Посев крови — это медицинский лабораторный анализ, используемый для обнаружения бактерий или грибков в крови человека . В нормальных условиях кровь не содержит микроорганизмов : их присутствие может указывать на инфекцию кровотока , такую как бактериемия или грибок , что в тяжелых случаях может привести к сепсису . Путем культивирования крови можно идентифицировать микробы и проверить их устойчивость к противомикробным препаратам , что позволяет врачам назначить эффективное лечение.
Для проведения теста кровь набирают в бутылочки, содержащие жидкую формулу, которая усиливает рост микробов, называемую культуральной средой . Обычно за один отбор собираются два контейнера, один из которых предназначен для аэробных организмов , которым требуется кислород, а другой — для анаэробных организмов , которым он не нужен. Эти два контейнера называются набором культур крови. Два набора культур крови иногда собираются из двух разных мест взятия крови. Если организм появляется только в одном из двух наборов, это, скорее всего, представляет собой загрязнение флорой кожи , чем настоящую инфекцию кровотока. Ложноотрицательные результаты могут быть получены, если образец взят после того, как человек получил противомикробные препараты или если флаконы не заполнены рекомендуемым количеством крови. Некоторые организмы плохо растут в культурах крови и требуют специальных методов обнаружения.
Контейнеры помещают в инкубатор на несколько дней, чтобы дать возможность микроорганизмам размножиться. Если обнаружен рост микробов, из культурального флакона проводится окраска по Граму , чтобы подтвердить присутствие микроорганизмов и предоставить предварительную информацию об их идентичности. Затем кровь субкультивируют , то есть ее наносят штрихами на чашку с агаром для выделения колоний микробов для полной идентификации и тестирования чувствительности к противомикробным препаратам. Поскольку очень важно быстро диагностировать и лечить инфекции кровотока, были разработаны методы быстрого тестирования с использованием таких технологий, как полимеразная цепная реакция и MALDI-TOF MS .
Процедуры культивирования крови были опубликованы еще в середине XIX века, но эти методы были трудоемкими и мало напоминали современные методы. Обнаружение роста микробов включало визуальный осмотр культуральных бутылей до тех пор, пока в 1970-х годах не были внедрены автоматизированные системы культивирования крови, которые контролируют газы, образующиеся в результате метаболизма микробов. В развитых странах ручные методы посева крови в значительной степени вытеснены автоматизированными системами.
Кровь обычно стерильна. [1] Присутствие бактерий в крови называется бактериемией , а наличие грибов — фунгемией . [2] Незначительные повреждения кожи [3] или слизистых оболочек , которые могут возникнуть в таких ситуациях, как чистка зубов или дефекация , [4] [5] могут привести к попаданию бактерий в кровоток, но эта бактериемия обычно преходяща и редко выявляется при посеве. потому что иммунная система и ретикулоэндотелиальная система быстро изолируют и уничтожают микроорганизмы. [3] [6] Бактерии могут попасть в кровь при таких инфекциях, как целлюлит , ИМП и пневмония ; [7] и инфекции сосудистой системы , такие как бактериальный эндокардит или инфекции, связанные с внутривенными линиями , могут привести к постоянной бактериемии. [4] Фунгемия чаще всего возникает у людей с плохо функционирующей иммунной системой . [2] Если бактерии или грибки не выводятся из кровотока, они могут распространиться на другие органы и ткани, [3] или вызвать иммунный ответ , который приводит к системному воспалительному состоянию, называемому сепсисом , которое может быть опасным для жизни. [8] [9]
