(xiàn)質(zhì)譜靶板自動點樣制備、病原菌自動鑒定、藥敏結(jié)果判讀與傳輸,以此形成完整的微生物檢驗報告流程 。
圖1 自動制備模塊流程
臨床微生物實驗室每月樣本量超過4 500個時,可考慮應(yīng)用自動化流水線或自動化前處理模塊。
全自動微生物檢驗流水線可以通過配置不同模塊組合以適應(yīng)不同實驗室的需求,部分模塊也可作為獨立的自動化設(shè)備使用( 圖2 )。
實驗室應(yīng)圍繞流水線重新制定臨床檢驗流程,調(diào)整人員崗位設(shè)置和工作時間,如樣本接收崗位和前處理崗位的增減以及滾動排班制度等。
傳統(tǒng)微生物檢驗由于樣本類型多樣,處理時間長,因此溯源性較差。全自動流水線實現(xiàn)了微生物樣本全流程的溯源管理,包括LIS接收樣本信息時間、樣本識別及條碼管理時間、樣本接種時間、樣本培養(yǎng)皿進入孵育箱時間、拍照時間、工作人員閱板時間、培養(yǎng)皿處理或調(diào)取時間、培養(yǎng)結(jié)束及退出系統(tǒng)時間等。
全自動微生物檢驗流水線各模塊均為封閉的操作流程,為實驗室生物安全提供了保障。
全自動微生物檢驗流水線適用于多種樣本類型,包括液體、半固體和固體樣本。
液體樣本主要有尿液、肺泡灌洗液、無菌體液以及血培養(yǎng)陽性瓶內(nèi)容物等。
半固體樣本有痰液、膿液、糞便等。固體樣本有組織切塊、中心靜脈導(dǎo)管尖端和拭子樣本等。
圖3 全自動微生物流水線處理不同類型樣本的流程
全自動微生物流水線使用前需要擬定具體的質(zhì)量控制方案。驗證方案參考《中華人民共和國衛(wèi)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)WS/T 807—2022臨床微生物培養(yǎng)、鑒定和藥敏檢測系統(tǒng)的性能驗證》 和《CNAS-GL028:臨床微生物檢驗程序驗證指南》。
不同類型的樣本容器和培養(yǎng)基均需在流水線上試運轉(zhuǎn)至少20個,未發(fā)生卡頓和故障才能進入性能驗證流程。
當(dāng)首次裝機完成時和發(fā)生可能影響檢驗質(zhì)量的重要改變時,如流水線搬遷移動、主要部件故障、升級等,均應(yīng)進行性能驗證。
培養(yǎng)條件及劃線方式的性能驗證應(yīng)覆蓋臨床常見的樣本類型,以手工接種劃線法為參照,比較其對樣本菌種分離的有效性。
有效性評價通常包括最終分離出的菌種數(shù)、每種菌的單個菌落數(shù)等。在流水線上使用的培養(yǎng)皿常為直徑9 cm。每種樣本類型通常采用的樣本數(shù)量為10個。
對培養(yǎng)結(jié)果進行判讀時分為定量和半定量結(jié)果。尿液和肺泡灌洗液樣本進行菌落計數(shù)時,自動接種劃線和手工法的結(jié)果在同一數(shù)量級,視為性能驗證通過。
其他類型樣本進行半定量結(jié)果判讀時,按照現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)以“+”數(shù)量代表生長情況。自動接種劃線和手工法的半定量培養(yǎng)結(jié)果相差≤“+”時,視為性能驗證通過。
需根據(jù)現(xiàn)行的臨床微生物檢驗質(zhì)量控制方案制定適合全自動微生物流水線檢驗質(zhì)量控制體系。
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