倪语星 临床微生物检验的现状与未来
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针对阴性菌,提供34种药物+ESBL确认试验
（二） 中国定制药敏卡
临床与耐药监测网要求的药物 向临床提供快速药敏报告，缩短TAT
VITEK2平均鉴定药敏时间 5-8 小时 最大程度减少补充药敏纸片，节省人力物力 向临床提供重要的MIC值结果 更符合PK-PD要求，帮助临床选择更合适的药物与剂量 更适用于重症患者 更符合CLSI要求 药物选用最新的配方，性能更好 更广泛的MIC检测范围 卡片设计更合理
胃肠道感染测试
FilmArray® ME Panel
脑膜炎/脑炎测试
20种 靶标
• 17种病毒 • 3 种细菌
27种 靶标
• 19种细菌 • 5种真菌 • 3种耐药基因
22种 靶标
• 13种细菌 • 5 种病毒 • 4 种寄生虫
14种 靶标
• 6种细菌 • 7种病毒 • 1种真菌
均已通过FDA和CE认证
（二）血培养+MS
分离胶管法
Tip 头高速离心法 血培养前处理装置法 巧克力平板快速培养法
血培养+MS
传
统
流
血培养采集
程
仪器检测
报告时间：72小时
阳性血培养接 种固体培养基
传统ID/AST
Click to add Text
Click to add Text
直
报告时间：24小时
接
快
速Байду номын сангаас
血培养采集
流
标本接收和处理—自动化流程
制片模块
增菌肉汤接种
革兰染色前制片工作— 涂片；条码读取，打印，
粘贴；固定
将原始标本接种到增菌 肉汤中 并贴上条码
纸片分配
侧条码
一次性将6张抗生素纸片 贴上图布菌液的MH平板( 最多可以连接4个不同的
纸片分配器)
自动打印条码,并贴在平 板侧面代替底部条码 - WASPLab 用户的必选 模块
可追溯性，一致性高， 高质量的染色前制片
全程可追溯性
保证纸片之间的间距, 避免污染
无遮挡,保证可以清楚地 观察到溶血环和细菌色
素和颜色改变
个性化定制-可自行选择添加组件
标本接收和处理阶段—自动化流程
WASP lab 个性化定制 自定义孵育箱、影像工作站功能,平板回收站等 收获平板通过影像工作站统一标准，后继流程菌龄最优化
传统鉴定 Vs MS
缩短报告TAT（24h）
微生物培养 （without MALDI)
微生物培养 （with MALDI)
Day 1 接种平板培养；PCT
接种平板培养，PCT
革兰染色，直接镜检；
Day 2
配置鉴定药敏菌悬液上机； 及药敏试验
MS检测1~3分钟鉴定出细菌 报告临床；同时做快速药敏
Day 3 ID&AST报告
Advanced Reporting
血培养工作站——前置到临床和急诊
全自动血培养工作站
标本接收条码化，容器标准化 随到随做，24小时待机
全自动血培养仪可以通过中间件连 接，在每个病房大楼以及急诊化验 间实现卫星血培养工作站，实现自 动化标准化上机
24小时实时和中心微生物室通联， 血瓶来源、阴阳情况等，实时进行 监控。
Blood Blood Draw Culture
Gram Positive Stain
12–72 h
5 min
The FilmArray
Pathogen ID
Approximately 1 h
Standard Testing
Pathogen ID
Antimicrobial Susceptibility
耐病
药原
基微小
因生时
情物
况
TAT48
五、单一 Vs 组合检验
（一）FilmArray
一套完全整合的系统.
