也谈即用型工作菌株的“行”与“不行”
(注:本文中“即用型工作菌株”指定量型,含量范围不超过一个数量级。既不经传代操作使用的即用型定量工作菌株。)
即用型工作菌株因为使用即时、定量简便的特点备受广大用户的喜爱和关注,与此同时,“新鲜培养物”的概念又让人对这种即用型菌株的“行”与“不行”心存疑虑。
不设前提的讨论即用型定量工作菌株的“行”与“不行”,争论本身就是一个伪命题。即用型菌株不能完全替代新鲜培养物,同时,即用型菌株基于自身特性而具有的优势新鲜培养物也难以取代。中国药典原本就对商业派生菌株给予兼容的态度,我们也需要辩证的看待,不管是选择“新鲜培养物”还是选择“即用型菌株”都不是一劳永逸,均需要微生物检测实验室进行综合的风险和管理评估。
笔者从以下做讨论分析:即用型工作菌株是否适用于微生物检验工作。
1.即用型工作菌株与新鲜菌液的区别
新鲜菌液或者新鲜培养物一般指处于对数生长期的菌体(细菌培养18-24h,真菌2-3天,黑曲霉为孢子),处于对数生长期的菌的活力和特性普遍认为是最好的。
即用型菌株采用冻干工艺制备而成,在此过程中不可避免会对微生物造成某种程度的损伤,同时低温保存过程使微生物处于休眠状态,生理活动受到抑制,故其较新鲜培养物显然是不同的。
既然两者并不相同,那具体该如何应用?对比效果如何或者各自具备哪些优势呢?
2.在各应用中的情况
在微生物检验工作领域中,标准菌种主要应用于以下几方面:培养基适用性、方法适用性和阳性对照等。培养基的质量水平通过菌株的生长情况表征;检验方法适用性通过加菌回收确定,本质上讲也与菌株的生长情况相关。不妨谈一谈两者的可培养性。
2.1 培养基适用性
理论上,根据即用型工作菌株制备过程而言,冷冻干燥工艺不可避免会对菌株造成损伤。菌株的受损伤状态是否影响其可培养性?已有学者选取2种即用型工作菌株与新鲜菌液在3种质量情况不同的TSA上进行比较各自的生长情况。结果表明即用型a的活性与新鲜菌液的活性相当,而即用型w的活性与新鲜菌液有显著性差异。同时也比较了3种TSA的质量情况,尽管3者均能够满足药典关于促生长能力的要求[1],但从实验结果也不难看出,使用即用型w菌株测定下B、N、H质量差异要大于使用即用型a与新鲜菌液测定的质量差异。iii
图例中:B、N、H为不同的TSA培养基;w、a为市售的即用型菌株;f为新鲜菌液。
值得一提的是文中所选用的菌株为铜绿假单胞菌,适合在水活度较高的环境中生长,其对冷冻干燥的工艺要求更为苛刻。虽然文中仅比较了2种市售即用型菌株的1株菌与新鲜菌液的区别,但提示我们在可培养性方面,即用型定量工作菌株能够做到与新鲜菌液活性相当。
基于上述差异,即用型定量工作菌株的自身特性支持这类菌株是可以在某些领域更合理的应用,例如用于培养基的筛选、灵敏度、培养基适用性检查等,帮助微生物检验人员筛选更加优质的培养基。
延伸来讲,样品中残留的微生物活性并不处于最佳状态,即用型工作菌株可能更加接近样品中实际微生物的状态,即用型菌株筛选的培养基能更好的检测出样品中微生物的实际情况,降低假阴性发生的可能性。
2.2 方法适用性
即用型定量工作菌株还有一个比较广泛的用途是用于方法适用性试验,有学者研究:采用5种定量标准菌株和新鲜菌液对8种药品进行需氧菌总数(TAMC)、霉菌和酵母菌总数(TYMC)方法适用性试验,配对t检验,比较回收结果;发现两种菌液回收结果差异无显著性差异(P>0.05),说明即用型工作菌株可用于微生物限度方法适用性试验[2]。
