2小时超快速检测败血症病原?用晶片最快只要5分钟

2020-06-05 541人围观 ,发现15个评论
2小时超快速检测败血症病原?用晶片最快只要5分钟

一种新的自动化诊断方法可以在两小时内快速又精準地确认造成败血症的细菌种类,并且可以检出三种抗生素抗性基因,对于败血症的关键救治过程将有很大的帮助。

精準辨识12类革兰氏阳性菌

败血症是细菌侵入血管、大量繁殖进而危害身体各部门的疾病,几天内就可能造成死亡,但由于时间紧迫,辨别菌种的血液培养过程无法即时知道结果,往往只能先使用广效抗生素等不够精确的治疗方式,等到确认菌种才能对症下药,病患将会面临较大的风险,因此快速检测出感染源就很重要。

重度败血症的多重器官衰竭往往造成病患死亡,光是美国一年就有近25万人因此离开人世。如何快速跟精準地找出感染源与对抗生素的感受性,一直是医界的挑战,美国威斯康辛医学院Nathan Ledeboer领导的研究团队,利用一种Verigene BC-GP检测方式,可以即时分辨出革兰氏阳性菌(注1)中12类细菌,这些都是败血症常见的感染源。

2小时超快速检测败血症病原?用晶片最快只要5分钟
深蓝色棒状的就是属于革兰氏阳性菌的炭疽桿菌。(Photo Credit: Wikimedia Commons)

研究团队利用1649个来自美国五间医院及一些罕见败血症菌种的血液样本进行分析比较,结果发现正确辨识菌种的机率达到92.6%至100%,而辨识「确定不是什幺菌种感染」的成功机率则是94.5%至100%。

2小时快速解决

由于革兰氏阳性菌与阴性菌对抗生素反应不同,及早确认菌种便可使用正确的治疗方法。此外这种检测法还可以从病患的血液样本中找到三种对抗生素产生抗性的基因,分别是mecA、vanA与vanB,他们能削弱万古霉素与甲氧苯青霉素(Methicillin或Meticillin,甲氧西林)的药效,也就是说,若能及早知道这种抗性基因的存在,就能让医师有机会调整治疗方法。

研究团队指出Verigene BC-GP检测法能在两小时内精确地辨识菌种与抗性基因,比起传统的培养法可节省约42小时。当然还有7.5%的菌种还检测不出来,不过检验的时间大幅减少已经是病患的福音了,也希望他们能继续把剩下的7.5%统统抓出来。

台湾只要5分钟

这组研究团队的方法虽然比起传统做法快很多了,但还有更快的,只要5分钟。台湾国家实验研究院国家奈米元件实验室于去年11月宣布研发出「血液中稀少致病菌的快速鉴定晶片」,针对菌血症与败血症(注2)中常见的金黄色葡萄球菌、绿脓桿菌与大肠桿菌进行检测。

2小时超快速检测败血症病原?用晶片最快只要5分钟 从聚集细菌到检测,全部过程5分钟内完成。(Photo Credit: 国家奈米元件实验室)

检测的原理是先通电以分离并同时浓缩目标菌种,产生一高密度之细菌团,此过程约3分钟;接着直接于晶片上对分离浓缩后的目标菌种进行「细菌光谱指纹」的检测与比对鉴定,在2分钟内即可完成。这项技术可发展为一套携带式的检测工具,仪器本身约20万元,晶片一张只要10元。

5分钟确实是比2小时要更快,不过有一好没两好。所以,最美好的情境,应该是先用台湾的晶片检测是否为那三种细菌,不是的话再用Nathan Ledeboer团队的研究结果喽。

(Opening Photo Credit: Nanosphere)

注释
1.革兰氏阳性菌(Gram Positive)与革兰氏阴性菌(Gram Negative)是透过革兰式染色法将细菌分成两大类的结果,染色的目标是细菌的细胞壁,能够被染成蓝色的就是革兰氏阳性菌。革兰氏阴性菌其实不会被这个方法染色,但是为了区别,另外添加染料让他们变成红色。(回到本文)

2.菌血症(Bacteremia)与败血症(Sepsis)的差别是,前者是血液里有细菌,后者是血液里不但有细菌,还因此造成体温、心跳、呼吸或白血球数中任两项异常的结果。(回到本文)

相关资料
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