核酸提取和制备 核酸扩增
产物检测
统一平台下的多种检测解决方案
测试面广
FilmArray® RP Panel
上呼吸道感染测试
FilmArray® BCID Panel
血流感染测试
FilmArray® GI Panel
仪器检测
程
阳性血培养 预处理
MALDI鉴定 +
直接药敏
（三）血培养+PCT
PCT 血培养
早期鉴别细菌性和非细菌性感染
快速 确定抗菌药物治疗的起始 准确 抗菌药物治疗的导向
确定细菌和药敏的金标准
血培养+PCT
（四）血培养+RAST
（五）血培养+FilmArray
THE FILMARRAY BCID PANEL PROVIDES FASTER RESULTS
MALDI TOF-微生物鉴定的TAT时间
天
小时
分钟
节
MALDI-TOF工作流程
省
灭活
+ 基质 点靶
TAT24-48h
药敏
每个样本
鉴定: 1~2min
约1分钟 药敏: 6~8 hr
快
VITEK 2 Compact工作流程
速 ！
！
鉴定: 4~18hr 药敏: 6~8hr
MULTIDIMENSIONAL SCALING REPRESENTING MALDI TOF SPECTRA OF ACB COMPLEX SPECIES
解放检验人员，集中精力关注阳性 标本
举例
如瑞金医院病房分散，如在每个病 房大楼设置卫星血培养工作站，可 以减少TAT时间，减少的人员数量， 解决夜间血培养问题
病房大 楼A
病房大 楼B
急诊 Lab
三、细菌鉴定现状
手工API、半自动ATB、Vitek 2 Compact、凤凰、Walkaway等系统并行采用 生化+经验，存在差错率（阴性、阳性判断错误） 传统仪器法，存在速度较慢的问题（6-10小时不等） 受限于生化反应的数量和种类，导致鉴定菌种库有限。
TAT时间
——将数天数小时降低至数分钟
四、药敏试验现状
为满足临床和监测要求，Kb和仪器法结合 人员配置有限，工作量大 如下午13：00仪器法和Kb法 仪器法最快下午19：00出结果 KB法最快第二天下午才能拿到药敏报告
临床科室有可能会在第四天or第五天早晨查房时更换抗生素
药敏试验的革命（一）双药敏卡
错产生。 有些时候不上机，积压到早晨处理。 手工操作多，培训人员上耗费大量时间和精力 比如某医院统计发现： 1831例血培养中,807例延时超过8个小时上机
血培养的革命--Virtuo
• 全自动扫描血瓶及病人信息 • 弹性的操作人員及工作空間
Automated Loading / Unloading
• 政策,法规和督查增多 抗菌药物临床应用管理办法（卫生部令第84号) 三级综合医院评审标准实施细则
• 耐药菌株逐年上升 更多药物敏感性报告需求
微生物实验室如何面对挑战?
更加标准化 更高质量 更高效率 更主动的信息交流
微生物实验室效率有待提升
实验室效率
实验室流程规划
实验室自动化
•流程评估 •实验室设计 •持续流程改善 •提升临床重视程度
Testing
24–72 h
六、检验报告的现状
微生物室等待形成完整报告后，发布至临床 主治医师 时常不能在第一时间获得病人报告
信息革命—中间件“云”概念
远程信息实时推送-分级及建议报告 阶梯性治疗效果显著
中间件“云”概念
阳性率
抗菌谱:
院感菌种流行实时监控 耐药谱实时统计 血培养质量实时统计
七、检验流程管理--Lean Sigma
临床微生物检验的 现状与未来
倪语星
目前形势对微生物实验室的挑战
• 硬件设施和人员的技术水平、诊断水平等参差不齐 微生物专家需多年的经验积累 传统鉴定能力有限
• 人力资源普遍不足 平均每1000床位<5位临床微生物专家
• 临床要求更快检验时效 更高的工作强度
• 临床微生物专家与临床医师对称、沟通有障碍 较少涉略临床用药指引
Detection of (non-)formylated Staphylococcus aureus delta-toxin production by whole-cell MALDITOF mass spectrometry. Gagnaire J et al. PLoS One. 2012
DETECTION OF LIPIDA MODIFICATION AS A POTENTIAL BIOFILM SIGNATURE
中国定制卡
MS分 级报
告
实行快速药敏、建议报告制度
VITEK MS 上机完成
临床针对性抗感染可以大大提前
VITEK MS 结果确认并发初布报告， 根据历史数据库，降阶梯
DAY 1
DAY 2
9:00
11:30 12:00 13:00 14:25 15:00 16:15 17:00 19:00 20:00
Unisensor Denmark, now Philips BioCell; Fredberg et al 2013
ACCELERATE AND QUANTAMATRIX
Red cells are dead cells
提
1
供 万小节 古时省 霉报培 素告养 等覆时 重盖间
要
，
80%
抗
缩
生常短
素见
鉴定的革命—MALDI-TOF MS
MALDI-TOF 质谱工作原理
（TOF） 飞行时间质量分析器
离子在电场作用下，加速飞过飞行管道， 根据到达检测器的飞行时间不同而被检测。 离子的质荷比（M/Z）与离子的飞行时间平方
成正比 ，从而对样品进行分析。
（MALDI） 基质辅助激光解析电离离子源
激光照射样品与基质形成共结晶薄膜， 激光照射晶体后, 基质分子吸收能量与
样品解吸附并使其电离。
Croxatto A et al.. Applications of MALDI-TOF mass spectrometry in clinical diagnostic microbiology. FEMS Microbiol Rev. 2012 Mar;36(2):380-407.