此外,在计数方法适用性验证中,发现以下现象。例如:使用枯草芽孢杆菌的孢子及菌体进行计数方法适用性验证,结果存在差异;采用倾注法和涂布法进行计数,出现结果不一致的情况。因药典方法适用性中未就枯草芽孢杆菌的孢子进行描述,也未查阅到该项的文献依据,故其具体尚待研究。对于倾注法和涂布法两种方法,有学者以饮用水源井为对象,采用涂布法与国标倾注法分别在营养琼脂进行菌落计数实验,结果发现涂布法得到的细菌总数量是倾注法的5倍~10倍(P=0.0020〈0.05),且菌落大而分散便于计数 [3]。也有学者以金黄色葡萄球菌为对象,比较倾注法与涂布法接种培养菌数的差异,其结果显示两种培养方法,金黄色葡萄球菌的活菌数无差异[4]。以上两方面研究一是采用实际样品比较,二是采用标准菌株比较所得出的结论;对于本文所述“即用型工作菌株”使用不同方法检测是否存在差异还未见报道。笔者认为此两项涉及到培养体系的差异,培养体系不同,计数结果极有可能不相同。例如,同一菌株在非选择性培养基和选择性培养基存在计数差异,此差异也常见于新鲜培养物的计数中。
即用型定量工作菌株应用于方法适用性中,应根据实际情况采用最适合的接种方法。其开展与新鲜菌液的比较试验时,应保证培养体系一致。还需要注意的是,由于药品的抑菌性、制剂类型和状态、建立检验方法的差异,可能会存在某些药品在建立检测方法时,使用定量菌株和新鲜菌悬液的结果可能存在差异,这就需要在建立方法的时候,综合研究评估。
2.3 其他领域
即用型工作菌株除了直接使用外,其制备技术早已成熟运用到质控样品的研制中,例如:实验室能力验证、实验室间的比对以及协作标定等领域。质控样品的研制多采用添加一定量的目标菌及背景菌,采用冷冻干燥技术制备而成,测试并评价质控样品的均匀性、储藏稳定性和运输稳定性,结果显示研制的质控样品能够满足能力验证的要求,且能力验证可以真实的反应参试单位的检测水平[5-7]。更有研究人员在储藏稳定性、均一性和活力方面对制备的金黄色葡萄球菌质控样品进行评价。得出以下结论:质控菌株可以用于日常检验工作中的阳性对照试验和微生物限度检查方法学适用性试验,还可用于实验室内质量控制比对试验[8]。
在抑菌效力检查领域,其对于菌液的菌数含量要求约为108cfu/mL,此浓度范围相对比较宽泛,采用新鲜培养物制备较为容易;而市售即用型工作菌株含量更为精准且一般菌含量不会太高,主要针对需要严格控制菌数的试验领域。因此关于此领域中两者对比,尚未见相关报道。预估其可能存在高估抑菌剂作用的风险,推断即用型工作菌株在制备生产过程中可能处于受损状态,受损程度可能会叠加于效力检测结果中,最终可能高估抑菌剂作用。
需要说明的是,即用型工作菌株的质量关键取决于冻干保护剂和冻干工艺,以及后续的储存条件和运输因素等。无论即用型工作菌株如何运用,其活性、均一性和储藏稳定性均对最终的结果起着至关重要的作用。
3.小结
市售即用型工作菌株存在差异;
即用型工作菌株,在可培养性方面,能够做到与新鲜培养物无差异;
“活性”良好、均一稳定的即用型定量工作菌株作为质控菌株可用于特定的用途;
使用过程中,应注意方法的选择和实验测试。
正如开题所讲,即用型菌株不能完全替代新鲜培养物,同时,即用型菌株基于自身特性而具有的优势新鲜培养物也难以取代。与其争论即用型菌株能不能使用,不如实事求是,用试验数据说话,完善质量控制体系,做好风险和管理的综合评估。
【参考文献】
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