При подозрении на сепсис необходимо взять посев крови для выявления возбудителя и провести таргетную антимикробную терапию . [10] Людям, которые госпитализированы и имеют лихорадку, низкую температуру тела , высокое количество лейкоцитов или низкое количество гранулоцитов (категория лейкоцитов ), обычно делают посев для выявления возможной инфекции кровотока. [11] [12] Культуры крови используются для выявления инфекций кровотока при фебрильной нейтропении , распространенном осложнении химиотерапии , при котором лихорадка возникает на фоне крайне низкого количества нейтрофилов (лейкоцитов, которые защищают от бактериальных и грибковых патогенов). [13] [14] [15] Бактериемия часто встречается при некоторых типах инфекций, таких как менингит , септический артрит и эпидуральные абсцессы , поэтому при этих состояниях показаны посевы крови. При инфекциях, менее тесно связанных с бактериемией, посев крови все же может быть показан, если у человека высокий риск заражения внутрисосудистой инфекцией или если невозможно быстро получить культуры из основного очага инфекции (например, посев мочи при пиелонефрите или посев мокроты при тяжелой внебольничной пневмонии ). [16] [17] Культура крови может выявить основную микробную причину в случаях эндокардита [18] и лихорадки неизвестного происхождения . [11] [19]
Возбудители, наиболее часто выявляемые в культурах крови, включают Staphylococcus aureus , Escherichia coli и других членов семейства Enterobacteriaceae , виды Enterococcus , Pseudomonas aeruginosa и Candida albicans . [20] [21] Коагулазонегативные стафилококки (ЦНС) также часто встречаются, хотя часто неясно, являются ли эти организмы, составляющие часть нормальной флоры кожи, [22] истинными патогенами или просто загрязнителями. [21] В культурах крови, взятых у новорожденных и детей, ЦНС может указывать на серьезные инфекции. [23] Эпидемиология инфекций кровотока варьируется в зависимости от времени и места; например, грамположительные организмы обогнали грамотрицательные организмы в качестве преобладающей причины бактериемии в Соединенных Штатах в 1980-х и 1990-х годах [24], а уровень заболеваемости грибком значительно увеличился в связи с растущей популяцией людей, получающих иммуносупрессивное лечение, такое как как химиотерапия. [25] Грамотрицательный сепсис чаще встречается в Центральной и Южной Америке, Восточной Европе и Азии, чем в Северной Америке и Западной Европе; а в Африке Salmonella enterica является основной причиной бактериемии. [26]
Посевы крови обычно берутся через венепункцию . Отбор образца из внутривенного катетера не рекомендуется, так как это связано с более высоким уровнем контаминации, хотя для диагностики катетер-ассоциированных инфекций можно собирать культуры как из венепункции, так и из внутривенного катетера. [11] [27] Перед взятием крови верхняя часть каждой бутылочки для сбора дезинфицируется спиртовым тампоном, чтобы предотвратить загрязнение. [11] Затем кожу вокруг места прокола очищают и оставляют сохнуть; некоторые протоколы рекомендуют дезинфекцию антисептиком на основе спирта с последующим применением либо хлоргексидина , либо препарата на основе йода , [примечание 1] [27] [28] , в то время как другие считают достаточным использование только спиртосодержащего антисептика. [17] [29] Если одновременно с посевом крови необходимо взять кровь для других анализов, сначала берут бутыли с культурой , чтобы свести к минимуму риск заражения. [30] Поскольку противомикробная терапия может вызвать ложноотрицательные результаты из-за ингибирования роста микробов, перед назначением противомикробных препаратов рекомендуется брать посев крови, хотя это может быть непрактично для людей, находящихся в критическом состоянии. [10]
Типичный сбор культуры крови включает забор крови в две бутылки, которые вместе образуют одну «культуру» или «набор». Одна бутылка предназначена для усиления роста аэробных организмов , а другая – для выращивания анаэробных организмов . У детей заражение анаэробными бактериями встречается редко, поэтому можно собрать одну аэробную бутылку, чтобы свести к минимуму необходимое количество крови. [31] Рекомендуется собрать как минимум два набора из двух отдельных мест венепункции. Это помогает отличить инфекцию от контаминации, поскольку контаминанты с меньшей вероятностью появятся более чем в одном наборе, чем истинные патогены . Кроме того, сбор больших объемов крови увеличивает вероятность обнаружения микроорганизмов, если они присутствуют. [32]