3:00
10:00
14:25
手工法/ 非Vitek
开始接种
药敏
发报告
VITEK2 快速当 日药敏
VITEK 2
完成上 机
VITEK 2 开始发报
告
26% 出报
告
75% 出报
告
100% 出报
告
相比传统鉴定、药敏仪器，临床提 前15小时-24小时改医嘱
相比手工法，临床提前24-36小时 改医嘱
（三）ADDITIONAL MICROSCOPIC TECHNOLOGIES
• 全自动装卸血液培养瓶
Smart Scanning
• 自动侦测纪录培养瓶内血液量 Technology
• 排除匿名瓶的发生率
• 减少延迟载入血瓶的发生率 Sample Level • 模組化设计弹性扩充设备 Sensing
• 可与鉴定系统相连，进行培养
阳性鉴定
Increased
Performance
•自动化仪器提升結果 报告时间 •减少大部分操作时间
实验室信息化
• 提升资料传输效率 • 提升资料溯源性 • 提升资料整理能力
一、标本接收和处理的现状
标本接收和处理—既有流程
痰、尿、粪便、脓液、组织培养等标本的既有流程存在的问题 人员不固定（特别是承担教学任务或是有人员轮转的微生物室） 手工操作 培训 人员达到标准化耗费大量时间和精力（人员操作、经验等参差
FilmArray
210:0543210987654321 只需要2分钟
手工操作
操作简单的测试条准备工作
6. 样本4/.缓3用5.冲2. 下将塑.液合面在样料的1上将蓝本吸.混管测色把缓管合盖试进测冲将物，条样试液通上放口条加本过下入注插加红颠F入入到色倒il溶上样到m进三A解样本样样次r缓平制本r口a以冲台y备制注混仪液管备射匀器。中管到。。内测。试条内。
不齐） 需要手工标记代码和参数，容易产生差错 效率低（累积一定数量后再进行一次性处理，无法做到随来随做） 平板接种后，人工分拣至孵育箱，存在差错的可能
标本处理的革命—WASP Lab
分辨率大大提高
WASP TM : 标本处理模块 WASP Lab TM 控制模块 图像采集工作站 传送带
全自动培养箱( 1708 ppm) 全自动培养箱(854ppm) 平板堆叠or 旋转桶 WASPLab TM工作台
智能孵育箱：随时自动化获取培养结果，影像传送
WASP附加功能介绍，涂片、接种增菌肉汤等功能
随到随做，节省人力
操作自动化，标准化
WASP与人工相比效率提升，解放的工作人员数量
二、血培养的现状
血培养的既有流程存在的问题 不能全天候值班，夜间或周末血培养瓶无法得到及时处理 夜间标本有些人值班可以上机，但是上机质量有好有坏，造成匿名瓶等差
A
B
MDS obtained using CHCA matrix
MDS obtained using direct protein extraction method : formic acid-CHCA
CHARACTERIZATION OF SMALL MOLECULES: S. aureus DELTA-TOXIN
（二） 中国定制药敏卡
临床与耐药监测网要求的药物 向临床提供快速药敏报告，缩短TAT
