В бактериологической практике чаще всего изучают сахаролитические и протеолитические ферменты.

К дополнительным признакам, используемым при идентифи­кации, относятся:

• наличие видоспецифических антигенов;

• чувствительность к видоспецифическим бактериофагам
видовая резистентность к определенным антимикробным препаратам.

• для патогенных бактерий — продукция определенных факторов вирулентности

Тонкая внутривидовая идентификация до биовара (серовара, фаговара, ферментовара и т.д.) — титрование — основана на выявлении соответствующего маркера: антигена (серотипирование), чувствительности к типовому бактери­офагу (фаготипирование) и др.

В последние годы разработаны и начали применяться со­временные биохимические и молекулярно-биологические ме­тоды идентификации: хемоидентификация, анализ нуклеино­вых кислот: рестрикционный анализ, гибридизация, полиме-разная цепная реакция (ПЦР), риботипирование и др.

Биохимическая идентификация. Для оценки биохимической активности бактерий используют следующие реакции:

1) ферментацию — неполное расщепление субстрата до промежуточных продуктов, например ферментацию угле­водов с образованием органических кислот;

2) окисление — полное расщепление органического суб­страта до СО и НО;

3) ассимиляцию (утилизацию) — использование субстрата
для роста в качестве источника углерода или азота;

4) диссимиляцию (деградацию) субстрата;

5) гидролиз субстрата.

Классический (традиционный) метод идентификации мик­робов по биохимическим признакам заключается в посеве чис­той культуры на дифференциально-диагностические среды, со­держащие определенные субстраты, с целью оценки способ­ности микроорганизма ассимилировать данный субстрат или определения конечных продуктов его метаболизма. Исследова­ние занимает не менее 1 сут. Примером является оценка сахаролитической активности бактерий (способности ферментиро­вать углеводы) с помощью посева на среды Гисса — короткий и длинный "пестрый ряд".

Идентификация бактерий по биохимическим признакам с помощью сред "пестрого ряда ". Корот­кий "пестрый ряд" включает жидкие среды Гисса с моно- и дисахаридами: глюкозой, лактозой, сахарозой, мальтозой и с 6-атомным спиртом — маннитом. В длинный "пестрый ряд " наряду с перечисленными углеводами вводят среды с разнооб­разными моносахаридами (арабиноза, ксилоза, рамноза, галак­тоза и др.) и спиртами (глицерин, дульцит, инозит и др.). Для оценки способности бактерий ферментировать углевод в среды добавляют индикатор (реактив Андреде или др.), позволяющий выявить образование кислых продуктов расщепления (органи­ческих кислот), и "поплавок" для обнаружения выделения

Чистую культуру исследуемого микроорганизма засевают пет­лей в среды "пестрого ряда". Посевы инкубируют при 37 °С в течение 18—24 ч или больше. В том случае, если бактерии ферментируют углевод до образования кислых продуктов, на­блюдается изменение цвета среды; при разложении углевода до кислоты и газообразных продуктов наряду с изменением цвета появляется пузырек газа в поплавке. Если используют среды с полужидким агаром, то образование газа регистриру­ется по разрыву столбика. При отсутствии ферментации цвет среды не меняется. Поскольку бактерии ферментируют не все, а только определенные для каждого вида углеводы, входящие в состав сред Гисса, наблюдается довольно пестрая картина, поэтому набор сред с углеводами и цветным индикатором называют "пестрым рядом".

Для определения протеалитических ферментов производят посев культуры бактерий уколом в столбик 10—20 % желатина, пептонную воду. Посевы в желатине инкубируют при 20—22 *С в течение нескольких дней. При наличии протеолитических ферментов бактерии разжижают желатин, образуя фигуру, на­поминающую воронку или елочку.

В посевах в пептонную воду определяют продукты расщеп­ления аминокислот после инкубирования в течение 2—3 сут при 37 "С путем постановки реакций на аммиак, индол, сероводород и др.

Реакция на аммиак. Узкую полоску лакмусовой бу­маги укрепляют под пробкой так, чтобы она не соприкасалась с питательной средой. Посинение бумаги свидетельствует об образовании аммиака.

Реакция на индол. Способ Эрлиха: в пробирку с куль­турой бактерий прибавляют 2—3 мл эфира, содержимое энер­гично перемешивают и добавляют несколько капель реактива Эрлиха (спиртовой раствор парадиметиламидобензальдегида с хлористоводородной кислотой). В присутствии индола наблю­дается розовое окрашивание, при осторожном наслаивании образуется розовое кольцо.

Реакция на сероводород. В пробирку с пептонной водой помещают узкую полоску фильтровальной бумаги, смоченную сульфатом железа, и закрепляют ее под пробкой так, чтобы она не соприкасалась с питательной средой. При выделении серо­водорода образуется нерастворимый сульфид железа (FeS), ок­рашивающий бумагу в черный цвет. Продукцию FeSможно определять также путем посева культуры бактерий уколом в столбик с питательной средой, содержащей реактивы для выявления FeS (смесь солей: сульфат железа, тиосульфат натрия, сульфит натрия). Положительный результат — среда приобретает черный цвет за счет образования FeS.