Бутылки для посева крови содержат питательную среду , которая способствует размножению микроорганизмов, и антикоагулянт , препятствующий свертыванию крови . [33] Полианетолсульфонат натрия (SPS) является наиболее часто используемым антикоагулянтом [33] , поскольку он не препятствует росту большинства микроорганизмов. [28] Точный состав питательной среды варьируется, но в аэробных бутылках используется бульон, обогащенный питательными веществами, такой как настой мозга и сердца или триптиказо-соевый бульон , [34] а анаэробные бутылки обычно содержат восстанавливающий агент, такой как тиогликолят . Пустое пространство анаэробного баллона заполнено газовой смесью, не содержащей кислород. [33] [35]
Многие флаконы промышленного производства содержат смолу , которая поглощает антибиотики и снижает их воздействие на микроорганизмы в образце. [11] Бутылочки, предназначенные для использования в педиатрии, рассчитаны на меньшие объемы крови и содержат добавки, которые усиливают рост патогенов, чаще встречающихся у детей. [36] Для обнаружения грибков и микобактерий можно использовать и другие специализированные флаконы . [35] В странах с низким и средним уровнем дохода предварительно приготовленные флаконы с культурами могут быть непомерно дорогими, и может потребоваться подготовка флаконов вручную. Доступ к необходимым материалам и оборудованию может быть затруднен [37] , а в некоторых регионах проведение посева крови может оказаться вообще невозможным. [38]
Важно, чтобы флаконы не были ни недополнены, ни переполнены: недополнение может привести к ложноотрицательным результатам, поскольку в образце присутствует меньше микроорганизмов, а переполнение может подавлять рост микробов, поскольку соотношение питательной среды и крови сравнительно ниже. Для оптимизации роста микробов предлагается соотношение крови и культуральной среды от 1:10 до 1:5. [28] [39] Для рутинного посева крови у взрослых Институт клинических и лабораторных стандартов (CLSI) рекомендует собирать два набора бутылочек из двух разных заборов, по 20–30 мл крови в каждом наборе. [11] У детей количество крови, которую нужно взять, часто зависит от возраста или веса ребенка. [36] [40] При подозрении на эндокардит можно собрать в общей сложности шесть бутылочек. [41]
После сбора крови флаконы инкубируют при температуре тела, чтобы стимулировать рост микроорганизмов. Бутылки обычно инкубируют в автоматизированных системах до пяти дней [43] , хотя наиболее распространенные патогены кровотока обнаруживаются в течение 48 часов. [44] Время инкубации может быть увеличено еще больше, если используются ручные методы посева крови или при подозрении на более медленно растущие организмы, такие как определенные бактерии, вызывающие эндокардит. [43] [45] В ручных системах бутылки визуально проверяются на наличие показателей роста микробов, которые могут включать помутнение, выделение газа, наличие видимых микробных колоний или изменение цвета в результате переваривания крови, что называется гемолизом . Некоторые ручные системы культивирования крови определяют рост, используя отсек, который заполняется жидкостью при образовании газов, или миниатюрную пластинку с агаром, которую периодически инокулируют, опрокидывая бутыль. [46] Чтобы гарантировать, что положительные результаты посева крови не будут пропущены, образец из бутылки часто инокулируют на чашку с агаром ( субкультивируют ) в конце инкубационного периода независимо от того, наблюдаются ли признаки роста или нет. [47]
В развитых странах ручные методы культивирования в значительной степени были заменены автоматизированными системами, которые обеспечивают непрерывный компьютеризированный мониторинг культуральных бутылей. [48] Эти системы, такие как BACTEC, BacT/ALERT и VersaTrek, состоят из инкубатора, в котором флаконы с культурами непрерывно перемешиваются. Рост обнаруживается датчиками, которые измеряют уровень газов внутри бутылки (чаще всего углекислого газа ), которые служат индикатором микробного метаболизма. [46] Сигнализация или визуальный индикатор предупреждают микробиолога о наличии положительного флакона с культурой крови. [49] Если в конце инкубационного периода бутыль остается отрицательной, ее обычно выбрасывают без пересева. [47]