VITEK2平均鉴定药敏时间 5-8 小时 最大程度减少补充药敏纸片，节省人力物力 向临床提供重要的MIC值结果 更符合PK-PD要求，帮助临床选择更合适的药物与剂量 更适用于重症患者 更符合CLSI要求 药物选用最新的配方，性能更好 更广泛的MIC检测范围 卡片设计更合理
胃肠道感染测试
FilmArray® ME Panel
脑膜炎/脑炎测试
20种 靶标
• 17种病毒 • 3 种细菌
27种 靶标
• 19种细菌 • 5种真菌 • 3种耐药基因
22种 靶标
• 13种细菌 • 5 种病毒 • 4 种寄生虫
14种 靶标
• 6种细菌 • 7种病毒 • 1种真菌
均已通过FDA和CE认证
（二）血培养+MS
分离胶管法
Tip 头高速离心法 血培养前处理装置法 巧克力平板快速培养法
血培养+MS
传
统
流
血培养采集
程
仪器检测
报告时间：72小时
阳性血培养接 种固体培养基
传统ID/AST
Click to add Text
Click to add Text
直
报告时间：24小时
接
快
速Байду номын сангаас
血培养采集
流
标本接收和处理—自动化流程
制片模块
增菌肉汤接种
革兰染色前制片工作— 涂片；条码读取，打印，
粘贴；固定
将原始标本接种到增菌 肉汤中 并贴上条码
纸片分配
侧条码
一次性将6张抗生素纸片 贴上图布菌液的MH平板( 最多可以连接4个不同的
纸片分配器)
自动打印条码,并贴在平 板侧面代替底部条码 - WASPLab 用户的必选 模块
可追溯性，一致性高， 高质量的染色前制片
全程可追溯性
保证纸片之间的间距, 避免污染
无遮挡,保证可以清楚地 观察到溶血环和细菌色
素和颜色改变
个性化定制-可自行选择添加组件
标本接收和处理阶段—自动化流程
WASP lab 个性化定制 自定义孵育箱、影像工作站功能,平板回收站等 收获平板通过影像工作站统一标准，后继流程菌龄最优化
传统鉴定 Vs MS
缩短报告TAT（24h）
微生物培养 （without MALDI)
微生物培养 （with MALDI)
Day 1 接种平板培养；PCT
接种平板培养，PCT
革兰染色，直接镜检；
Day 2
配置鉴定药敏菌悬液上机； 及药敏试验
MS检测1~3分钟鉴定出细菌 报告临床；同时做快速药敏
Day 3 ID&AST报告
Advanced Reporting
血培养工作站——前置到临床和急诊
全自动血培养工作站
标本接收条码化，容器标准化 随到随做，24小时待机
全自动血培养仪可以通过中间件连 接，在每个病房大楼以及急诊化验 间实现卫星血培养工作站，实现自 动化标准化上机
24小时实时和中心微生物室通联， 血瓶来源、阴阳情况等，实时进行 监控。
Blood Blood Draw Culture
Gram Positive Stain
12–72 h
5 min
The FilmArray
Pathogen ID
Approximately 1 h
Standard Testing
Pathogen ID
Antimicrobial Susceptibility
耐病
药原
基微小
因生时
情物
况
TAT48
五、单一 Vs 组合检验
（一）FilmArray
一套完全整合的系统.
