Окраска по Цилю-Нильсену , также известная как кислотоустойчивая окраска , представляет собой метод бактериологического окрашивания, используемый в цитопатологии и микробиологии для идентификации кислотоустойчивых бактерий под микроскопом , в частности, представителей рода Mycobacterium . Этот метод окрашивания был первоначально предложен Паулем Эрлихом (1854–1915) и впоследствии модифицирован немецкими бактериологами Францем Цилем (1859–1926) и Фридрихом Нильсеном (1854–1898) в конце 19 века.
Метод кислотоустойчивого окрашивания в сочетании с окрашиванием аурамин-фенолом служит стандартным диагностическим инструментом и широко доступен для быстрой диагностики туберкулеза (вызванного Mycobacterium tuberculosis ) и других заболеваний, вызванных атипичными микобактериями , такими как проказа (вызванная Mycobacterium leprae ) и инфекция Mycobacterium avium-intracellulare (вызванная комплексом Mycobacterium avium ) в таких образцах, как мокрота , промывная жидкость желудка и жидкость бронхоальвеолярного лаважа . Эти кислотоустойчивые бактерии обладают воскообразным, богатым липидами внешним слоем, который содержит высокие концентрации миколовой кислоты , что делает их устойчивыми к обычным методам окрашивания, таким как окраска по Граму . [1] [2]
После процедуры окрашивания по Цилю-Нильсену с использованием карболового фуксина кислотоустойчивые бактерии можно наблюдать в виде ярких красных или розовых палочек на синем или зеленом фоне в зависимости от конкретного используемого контрастного красителя , такого как метиленовый синий или малахитовый зеленый соответственно. Некислотоустойчивые бактерии и другие клеточные структуры будут окрашены контрастным красителем, что позволит провести четкую дифференциацию. [3]
В анатомических патологических образцах иммуногистохимия и модификации окраски Циля-Нильсена (например, окраска Файта-Фарако) имеют сопоставимую диагностическую ценность для идентификации Mycobacterium . Оба они превосходят традиционную окраску Циля-Нильсена. [4]
Mycobacterium — это медленнорастущие палочковидные бациллы , слегка изогнутые или прямые, которые считаются грамположительными . Некоторые микобактерии являются свободноживущими сапрофитами , но многие из них являются патогенами , вызывающими заболевания у животных и людей. Mycobacterium bovis вызывает туберкулез у крупного рогатого скота. Поскольку туберкулез может передаваться людям, молоко пастеризуют, чтобы убить любую из бактерий. [5] Mycobacterium tuberculosis , вызывающая туберкулез (ТБ) у людей, — это бактерия, передающаяся воздушно-капельным путем , которая обычно поражает легкие человека. [6] [7] Тестирование на туберкулез включает анализ крови, кожные пробы и рентгенографию грудной клетки. [8] При изучении мазков на туберкулез их окрашивают кислотоустойчивым красителем. Эти кислотоустойчивые организмы, такие как Mycobacterium, содержат в своих клеточных стенках большое количество липидных веществ, называемых миколовыми кислотами. Эти кислоты устойчивы к окрашиванию обычными методами, такими как окраска по Граму . [9] Его также можно использовать для окрашивания некоторых других бактерий, таких как Nocardia . Реагенты, используемые для окраски по Цилю-Нильсену, — карболовый фуксин , кислый спирт и метиленовый синий . Кислотоустойчивые бациллы после окраски приобретают ярко-красный цвет. [ необходима цитата ]
Окрашивание по Цилю-Нильсену — это тип узкоспектрального окрашивания грибков. Узкоспектральные окрашивания грибков являются селективными и могут помочь дифференцировать и идентифицировать грибки. [10] Результаты окрашивания по Цилю-Нильсену варьируются, поскольку многие клеточные стенки грибков не являются кислотоустойчивыми. [11] Пример распространенного типа кислотоустойчивого грибка, который обычно окрашивается по Цилю-Нильсену, называется Histoplasma (HP). [12] Histoplasma встречается в почве и фекалиях птиц и летучих мышей. [13] Люди могут заразиться гистоплазмозом при вдыхании спор грибка. Histoplasma попадает в организм и попадает в легкие, где споры превращаются в дрожжи. [14] Дрожжи попадают в кровоток и поражают лимфатические узлы и другие части тела. Обычно люди не заболевают, вдыхая споры, но если они это делают, у них обычно возникают симптомы, похожие на грипп. [15] Другая вариация этого метода окрашивания используется в микологии для дифференциального окрашивания кислотоустойчивых инкрустаций в кутикулярных гифах определенных видов грибов рода Russula . [16] [17] Некоторые свободные эндоспоры можно спутать с мелкими дрожжами, поэтому окрашивание используется для идентификации неизвестных грибов. [18] Он также полезен для идентификации некоторых простейших, а именно Cryptosporidium и Isospora . Окраска по Цилю-Нильсену также может затруднить диагностику в случае парагонимоза , поскольку яйца в образце мокроты для яйцеклеток и паразитов (O&P) могут быть растворены красителем [ необходима цитата ]
В 1882 году Роберт Кох открыл этиологию туберкулеза. [19] Вскоре после открытия Коха Пауль Эрлих разработал краситель для микобактерий туберкулеза, названный красителем квасцовым гематоксилином. [20] Затем Франц Циль изменил технику окрашивания Эрлиха, используя карболовую кислоту в качестве протравы. Фридрих Нильсен сохранил выбор протравы Циля, но изменил основную краску на карболовый фуксин. Совместные модификации Циля и Нильсена разработали краску Циля–Нильсена. Еще одна кислотоустойчивая окраска была разработана Джозефом Киньюном с использованием техники окрашивания Циля–Нильсена, но без этапа нагревания из процедуры. Эта новая окраска от Киньюна была названа краской Киньюна. [ необходима цитата ]
Типичная процедура окрашивания АФБ включает в себя помещение клеток в суспензии на предметное стекло, последующее высушивание жидкости на воздухе и термическую фиксацию клеток. [21]
Исследования показали, что окрашивание AFB без культуры имеет низкую отрицательную прогностическую ценность. Посев AFB следует проводить вместе с окрашиванием AFB; это имеет гораздо более высокую отрицательную прогностическую ценность. [ необходима цитата ]
Механизм действия красителя Циля-Нильсена до конца не изучен, но считается, что он включает химическую реакцию между кислотными красителями и клеточными стенками бактерий . Кислотность красителей заставляет их сильнее связываться с клеточными стенками бактерий, чем с другими клетками или тканями . Это приводит к избирательному окрашиванию только тех клеток, которые имеют высокую плотность материала клеточной стенки, например, кислотоустойчивых бактерий. [26]
Окрашивание по Цилю-Нильсену представляет собой двухэтапный процесс окрашивания . На первом этапе ткань окрашивается основным раствором фуксина, который окрашивает все клетки в розовый цвет. На втором этапе ткань инкубируется в кислотном спиртовом растворе, который обесцвечивает все клетки, за исключением кислотоустойчивых клеток, которые сохраняют цвет и выглядят красными. Механизмы, посредством которых образуется этот цвет, не совсем понятны, но считается, что взаимодействие основного фуксина с компонентами клеточной стенки бактерий создает новую молекулу, которая отвечает за цвет. [27]
{{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на июль 2024 г. ( ссылка )
Медиа, связанные с окраской по Цилю-Нильсену на Wikimedia Commons