Технику, называемую методом лизис-центрифугирования, можно использовать для улучшения изоляции медленно растущих или требовательных организмов, таких как грибы, микобактерии и легионеллы . [50] [51] Вместо инкубации крови в бутылке, наполненной питательной средой, [52] этот метод включает сбор крови в пробирку, содержащую агент, который разрушает ( лизирует ) эритроциты и лейкоциты, а затем вращает образец в центрифуга . Этот процесс концентрирует твердое содержимое образца, включая микроорганизмы, если они присутствуют, в осадок, который используется для инокуляции среды для субкультуры. Хотя лизис-центрифугирование обеспечивает большую чувствительность , чем традиционные методы посева крови, он подвержен контаминации, поскольку требует обширных манипуляций с образцом. [53]
В случае обнаружения роста микробиолог проведет окраску по Граму образца крови из флакона для быстрой предварительной идентификации микроорганизма. [54] Окраска по Граму классифицирует бактерии как грамположительные или грамотрицательные и дает информацию об их форме — являются ли они палочковидными (называемыми бациллами ), сферическими (называемыми кокками ) или спиралевидными ( спирохеты) . ) — а также их расположение. [55] Например, скопления грамположительных кокков типичны для видов стафилококков . [56] Дрожжи и другие грибы также можно идентифицировать с помощью окраски по Граму. [57] [58] Окраска по Граму, выявляющая рост микробов в культуре крови, считается критическим результатом и должна быть немедленно сообщена клиницисту. [59] Окраска по Граму дает информацию о возможной идентификации организма, что помогает врачу в выборе более подходящего противомикробного лечения до того, как будут получены полные результаты посева и чувствительности. [54]
При использовании традиционных методов кровь затем пересевают на чашки с агаром , чтобы изолировать организм для дальнейшего тестирования. Результаты окрашивания по Граму информируют микробиологов о том, какие типы чашек с агаром следует использовать и какие тесты могут подойти для идентификации микроорганизма. [60] В некоторых случаях при окраске по Граму микроорганизмы не обнаруживаются, несмотря на то, что в бутылке с культурой наблюдаются признаки роста или автоматические инструменты сообщают о положительном результате. Это может представлять собой ложноположительный результат, но возможно, что организмы присутствуют, но их нелегко визуализировать под микроскопом. Положительные флаконы с отрицательными окрасками по Граму перед возвратом в инкубатор субкультивируют, часто используя специальные питательные среды, способствующие росту медленно растущих организмов. [61]
Обычно требуется от 24 до 48 часов, чтобы на чашках для субкультуры появился достаточный рост и стала возможной окончательная идентификация. [57] На этом этапе микробиолог оценит внешний вид бактериальных или грибковых колоний [62] и проведет тесты, которые предоставляют информацию о метаболических и биохимических особенностях организма, что позволяет идентифицировать их на уровне рода или вида. Например, тест на каталазу позволяет отличить стрептококки и стафилококки (два рода грамположительных кокков) [63] друг от друга, а тест на коагулазу позволяет отличить Staphylococcus aureus , частый виновник инфекций кровотока, от менее патогенных коагулазонегативных кокков. стафилококки. [29] [64]
Микроорганизмы также можно идентифицировать с помощью автоматизированных систем, таких как инструменты, выполняющие панели биохимических тестов [65] или времяпролетной масс-спектрометрии с матричной лазерной десорбцией / ионизацией (MALDI-TOF MS), в которой микробные белки ионизируются . и характеризуются на основе их отношения массы к заряду ; Каждый вид микробов демонстрирует характерный набор белков при анализе с помощью масс-спектрометрии . [66]