核酸提取和制备 核酸扩增
产物检测
统一平台下的多种检测解决方案
测试面广
FilmArray® RP Panel
上呼吸道感染测试
FilmArray® BCID Panel
血流感染测试
FilmArray® GI Panel
仪器检测
程
阳性血培养 预处理
MALDI鉴定 +
直接药敏
（三）血培养+PCT
PCT 血培养
早期鉴别细菌性和非细菌性感染
快速 确定抗菌药物治疗的起始 准确 抗菌药物治疗的导向
确定细菌和药敏的金标准
血培养+PCT
（四）血培养+RAST
（五）血培养+FilmArray
THE FILMARRAY BCID PANEL PROVIDES FASTER RESULTS
MALDI TOF-微生物鉴定的TAT时间
天
小时
分钟
节
MALDI-TOF工作流程
省
灭活
+ 基质 点靶
TAT24-48h
药敏
每个样本
鉴定: 1~2min
约1分钟 药敏: 6~8 hr
快
VITEK 2 Compact工作流程
速 ！
！
鉴定: 4~18hr 药敏: 6~8hr
MULTIDIMENSIONAL SCALING REPRESENTING MALDI TOF SPECTRA OF ACB COMPLEX SPECIES
解放检验人员，集中精力关注阳性 标本
举例
如瑞金医院病房分散，如在每个病 房大楼设置卫星血培养工作站，可 以减少TAT时间，减少的人员数量， 解决夜间血培养问题
病房大 楼A
病房大 楼B
急诊 Lab
三、细菌鉴定现状
手工API、半自动ATB、Vitek 2 Compact、凤凰、Walkaway等系统并行采用 生化+经验，存在差错率（阴性、阳性判断错误） 传统仪器法，存在速度较慢的问题（6-10小时不等） 受限于生化反应的数量和种类，导致鉴定菌种库有限。
TAT时间
——将数天数小时降低至数分钟
四、药敏试验现状
为满足临床和监测要求，Kb和仪器法结合 人员配置有限，工作量大 如下午13：00仪器法和Kb法 仪器法最快下午19：00出结果 KB法最快第二天下午才能拿到药敏报告
临床科室有可能会在第四天or第五天早晨查房时更换抗生素
药敏试验的革命（一）双药敏卡
错产生。 有些时候不上机，积压到早晨处理。 手工操作多，培训人员上耗费大量时间和精力 比如某医院统计发现： 1831例血培养中,807例延时超过8个小时上机
血培养的革命--Virtuo
• 全自动扫描血瓶及病人信息 • 弹性的操作人員及工作空間
Automated Loading / Unloading
• 政策,法规和督查增多 抗菌药物临床应用管理办法（卫生部令第84号) 三级综合医院评审标准实施细则
• 耐药菌株逐年上升 更多药物敏感性报告需求
微生物实验室如何面对挑战?
更加标准化 更高质量 更高效率 更主动的信息交流
微生物实验室效率有待提升
实验室效率
实验室流程规划
实验室自动化
•流程评估 •实验室设计 •持续流程改善 •提升临床重视程度
Testing
24–72 h
六、检验报告的现状
微生物室等待形成完整报告后，发布至临床 主治医师 时常不能在第一时间获得病人报告
信息革命—中间件“云”概念
远程信息实时推送-分级及建议报告 阶梯性治疗效果显著
中间件“云”概念
阳性率
抗菌谱:
院感菌种流行实时监控 耐药谱实时统计 血培养质量实时统计
七、检验流程管理--Lean Sigma
临床微生物检验的 现状与未来
倪语星
目前形势对微生物实验室的挑战
• 硬件设施和人员的技术水平、诊断水平等参差不齐 微生物专家需多年的经验积累 传统鉴定能力有限
• 人力资源普遍不足 平均每1000床位<5位临床微生物专家
• 临床要求更快检验时效 更高的工作强度
• 临床微生物专家与临床医师对称、沟通有障碍 较少涉略临床用药指引
Detection of (non-)formylated Staphylococcus aureus delta-toxin production by whole-cell MALDITOF mass spectrometry. Gagnaire J et al. PLoS One. 2012
DETECTION OF LIPIDA MODIFICATION AS A POTENTIAL BIOFILM SIGNATURE
中国定制卡
MS分 级报
告
实行快速药敏、建议报告制度
VITEK MS 上机完成
临床针对性抗感染可以大大提前
VITEK MS 结果确认并发初布报告， 根据历史数据库，降阶梯
DAY 1
DAY 2
9:00
11:30 12:00 13:00 14:25 15:00 16:15 17:00 19:00 20:00
Unisensor Denmark, now Philips BioCell; Fredberg et al 2013
ACCELERATE AND QUANTAMATRIX
Red cells are dead cells
提
1
供 万小节 古时省 霉报培 素告养 等覆时 重盖间
要
，
80%
抗
缩
生常短
素见
鉴定的革命—MALDI-TOF MS
MALDI-TOF 质谱工作原理
（TOF） 飞行时间质量分析器
离子在电场作用下，加速飞过飞行管道， 根据到达检测器的飞行时间不同而被检测。 离子的质荷比（M/Z）与离子的飞行时间平方
成正比 ，从而对样品进行分析。
（MALDI） 基质辅助激光解析电离离子源
激光照射样品与基质形成共结晶薄膜， 激光照射晶体后, 基质分子吸收能量与
样品解吸附并使其电离。
Croxatto A et al.. Applications of MALDI-TOF mass spectrometry in clinical diagnostic microbiology. FEMS Microbiol Rev. 2012 Mar;36(2):380-407.