Обнаружение каталазы. На предметное стекло нано­сят каплю 1—3 % раствора пероксида водорода и вносят в нее петлю с бактериальной культурой. Каталаза разлагает пероксид водорода на кислород и воду. Выделение пузырьков газа свидетельствует о наличии у данного вида бактерий ката­лазы.

В бактериологической практике иногда ограничиваются изучением сахаролитических и протеолитических признаков исследуемых бактерий, если этого достаточно для их иденти­фикации. При необходимости исследуют другие признаки, на­пример способность к восстановлению нитратов, карбоксилированию аминокислот, образованию оксидазы, плазмокоагулазы, фибринолизина и других ферментов.

Результаты работ по идентификации выделенной культуры протоколируют.

Биохимические тесты 2-го поколения, основанные на при­менении концентрированных субстратов и более чувствитель­ных методов обнаружения конечных продуктов реакции, по зволяют выявлять ферменты, уже существующие в микробной клетке, и, таким образом, не требуют дополнительного выра­щивания бактерий в процессе исследования. Это позволяет существенно сократить сроки исследования (до 4 ч). Биохими­ческие тесты 3-го поколения основаны на применении суб­стратов, меченных хромогеном или флюорохромом. Такой комплекс не окрашен или не флюоресцирует. При разрушении меченого субстрата ферментом микроба освобождается метка, что проявляется окрашиванием или флюоресценцией. Такие тесты позволяют использовать единичную бактериальную ко­лонию, полученную при первичном посеве исследуемого ма­териала на плотную питательную среду, для полной биохими­ческой идентификации, т.е. сокращает процесс выделения чис­той культуры до двух этапов.

В лабораторной практике применяются готовые микро­тест-системы (МТС) для идентификации основных групп микроорганизмов — возбудителей заболеваний человека. В со­временных МТС учет результатов и их интерпретация осу­ществляются автоматически с помощью компьютерных сис­тем анализа.

Биохимические и молекулярно-генетические методы иденти­фикации. Хемоидентификация — идентификация по химичес­кому составу микробной клетки. В состав любого организма входят 4 основных класса биомолекул: нуклеиновые кислоты, белки, углеводы и липиды. Хемоидентификация основана в первую очередь на анализе состава микробных липидов, по­скольку среди биополимеров они характеризуются наиболь­шим разнообразием мономеров (у различных бактерий обна­ружены более 300 разных типов жирных кислот и их производных). Это позволяет различать микробы, принадлежащие к разным видам, по количественному и качественному со­ставу липидов (жирных кислот, эфиров, спиртов, хинонов и т.д.). Анализ химического состава микробных клеток осу­ществляется с помощью метода хроматографии. Наиболее широко используют метод газожидкостной хроматографии. Ведущей областью применения метода являются идентифи­кация анаэробных бактерий по составу жирных кислот с короткой углеродной цепью (9—20 атомов углерода), относя­щихся к основным продуктам метаболизма этих микроорганиз­мов, а также идентификация медленно растущих бактерий (микобактерий) и бактерий с низкой ферментативной актив­ностью.

Молекулярно-генетические методы идентификации. Они ос­нованы на анализе бактериальных ДНК.

1. Рестрикционный анализ. ДНК обрабатывают рестрикционными ферментами — специфическими эндонуклеазами, которые разрезают молекулу ДНК по определенным по­следовательностям нуклеотидов. Далее проводят анализ полу­ченных фрагментов, уникальных для каждого вида микроорга­низма. Метод также позволяет осуществлять внутривидовое типирование бактерий.

2. Гибридизация ДНК. Любой микроорганизм имеет в своем геноме определенные уникальные последовательности, которые могут быть использованы для его идентификации. Метод обнаружения таких участков ДНК основан на способ­ности комплементарных последовательностей нуклеиновых кислот к гибридизации. Исследование проводят с помощью нуклеиновых зондов — однонитевых фрагментов ДНК, ком­плементарных уникальным участкам микробного генома и не­сущих метку (радионуклид, фермент или флюорохром). Вклю­чение метки обеспечивает высокую чувствительность метода. В зависимости от выбранного генетического фрагмента зонды могут быть родо-, видо- или типоспецифическими. Быстрота и высокая чувствительность метода гибридизации позволяют существенно сократить время исследования. Основной областью применения является идентификация трудно культивируемых или медленно растущих микробов (например, представи­телей родов Mycobacterium, Neisseria, Campyiobacter). Особо сле­дует выделить метод риботипирования — идентификации, осно­ванной на анализе генов, кодирующих рибосомальные РНК.

3. Полимеразная цепная реакция (ПЦР). Метод ПЦР позволяет обнаруживать уникальные последовательности ДНК, присутствующие в образце в очень малых количествах. Теоретически достаточно одной копии искомой последователь­ности. Метод ПЦР основан на амплификации (увеличении числа копий) искомого участка генома микроорганизма.