Поскольку инфекции кровотока могут быть опасными для жизни, своевременная диагностика и лечение имеют решающее значение [67] , и с этой целью было разработано несколько методов быстрой идентификации. [57] MALDI-TOF можно использовать для идентификации микроорганизмов непосредственно из бутылок с положительными культурами крови после процедур разделения и концентрирования, [68] или из предварительного роста на чашке с агаром в течение нескольких часов после субкультивирования. [69] Генетические методы, такие как полимеразная цепная реакция (ПЦР) и микрочипы, позволяют идентифицировать микроорганизмы путем обнаружения последовательностей ДНК , специфичных для определенных видов, в образцах культуры крови. Коммерчески доступны несколько систем, предназначенных для идентификации распространенных возбудителей культур крови. [70] Некоторые биохимические и иммунологические тесты можно проводить непосредственно на положительных культурах крови, например, тест на коагулазу в пробирке для идентификации S. aureus [57] или тесты латексной агглютинации на Streptococcus pneumoniae , [71] и в отличие от ПЦР и MALDI-TOF. , эти методы могут быть практичны для лабораторий в странах с низким и средним уровнем дохода. [42] Также возможно напрямую инокулировать панели идентификации микробов кровью из флакона с положительной культурой, хотя это не так надежно, как тестирование субкультивированных бактерий, поскольку добавки из питательной среды могут повлиять на результаты. [72]
Еще более быстрая диагностика может быть достигнута за счет полного обхода посева и обнаружения патогенов непосредственно из образцов крови. По состоянию на 2018 год коммерчески доступно несколько систем прямого тестирования, но технология все еще находится в зачаточном состоянии. Большинство панелей обнаруживают лишь ограниченное количество патогенов, а чувствительность может быть низкой по сравнению с традиционными методами посева крови. Культивирование по-прежнему необходимо для проведения полного тестирования чувствительности к противомикробным препаратам. [73]
Антимикробное лечение инфекций кровотока изначально является эмпирическим , то есть основано на подозрениях врача относительно возбудителя заболевания и местных особенностей резистентности к противомикробным препаратам. Проведение тестирования чувствительности к антибиотикам (АСТ) возбудителей, выделенных из культуры крови, позволяет клиницистам обеспечить более целенаправленное лечение и прекратить прием антибиотиков широкого спектра действия , которые могут иметь нежелательные побочные эффекты. [8] [10] В традиционных методах АСТ, таких как диско-диффузионный тест , чистые колонии микроорганизмов отбираются из чашки для субкультуры и используются для инокуляции вторичной среды. Эти методы требуют инкубации в течение ночи, прежде чем можно будет получить результаты. [74] Существуют автоматизированные системы, которые используют предварительно составленные панели антибиотиков, автоматически измеряют рост микробов и определяют результаты чувствительности с помощью алгоритмов; некоторые из них могут дать результаты всего за пять часов, но другие требуют инкубации в течение ночи. [65] [75]
Быстрое введение эффективных противомикробных препаратов имеет решающее значение в лечении сепсиса [8] , поэтому было разработано несколько методов, позволяющих быстрее получить результаты по чувствительности к антибиотикам. Обычные методы АСТ можно проводить на молодняке из чашки для субкультивирования, [76] осадках микроорганизмов, полученных в результате концентрирования и очистки положительной культуры крови, или непосредственно из культурального флакона. [77] [78] Поскольку методы прямого тестирования не изолируют микроорганизмы, они не дают точных результатов, если присутствует более одного микроорганизма, хотя это нечастое явление при посеве крови. [76] Еще одним источником ошибок является сложность стандартизации количества бактерий в образце (посевном материале), что оказывает глубокое влияние на результаты теста. [79]