3:00
10:00
14:25
手工法/ 非Vitek
开始接种
药敏
发报告
VITEK2 快速当 日药敏
VITEK 2
完成上 机
VITEK 2 开始发报
告
26% 出报
告
75% 出报
告
100% 出报
告
相比传统鉴定、药敏仪器，临床提 前15小时-24小时改医嘱
相比手工法，临床提前24-36小时 改医嘱
（三）ADDITIONAL MICROSCOPIC TECHNOLOGIES
• 全自动装卸血液培养瓶
Smart Scanning
• 自动侦测纪录培养瓶内血液量 Technology
• 排除匿名瓶的发生率
• 减少延迟载入血瓶的发生率 Sample Level • 模組化设计弹性扩充设备 Sensing
• 可与鉴定系统相连，进行培养
阳性鉴定
Increased
Performance
•自动化仪器提升結果 报告时间 •减少大部分操作时间
实验室信息化
• 提升资料传输效率 • 提升资料溯源性 • 提升资料整理能力
一、标本接收和处理的现状
标本接收和处理—既有流程
痰、尿、粪便、脓液、组织培养等标本的既有流程存在的问题 人员不固定（特别是承担教学任务或是有人员轮转的微生物室） 手工操作 培训 人员达到标准化耗费大量时间和精力（人员操作、经验等参差
FilmArray
210:0543210987654321 只需要2分钟
手工操作
操作简单的测试条准备工作
6. 样本4/.缓3用5.冲2. 下将塑.液合面在样料的1上将蓝本吸.混管测色把缓管合盖试进测冲将物，条样试液通上放口条加本过下入注插加红颠F入入到色倒il溶上样到m进三A解样本样样次r缓平制本r口a以冲台y备制注混仪液管备射匀器。中管到。。内测。试条内。
不齐） 需要手工标记代码和参数，容易产生差错 效率低（累积一定数量后再进行一次性处理，无法做到随来随做） 平板接种后，人工分拣至孵育箱，存在差错的可能
标本处理的革命—WASP Lab
分辨率大大提高
WASP TM : 标本处理模块 WASP Lab TM 控制模块 图像采集工作站 传送带
全自动培养箱( 1708 ppm) 全自动培养箱(854ppm) 平板堆叠or 旋转桶 WASPLab TM工作台
智能孵育箱：随时自动化获取培养结果，影像传送
WASP附加功能介绍，涂片、接种增菌肉汤等功能
随到随做，节省人力
操作自动化，标准化
WASP与人工相比效率提升，解放的工作人员数量
二、血培养的现状
血培养的既有流程存在的问题 不能全天候值班，夜间或周末血培养瓶无法得到及时处理 夜间标本有些人值班可以上机，但是上机质量有好有坏，造成匿名瓶等差
A
B
MDS obtained using CHCA matrix
MDS obtained using direct protein extraction method : formic acid-CHCA
CHARACTERIZATION OF SMALL MOLECULES: S. aureus DELTA-TOXIN