В микробиологии морфология колоний относится к внешнему виду колоний бактерий или грибов на чашке с агаром . Изучение морфологии колоний - первый шаг в идентификации неизвестного микроба. Систематическая оценка внешнего вида колоний с акцентом на такие аспекты, как размер, форма, цвет, непрозрачность и консистенция, дает ключи к идентификации организма, позволяя микробиологам выбирать соответствующие тесты для окончательной идентификации.
Процедура
Когда образец поступает в микробиологическую лабораторию, он инокулируется в чашку с агаром и помещается в инкубатор для стимулирования роста микробов. Поскольку внешний вид микробных колоний меняется по мере их роста, морфологию колоний исследуют в определенное время после посева на чашку. Обычно планшет читается через 18–24 часа после инокуляции [1] : 163, но время может отличаться для более медленно растущих организмов, таких как грибы. [2] : 518 Микробиолог исследует внешний вид колонии, обращая внимание на такие особенности, как размер, цвет, форма, консистенция и непрозрачность. [1] : 165–8 Для более детального просмотра колоний можно использовать ручную линзу или увеличительное стекло . [3] : 96
Непрозрачность микробной колонии может быть описана как прозрачная, полупрозрачная или непрозрачная. Стафилококки обычно непрозрачны [1] : 167–8, в то время как многие виды Streptococcus полупрозрачны. [4] : 188 Общую форму колонии можно охарактеризовать как круглую, неправильную или точечную (как точечные точки). Вертикальный рост или возвышение колонии, еще одна отличительная характеристика, оценивается путем наклона чашки с агаром в сторону и обозначается как плоский, приподнятый, выпуклый, пылевидный (очень выпуклый), пуповинный (с углублением в центре) или умбонатный. (имеющий шишку в центре). [1] : 167 [5] : 19 Край колонии можно описать отдельно, используя такие термины, как гладкий, шероховатый, неровный и нитевидный. Bacillus anthracis отличается своим нитевидным внешним видом, который иногда описывается как напоминающий голову Медузы . [1] : 167
Последовательность проверяется путем физического манипулирования колонией стерильным инструментом. Он описывается такими терминами, как ломкий, кремообразный, липкий и сухой. Считается, что стафилококки имеют кремообразную консистенцию [1] : 173, в то время как некоторые виды Neisseria липкие, а колонии дифтероидных бактерий и бета-гемолитических стрептококков обычно сухие. [1] : 167–8 Бактерии, образующие капсулы, часто имеют слизистую (слизистую) консистенцию. [2] : 495
Когда определенные микроорганизмы выращиваются на кровяном агаре , они могут переваривать кровь в среде, вызывая видимый гемолиз (разрушение эритроцитов) на чашке с агаром. По морфологии колоний гемолиз подразделяется на три типа: альфа-, бета- и гамма-гемолиз. При альфа-гемолизе кровь частично переваривается, в результате чего область вокруг колонии становится зеленой. При бета-гемолизе организм полностью переваривает кровь, оставляя вокруг каждой колонии чистую зону. [1] : 165–6 Организмы, не производящие гемолиза, называют гамма-гемолитиками. [2] : 500 Clostridium perfringens , вызывающая газовую гангрену , примечательна тем, что создает «двойную зону» как полного, так и неполного гемолиза. [6] : 94
Запах культуры иногда считают частью колониальной морфологии. Хотя намеренно нюхать микробные культуры не рекомендуется, некоторые организмы производят характерный запах, который можно обнаружить при обычном исследовании культуры. Среди них Pseudomonas aeruginosa , имеющая запах винограда; Золотистый стафилококк , который, как говорят, пахнет старыми носками; и Proteus mirabilis , запах которого альтернативно описывают как гнилостный [1] : 168 или как шоколадный торт. [7] : 124
Другие отличительные особенности морфологии колоний включают подвижность и производство пигментов. Pseudomonas aeruginosa производит пигменты пиоцианин и пиовердин , которые придают колониям зеленоватый оттенок. [1] : 473 [5] : 154 Некоторые экземпляры Serratia marcescens производят оранжево-красный пигмент, называемый продигиозин . [5] : 26 [8] : 236 Организмы с роящей подвижностью , такие как виды Proteus , демонстрируют концентрические волны роста, идущие от точки инокуляции. [1] : 423 [5] : 153
Staphylococcus aureus : большие непрозрачные, круглые, кремовые, от белого до желтоватого цвета колонии, демонстрирующие бета-гемолиз на кровяном агаре [1] : 167–73
Streptococcus pyogenes : небольшие полупрозрачные колонии, демонстрирующие бета-гемолиз на кровяном агаре [1] : 167 [8] : 216
Streptococcus pneumoniae : небольшие колонии с приподнятыми краями, демонстрирующие альфа-гемолиз на кровяном агаре [8] : 223
Proteus sp. : роение на кровяном агаре [1] : 167
