Russian Journal of Infection and ImmunityRussian Journal of Infection and ImmunityИнфекция и иммунитет2220-76192313-7398SPb RAACI64710.15789/2220-7619-2019-2-385-392METHODSМЕТОДЫCoherent fluctuation nephelometry in clinical microbiologyКогерентная флуктуационная нефелометрия в клинической микробиологииhttps://orcid.org/0000-0001-8823-7819Gur’evA. S.ГурьевА. С.
Russian Federation

PhD, Senior Researcher, Research Laboratory, M.F. Vladimirsky Moscow Regional Clinical and Research Institute (MONIKI); Researcher, Medtechnopark Ltd.

Contacts: Alexander S. Gur’ev 129110, Russian Federation, Moscow, Shchepkina str., 61/2, M.F. Vladimirsky Moscow Regional Research and Clinical Institute (MONIKI). Phone: +7 (906) 062-06-73.

Гурьев Александр Сергеевич, PhD, старший научный сотрудник МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского; научный сотрудник ООО «Медтехнопарк»

Адрес для переписки: Гурьев Александр Сергеевич 129110, Россия, Москва, ул. Щепкина, 61/2, корп. 1, ГБУЗ МО МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского. Тел.: 8 (906) 062-06-73.

coherneph@mail.ruShalatovaO. Yu.ШалатоваО. Ю.
Russian Federation

Junior Researcher, Laboratory of Biopreparations, Innovative Technologies Departmen ussian Federation; Researcher

Шалатова Ольга Юрьевна, младший научный сотрудник лаборатории биопрепаратов Отдела новых технологий

ont_olga@mail.ruRusanovaE. V.РусановаЕ. В.
Russian Federation

MD, PhD, Lead Researcher, Research Laboratory, M.F. Vladimirsky MONIKI; Chief Supernumerary Specialist in Bacteriology, Department of Healthcare of the Moscow Region

Русанова Елена Владимировна, кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории лабораторного отдела ГБУЗ МО МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского, главный внештатный бактериолог МЗ МО России

rusanova.microbiolog@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6374-9786VasilenkoI. V.ВасиленкоИ. А.
Russian Federation

PhD, MD (Medicine), Professor, Head of the Research Laboratory ussian Federation; Researcher

Василенко Ирина Анатольевна, доктор мендицинских наук, профессор, зав. научноисследовательской лабораторией лабораторного отдела

vasilenko0604@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-5110-553XVolkovA. Yu.ВолковА. Ю.
Russian Federation

PhD (Physics and Mathematics), Director of Medtechnopark LTD

Волков Алексей Юрьевич, кандидат-физико-математических наук, генеральный директор ООО «Медтехнопарк»

md.volkov@mail.ruMoscow Regional Research and Clinical Institute (MONIKI)ГБУЗ МО Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. ВладимирскогоMedtechnopark Ltd.ООО "Медтехнопарк"Pasteur Institute of Epidemiology and MicrobiologyФБУН НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера12072019923853922404201817042019Copyright ©; 2019, Gur’ev A.S., Shalatova O.Y., Rusanova E.V., Vasilenko I.V., Volkov A.Y.Copyright ©; 2019, Гурьев А.С., Шалатова О.Ю., Русанова Е.В., Василенко И.А., Волков А.Ю.2019Gur’ev A.S., Shalatova O.Y., Rusanova E.V., Vasilenko I.V., Volkov A.Y.Гурьев А.С., Шалатова О.Ю., Русанова Е.В., Василенко И.А., Волков А.Ю.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://iimmun.ru/iimm/article/view/647

In this article data concerning coherent fluctuation nephelometry (CFN) use in clinical microbiology is presented. CFN-analyzer allows to solve two important problems – fast urine screening for bacteriuria within 2-4 hours and antibiotic susceptibility testing within 3-6 hours. Altogether more than 650 urine samples were tested, and the effectivity of CFN-analyzer for preliminary selection of samples for further analysis was shown. Method allows to detect negative samples, reducing the number of urine analyses by 70-80%. Simultaneous analysis of growth curves and concentration of microorganisms shows high sensitivity and specificity (95.2% и 96.9%). Also more than 250 antibiotic susceptibility tests were performed using CFN-analyzer to show its effectiveness for determination of resistant properties of both pure cultures and urine microflora without isolation of bacteria. The agreement with traditional methods was from 84% to 88%. The use of CFN-analyzer with express methods of identification of microorganisms (chromogenic nutrient broths or mass-spectrometry) allows to make full urine analysis within 1-2 days. In the future CFN-analyzer gives an opportunity to screen different human biological liquids, and finds an application for other microbiological tasks, including standardization and speeding-up in sanitary bacteriology.

