利用新型光学系统技术快速检测病原菌耐药性

摘 要:

细菌的抗生素耐药性分析是一个耗时耗力的过程。日前,德国研究人员开发了一个具有特殊光学设计的新系统,可以在九小时内得到细菌耐药性分析结果。利用这个系统,细菌在不同抗生素环境下的生长状况,可以被光学系统精确地观察和记录到,然后分析采集到的不同培养区中细菌的生长曲线,确定病原菌对哪些抗生素敏感,从而采取更有效的抗生素治疗方案。

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在治疗败血症的时候,医生通常会使用广谱抗生素治疗。但是,在某些情况下,一些细菌抗生素具有耐药性,而细菌的抗生素耐药性分析是一个耗时耗力的过程,对于很多患者来说,如果等到耐药性分析结果后再进行治疗就显得太晚了。日前,德国弗劳恩霍夫应用研究促进协会的科学家们开发出一个新的技术,可以在短短九小时内得到细菌耐药性分析结果。

利用新型光学系统技术快速检测病原菌耐药性

患者的血液中毒,也被称为败血症,需要医护人员迅速给出诊断和治疗。有的医生会立刻开始使用广谱抗生素,但抗生素并不总是有理想的效果。如果细菌具有广谱耐药性(如携带编码新德里金属-β-内酰胺酶-1(NDM-1)基因的细菌),对临床常用的大多数抗生素具有耐药性,那么抗生素就可能会失效。

在实验室鉴定引起败血症的病原菌,并对它们的潜在的抗生素耐药性进行调查,通常需要60-100个小时。而病人却等不起,大多数情况下败血症患者会在48小时左右死亡。如果能在更短的时间内完成感染病原菌的耐药性分析,医生根据分析结果对病人进行有针对性的抗生素治疗,其治疗效果将更有效,如此将挽救更多病人的生命。在德国,每年约有6万人因为败血症而死亡。

现在,德国科学家开发了一种新的检测方法,让人们在短得多的时间内完成病原菌耐药性分析成为了现实,利用这种新方法,可以在9小时内就得到结果。

从本质上讲,这个检测技术的核心是,细菌在不同抗生素环境下的生长,可以被光学系统精确地观察和记录到。研究人员们开发了一个小型化的系统,这个系统具有特殊的光学设计。检测的第一步是标记引起败血症的病原菌,使他们暴露在激光环境下。这使得研究人员能够评估血液中存在的病原体数量。然后将病原菌从血液中分离出来并进入单独的培养区。在这些不同的培养区中,每一区域含有特定抗生素的培养基。下一步光学系统会记录不同的培养区中细菌的生长过程,观察和精确地记录细菌的生长繁殖情况。然后是最关键的一步:算法分析采集到的细菌图片和培养区中细菌的生长曲线。这意味着研究人员可以在几个小时内就了解到病原菌在不同抗生素环境中的生长情况,确定病原菌对哪些抗生素敏感,从而采取更有效的抗生素治疗方案。

参考资料:

ScienceDaily:Faster resistance analysis for patients with blood poisoning

http://www.sciencedaily.com/releases/2015/09/150924124200.htm

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