Генетическое тестирование можно использовать для быстрого обнаружения определенных маркеров устойчивости к противомикробным препаратам. [80] Такие методы, как ПЦР и микрочипы, которые можно выполнять непосредственно на положительных образцах культуры крови, [70] обнаруживают последовательности ДНК, связанные с генами, обеспечивающими устойчивость, такими как ген mecA , обнаруженный у метициллин-резистентного золотистого стафилококка или vanA , и Гены vanB ванкомицин-резистентных энтерококков . [68] MALDI-TOF исследовался как быстрый метод тестирования чувствительности к противомикробным препаратам; Принципы включают измерение роста микробов в присутствии антибиотиков, выявление расщепления антибиотиков микробными ферментами и обнаружение белковых спектров, связанных с бактериальными штаммами, проявляющими устойчивость к антибиотикам. [79] Некоторые из этих методов можно применять на осадках из флаконов с положительными культурами крови. [81] Однако отсутствие устоявшихся методологий ТЧА с помощью MALDI-TOF ограничивает его использование в клинической практике, [82] а прямой АЧС с помощью MALDI-TOF, в отличие от методов генетического тестирования, не был одобрен Управлением по контролю за продуктами и лекарствами как 2018 года. [81]
Культуры крови подвержены как ложноположительным, так и ложноотрицательным ошибкам. В автоматизированных системах культивирования идентификация бутылок с положительными результатами основана на обнаружении газов, образующихся в результате клеточного метаболизма, поэтому образцы с большим количеством лейкоцитов можно считать положительными, даже если бактерии отсутствуют. Проверка кривой роста, полученной с помощью прибора, может помочь отличить истинно положительные культуры от ложноположительных, однако окрашивание по Граму и субкультивирование по-прежнему необходимы для любого образца, который помечен как положительный. [61]
Культуры крови могут быть контаминированы микроорганизмами из кожи или окружающей среды, которые размножаются внутри бутыли с культурой, создавая ложное впечатление, что эти организмы присутствуют в крови. [11] Загрязнение культур крови может привести к ненужному лечению антибиотиками и более длительному пребыванию в больнице. [29] Частоту заражения можно снизить, соблюдая установленные протоколы сбора гемокультур, но устранить его невозможно; [83] , например, бактерии могут выжить в более глубоких слоях кожи даже после тщательной дезинфекции места взятия крови. [29] CLSI определяет приемлемый уровень загрязнения как не более 3% всех культур крови. [11] Частота заражения сильно различается между учреждениями и отделениями одной и той же больницы; [83] исследования показали, что этот показатель варьируется от 0,8 до 12,5 процента. [29]
Столкнувшись с положительным результатом посева крови, врачи должны решить, представляет ли результат контаминацию или настоящую инфекцию. Некоторые организмы, такие как S. aureus или Streptococcus pneumoniae , обычно считаются патогенными при обнаружении в культуре крови, в то время как другие с большей вероятностью представляют собой контаминацию кожной флорой; но даже обычные кожные организмы, такие как коагулазонегативные стафилококки, при определенных условиях могут вызывать инфекции кровотока. При наличии таких организмов интерпретация результатов посева предполагает принятие во внимание клинического состояния человека и того, являются ли несколько культур положительными для одного и того же организма. [29]
Ложноотрицательные результаты могут быть вызваны взятием посева крови после приема антибиотиков или сбором недостаточного количества крови. Объем взятой крови считается наиболее важной переменной в обеспечении обнаружения патогенов: чем больше крови собрано, тем больше патогенов обнаружено. [11] Однако, если количество собранной крови значительно превышает рекомендуемый объем, рост бактерий может быть подавлен естественными ингибиторами, присутствующими в крови, и недостаточным количеством питательной среды в бутылке. Переполнение флаконов для посева крови также может способствовать развитию ятрогенной анемии . [28]
Не все патогены легко обнаружить обычными методами посева крови. Особо требовательные организмы , такие как виды Brucella и Mycobacterium , могут потребовать длительного времени инкубации или использования специальных питательных сред. Некоторые организмы чрезвычайно трудно культивировать или они вообще не растут в культуре, поэтому при подозрении на заражение этими организмами предпочтительны серологические исследования или молекулярные методы, такие как ПЦР. [45] [84]