В статье представлены данные по использованию метода когерентной флуктуационной нефелометрии (КФН) в клинический микробиологической практике. КФН-анализатор позволяет решать две важных задачи – проводить быстрый скрининг мочи на бактериурию за 2-4 часа и определять чувствительность бактериальных культур к антибиотикам за 3-6 часов. В общей сложности исследовано более 650 образцов мочи и показана эффективность КФН-анализатора для предварительного отбора проб на анализ. Метод позволяет выявлять отрицательные образцы, снижая общее количество исследований на 70-80%. Одновременный анализ кривых роста микроорганизмов и их концентрации в моче даёт возможность достигнуть высоких показателей чувствительности и специфичности (95,2% и 96,9%). Также проведено более 250 исследований чувствительности к антибиотикам на КФН-анализаторе, продемонстрирована его высокая эффективность для быстрого определения резистентных свойств как чистых культур, так и микрофлоры мочи без выделения изолятов. Согласие результатов с традиционными методами составило от 84% до 88%. Использование КФН-анализатора совестно с экспресс методами видовой идентификации микроорганизмов (хромогенными питательными средами или масс-спектрометрическим методом) позволит проводить полный анализ мочи за один-два дня. В перспективе КФН-анализатор даст возможность проводить скрининг различных биологических жидкостей человека, а также найдёт применение в широком круге микробиологических задач, в том числе, для ускорения и стандартизации санитарно-биологических исследований.

coherent fluctuation nephelometrybacteriuriascreeningurine antibiotic susceptibility testingmicrobiology analyzerкогерентная флуктуационная нефелометриябактериурияскринингмочаопределение чувствительности к антибиотикаммикробиологический анализаторMedtechnopark Ltd.ООО "Медтехнопарк"Баранов А.А., Маянский А.Н., Чеботарь И.В., Маянский Н.А. Новая эпоха в медицинской микробиологии // Вестник Российской Академии наук. 2015. Т. 85, № 6. С. 907–909. doi: 10.1134/S10193316150600152. Гурьев А.С., Волков А.Ю., Долгушин И.И., Поспелова А.В., Растопов С.Ф., Савочкина А.Ю., Сергиенко В.И. Когерентная флуктуационная нефелометрия — быстрый метод скрининга мочи на микробную обсемененность // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2015. Т. 159, № 1. С. 120–123. doi: 10.1007/s10517-015-2902-03. Гурьев А.С., Кузнецова О.Ю., Пясецкая М.Ф., Смирнова И.А., Беляева Н.А., Вербов В.Н., Волков А.Ю. Быстрый скрининг мочи на бактериурию у детей с использованием микробиологического анализатора, совмещающего в себе методы фотометрии и когерентной флуктуационной нефелометрии // Инфекция и иммунитет. 2016. Т. 6, № 4. С. 395–398. doi: 10.15789/2220-7619-2016-4-395-3984. Растопов С.Ф. Когерентная флуктуационная нефелометрия: высокочувствительный метод детектирования частиц в жидкости // Приборы и техника эксперимента. 2011. Т. 54, № 6. С. 95–99. doi: 10.1134/S00204412110601945. Станкевич Л.И., Герасимова. Е.С., Загорельский В.В. Скрининг бактериурии с помощью автоматизированной проточной цитометрии на анализаторе UF1000i Sysmex как инструмент для отбора образцов мочи на посев // Поликлиника. 2014. Т. 4, № 1. С. 13–16.6. Davenport M., Mach K.E., Shortliffe L.M.D., Banaei N., Wang T.H., Liao J.C. New and developing diagnostic technologies for urinary tract infections. Nat. Rev. Urol., 2017, vol. 14, no. 5, pp. 296–310. doi: 10.1038/nrurol.2017.207. Gur’ev A.S., Kuznetsova O.Yu., Kraeva L.A., Rastopov S.F., Verbov V.N., Vasilenko I.A., Rusanova E.V., Volkov A.Yu. Development of microbiological analyzer based on coherent fluctuation nephelometry. In: Advances in artificial systems for medicine and education. Eds. Hu Z., Petoukhov S., He M. Springer, 2018, vol. 658, pp. 198–206. doi: 10.1007/978-3-319-67349-3_188. Gur’ev A.S., Yudina I.E., Lazareva A.V., Volkov A.Yu. Coherent fluctuation nephelometry as a promising method for diagnosis of bacteriuria. Pract. Lab. Med., 2018, vol. 12: e00106. doi: 10.1016/j.plabm.2018.e001069. Maia M.R., Marques S., Cabrita A.R., Wallace R.J., Thompson G., Fonseca A.J., Oliveira H.M. Simple and versatile turbidimetric monitoring of bacterial growth in liquid cultures using a customized 3D printed culture tube holder and a miniaturized spectrophotometer: application to facultative and strictly anaerobic bacteria. Front. Microbiol., 2016, no. 7, pp. 1381. doi: 10.3389/fmicb.2016.0138110. U.S. EPA. Detection of biological suspensions using online detectors in a drinking water distribution system simulator. U.S. Environmental Protection Agency, 2010, EPA/600/R-10/00511. Zapata A., Ramirez-Arcos S. A comparative study of McFarland turbidity standards and the Densimat photometer to determine bacterial cell density. Curr. Microbiol., 2015, vol. 70, no. 6, pp. 907–909. doi: 10.1007/s00284-015-0801