中國科學(xué)家開發(fā)出一種快速分析抗菌藥物耐藥性的新型儀器
廣泛的抗菌素耐藥性(AMR)和相關(guān)的“超級(jí)細(xì)菌”的增加是一個(gè)主要的公共衛(wèi)生威脅。由于缺乏臨床AMR的快速檢測(cè),導(dǎo)致濫用或過度使用抗生素的主要原因?,F(xiàn)在,中國科學(xué)院青島生物能源與生物加工技術(shù)研究所(QIBEBT)的中國科學(xué)家推出了一種原型儀器,可以在三小時(shí)內(nèi)直接測(cè)量臨床樣品單細(xì)胞分辨率下的抗菌耐藥表型,無需細(xì)胞繁殖。
該系統(tǒng)的臨床抗菌藥物耐藥性測(cè)量法(CAMR-R)基于該團(tuán)隊(duì)發(fā)明的一種新方法,該方法顯示AMR可通過D 2 O-喂養(yǎng)拉曼顯微光譜法測(cè)量。當(dāng)細(xì)胞消耗水時(shí),在這種情況下為D2O或重水,可以通過單細(xì)胞拉曼光譜測(cè)量消耗速率。因此,AMR水平可以以單細(xì)胞分辨率以無培養(yǎng)方式定量。
“所有活的微生物細(xì)胞都消耗水來維持代謝活動(dòng)。因此,CAMR-R廣泛適用于不同的臨床病原體,”該系統(tǒng)開發(fā)的QIBEBT單細(xì)胞中心負(fù)責(zé)人徐健說。“CAMR-R為負(fù)責(zé)任和精確的抗生素管理提供了解決方案。”
據(jù)XU介紹,CAMR-R配備了智能信息系統(tǒng),包括三個(gè)軟件:CAMR-RamLIS,CAMR-RamEX和CAMR-RamDB。CAMR-RamLIS控制單細(xì)胞拉曼光譜的快速,精確和智能采集。CAMR-RamEX執(zhí)行拉曼光譜的自動(dòng)分析,并計(jì)算單細(xì)胞AMR的分布以及臨床樣品的平均AMR。CAMR-RamDB支持基于大型臨床病原體參考Ramanome數(shù)據(jù)庫的高通量,智能的病原體鑒定。
傳統(tǒng)的AMR測(cè)試基于細(xì)胞培養(yǎng)和繁殖,其測(cè)量抗生素下的微生物抑制程度。這種過程通常需要長(zhǎng)達(dá)24至48小時(shí),并且不能解決尚未培養(yǎng)或生長(zhǎng)緩慢的病原體。
“分子診斷方法,如核酸檢測(cè)或基因組測(cè)序可以快得多,但它們只適用于已知的基因突變 - 不適用于由未知基因突變或新機(jī)制引起的AMR。此外,它們通常無法量化AMR,“MA Bo說,同樣來自QIBEBT的單細(xì)胞中心。
在全球范圍內(nèi),科學(xué)家們一直在競(jìng)相開發(fā)臨床適用的快速AMR測(cè)試方法。美國國立衛(wèi)生研究院(NIH)提供了2000萬美元的研究經(jīng)費(fèi),專門鼓勵(lì)該領(lǐng)域的創(chuàng)新。
“采用本文發(fā)明的新型拉曼激活細(xì)胞分選技術(shù),目前的CAMR-R系統(tǒng)還能夠?qū)悠分心切?duì)抗生素具有抗性的單個(gè)微生物細(xì)胞進(jìn)行分選,因此可以通過單細(xì)胞測(cè)序揭示其抗性機(jī)制。下一代CAMR-R將包括關(guān)鍵的診所友好功能,如全自動(dòng)化和高通量分析,“徐說。
CAS團(tuán)隊(duì)一直與領(lǐng)先的醫(yī)院和行業(yè)合作伙伴合作,開發(fā)完整的臨床診斷工作流程和設(shè)施,以針對(duì)最重要的臨床病原體AMR威脅,如結(jié)核病。
“我們一起為單細(xì)胞臨床AMR監(jiān)測(cè)和控制網(wǎng)絡(luò)奠定了基礎(chǔ),”徐說。
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