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广泛的抗菌素耐药性(AMR)和相关的“超级细菌”的崛起是一个重大的公共卫生威胁。主要原因是滥用或过度使用抗生素由于缺乏临床AMR的快速分析。
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现在,中国青岛生物能源和生物处理技术研究所的科学家们(QIBEBT)中国科学院已经引入了一个原型工具,可以直接测量抗菌素耐药表型在单细胞决议从临床样本在三个小时内,不需要细胞传播。
系统,临床抗菌素耐药性Ramanometry(CAMR-R),是基于团队发明的新方法,它可以测量表明,AMR D2O-feeding拉曼显微镜。当一个细胞消耗的水,在这种情况下D2O或重水,消费率通过单细胞拉曼光谱可以测量。因此,AMR可以量化的水平分辨率单细胞,培养自由的方式。
“所有活的微生物细胞消耗的水来维持代谢活动。因此,CAMR-R广泛适用于不同临床病原体,”徐剑表示,单细胞QIBEBT这个系统的中心。“CAMR-R提供了一个解决方案负责任的和精确管理抗生素。”
CAMR-R附带一个智能信息系统软件,包括三部分:CAMR-RamLIS,CAMR-RamEX CAMR-RamDB,根据徐。CAMR-RamLIS控制快速、精确、智能获取单细胞拉曼光谱。CAMR-RamEX执行自动化的拉曼光谱分析和计算单细胞AMR的分布以及平均AMR临床样本。CAMR-RamDB支持高吞吐量,智能识别病原体的基于大型临床病原体参考Ramanome数据库。
传统的AMR测试是基于细胞培养和传播,衡量的程度下微生物抑制抗生素。这一过程通常需要24至48小时,和无法解决not-yet-cultured或生长缓慢的病原体。
“分子诊断方法如核酸检测或基因组测序可以快得多,但它们只适用于已知基因mutations-not AMR造成未知基因突变或新的机制。此外,他们通常无法量化AMR的水平,”马说薄熙来,也在QIBEBT从单细胞的中心。
在全球范围内,科学家们一直在竞相开发临床适用快速AMR测试方法。美国国立卫生研究院(NIH)的美国提供了美国2000万美元的研究经费,特别鼓励创新。
“利用小说Raman-activated细胞分选技术发明,目前CAMR-R系统也能够分类的样本中单个微生物细胞抵抗抗生素,所以他们的阻力可以通过单细胞测序显示机制。下一代CAMR-R等关键clinic-friendly功能将包括完整的自动化和高通量分析,”徐说。
CAS团队已经与领先的医院和工业合作伙伴开发完整的临床诊断工作流程和设施目标最重要的临床病原体AMR威胁,如肺结核。
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