Serratia marcescens : красная пигментация: хотя считается характерной для данного вида, только около 10% особей производят этот пигмент [8] : 236
Bacillus cereus :колонии «матового стекла», демонстрирующие бета-гемолиз на кровяном агаре [9] : 188
Aspergillus niger : гранулярные колонии с белым краем и центральной черной пигментацией [5] : 187–8
Интерпретация
Морфология колоний служит первым шагом в идентификации видов микробов по клиническим образцам. [10] Основываясь на внешнем виде колоний, микробиологи могут сузить список возможных организмов, что позволит им выбрать подходящие тесты для постановки окончательного диагноза. Например, если микробиолог наблюдает за колониями, которые напоминают виды стафилококков , он может выполнить тест на каталазу, чтобы подтвердить, что он принадлежит к роду стафилококков , и тест на коагулазу, чтобы определить, является ли это коагулазонегативным стафилококком или более патогенным видом. такие как S. aureus . [3] : 101 [8] : 203
Наблюдение за гемолизом полезно для предполагаемой идентификации бактерий [1] : 165–6, особенно стрептококков, которые классифицируются на основе их гемолитических реакций. [11] : 92 Например, Streptococcus pyogenes , вызывающий фарингит и скарлатину , [12] демонстрирует бета-гемолиз, в то время как Streptococcus pneumoniae , который может вызывать пневмонию и менингит , проявляет альфа-гемолиз. [2] : 507 Высокопатогенный S. aureus классически проявляет бета-гемолиз, [5] : 26 в то время как Staphylococcus epidermidis , часть нормальной кожной флоры и случайный условно-патогенный микроорганизм , проявляет его слабо или не проявляет вовсе. [1] : 309–14
Хотя автоматизированные методы, такие как MALDI-TOF , все чаще используются для идентификации микроорганизмов в клинических лабораториях, морфология колоний остается полезной для отделения потенциальных патогенов, которые необходимо идентифицировать, от нормальной флоры, для которой окончательная идентификация не требуется [1] : 163 и для подтверждения идентификация, когда автоматизированные методы дают неубедительные результаты. [3] : 103–4
Рекомендации
- ^ Б с д е е г ч я J к л м п о р д Конни Р. Магона; Дональд С. Леман; Джордж Мануселис (18 января 2018 г.). Учебник диагностической микробиологии . Elsevier Health Sciences. ISBN 978-0-323-48212-7.
- ^ а б в г Мэри Луиза Тержен (2016). Клиническая лабораторная наука Линне и Рингсруд: концепции, процедуры и клиническое применение . Elsevier Mosby. ISBN 978-0-323-22545-8.
- ^ а б в Гэри В. Прокоп; Элмер В. Конеман (2017). Цветовой атлас Конемана и учебник диагностической микробиологии . Wolters Kluwer Health. ISBN 978-1-4511-1659-5.
- ^ PJ Quinn; Б.К. Марки; ФК Леонард; П. Хартиган; С. Фаннинг; ES Fitzpatrick (7 октября 2011 г.). Ветеринарная микробиология и микробные болезни . Джон Вили и сыновья. ISBN 978-1-118-25116-4.
- ^ а б в г д е Майкл Дж. Лебоффе; Бертон Э. Пирс (1 января 2012 г.). Фотографический атлас для лаборатории микробиологии . Издательская компания Мортон. ISBN 978-1-61731-007-2.
- ^ Апурба Санкар Састри; Бхат Сандхья К. (20 августа 2017 г.). Основы практической микробиологии . JP Medical Ltd. ISBN 978-93-5270-185-8.
- ^ Луис М. де ла Маза; Мари Т. Пеццо; Кассиана Э. Биттенкур; Эллена М. Петерсон (16 июня 2020 г.). Цветной атлас медицинской бактериологии . Джон Вили и сыновья. ISBN 978-1-68367-035-3.
- ^ а б в г д Карен С. Кэрролл; Джанет С. Бутель; Стивен А. Морс (12 августа 2015 г.). Jawetz Melnick & Adelbergs Медицинская микробиология 27 E . McGraw-Hill Education. ISBN 978-0-07-182503-0.
- ^ MR Adams; МО Мосс (2008). Пищевая микробиология . Королевское химическое общество. ISBN 978-0-85404-284-5.
- ^ Бэ, Эйвон; Ким, Хуйсунг; Раджва, Бартек; Томас, Джон Дж .; Робинсон, Дж. Пол (2015). «Текущее состояние и перспективы использования передовых компьютерных методов для изучения морфологии колоний бактерий». Экспертный обзор противоинфекционной терапии . 14 (2): 207–218. DOI : 10.1586 / 14787210.2016.1122524 . ISSN 1478-7210 . PMID 26582139 . S2CID 38205341 .
- ^ Карин К. ВанМетер; Роберт Дж. Хьюберт; Уильям Дж. ВанМетер (7 августа 2013 г.). Микробиология для медицинских работников . Elsevier Health Sciences. ISBN 978-0-323-27702-0.
- ^ Андрулла, Эфстратиу; Тереза, Ламаньи (10 февраля 2016 г.). «Эпидемиология Streptococcus pyogenes» . Streptococcus pyogenes: от базовой биологии до клинических проявлений . Оклахома-Сити, США: Центр медицинских наук Университета Оклахомы . Дата обращения 6 марта 2020 .
Смотрите также
- Морфология бактериальных клеток - микроскопический вид бактериальных клеток.
Внешние ссылки
- Colony Морфология Галерея изображений на Американском обществе микробиологии