Ранние методы посева крови были трудоемкими. [86] Одна из первых известных процедур, опубликованная в 1869 году, рекомендовала использовать пиявок для сбора крови у пациента. [87] В учебнике по микробиологии 1911 года отмечалось, что обеззараживание места забора крови и оборудования могло занять более часа и что из-за отсутствия эффективных методов сохранения крови посев иногда приходилось готовить у постели пациента. В некоторых протоколах указано, что помимо субкультивирования бульона кровь следует смешать с расплавленным агаром и вылить смесь в чашку Петри. [86] В 1915 году была описана система сбора культур крови, состоящая из стеклянных вакуумных пробирок, содержащих глюкозный бульон и антикоагулянт. Роберт Джеймс Валентайн Пульвертафт опубликовал плодотворную работу по культурам крови в 1930 году [88] , указав, среди прочего, оптимальное соотношение крови к бульону 1:5, которое принято и сегодня. [87] Использование SPS в качестве антикоагулянта и консерванта было введено в 1930-х и 40-х годах и решило некоторые логистические проблемы с более ранними методами. [86] С 1940-х по 1980-е годы было проведено большое количество исследований по составу бульонов и добавкам с целью создания питательной среды, которая могла бы вместить все распространенные патогены кровотока. [87]
В 1947 году М.Р. Кастаньеда изобрел «двухфазную» культуральную бутыль для идентификации видов бруцелл , которая содержала как бульон, так и скошенный агар, что позволяло легко субкультивировать агар из бульона; [42] это был предшественник некоторых современных систем ручного посева крови. [43] Э.Г. Скотт в 1951 году опубликовал протокол, названный «появлением современного набора культур крови». [86] Метод Скотта включал инокуляцию крови в две стеклянные бутылки с резиновыми уплотнениями; один для аэробов и один для анаэробов. Аэробная бутылка содержала триптиказо-соевый бульон и скошенный агар, а анаэробная бутылка содержала тиогликолятный бульон. Метод лизис-центрифугирования был предложен в 1917 году Милдред Клаф, но он редко использовался в клинической практике до тех пор, пока в середине 1970-х годов не были разработаны коммерческие системы. [86] [89]
Автоматизированные системы посева крови впервые стали доступны в 1970-х годах. [90] Самые ранние из них — системы BACTEC, производимые Johnston Laboratories (ныне Becton Dickinson ) — использовали культуральные бульоны, содержащие питательные вещества, меченные радиоактивными изотопами . Микробы, питающиеся этими субстратами, будут производить радиоактивный углекислый газ, и рост можно будет обнаружить, наблюдая за его концентрацией. [50] [91] До того, как этот метод был применен к культурам крови, он был предложен НАСА как метод обнаружения жизни на Марсе. [86] На протяжении 1970-х и 80-х годов несколько производителей пытались обнаружить рост микробов путем измерения изменений электропроводности культуральной среды, но ни один из этих методов не имел коммерческого успеха. [91]
Основная проблема ранних систем BACTEC заключалась в том, что они производили радиоактивные отходы , которые требовали специальных процедур утилизации, [50] поэтому в 1984 году было выпущено новое поколение приборов BACTEC, которые использовали спектрофотометрию для обнаружения CO 2 . [91] Система BacT/ALERT, которая косвенно определяет выработку CO 2 путем измерения снижения pH среды, была одобрена для использования в США в 1991 году. В отличие от систем BACTEC, доступных в то время, BacT/ALERT не требовать введения иглы в бутылку для взятия проб; это снизило частоту контаминации [91] и сделало ее первой системой, обеспечивающей действительно непрерывный мониторинг культур крови. [92] Этот неинвазивный метод измерения был принят в 1992 году в серии BACTEC 9000, в которой использовались флуоресцентные индикаторы для обнаружения изменений pH. [93] Difco ESP, прямой предшественник современной системы VersaTREK [86] , которая обнаруживает добычу газа путем измерения изменений давления, также была впервые одобрена в 1992 году. [91] К 1996 году международное исследование показало, что 55% из 466 лабораторий опрошенные использовали системы BACTEC или BacT/ALERT, при этом на другие автоматизированные системы приходилось 10% от общего числа. [94]