突破所有已知細(xì)菌感染的測試屏幕
哥倫比亞大學(xué)Mailman公共衛(wèi)生學(xué)院感染和免疫中心(CII)的科學(xué)家們開發(fā)出第一個診斷平臺,可以同時篩查所有已知的人類致病菌以及毒力和抗生素抗性標(biāo)記。mBio期刊的一項研究提供了有關(guān)BacCapSeq平臺性能的詳細(xì)信息。
“一旦批準(zhǔn)臨床使用,BacCapSeq將為醫(yī)生提供一種強大的工具,可以快速準(zhǔn)確地篩查所有已知的致病菌,包括引起敗血癥的細(xì)菌,這是美國第三大死因,”第一作者Orchid M. Allicock說。 ,博士,CII博士后研究員。“這個平臺比傳統(tǒng)的無偏測試靈敏度高1000倍,與一次篩選一種細(xì)菌的測試水平相當(dāng)。”
目前,用于檢測敗血癥的最常用方法可能需要長達三天,甚至更長時間才能提供有關(guān)抗生素耐藥性的信息。當(dāng)醫(yī)生等待結(jié)果時,他們通常會開廣譜抗生素,這種做法有助于抗生素耐藥性的增長。BacCapSeq在70小時內(nèi)提供結(jié)果,但研究人員相信隨著計算能力的提高,該平臺將變得更快。
根據(jù)世界經(jīng)濟論壇的估計,每年抗生素耐藥性感染在美國造成10萬人死亡,全球70萬人死亡,發(fā)展中國家負(fù)擔(dān)最重。根據(jù)美國疾病控制和預(yù)防中心的數(shù)據(jù),美國抗生素耐藥性的直接年度影響為200-350億美元,另外還有350億美元的生產(chǎn)力損失。如果沒有有效的反應(yīng)來限制抗菌素耐藥性的進一步增長,那么挑戰(zhàn)將繼續(xù)增加。世界銀行在2017年發(fā)布了一份報告,預(yù)計對GDP的影響在1.1萬億美元到3.4萬億美元之間。
BacCapSeq含有420萬個遺傳探針,用于檢測所有307種病原菌的特征DNA,以及抗生素抗性和毒力的生物標(biāo)記物。每個探針結(jié)合相應(yīng)的序列; 當(dāng)特定細(xì)菌和生物標(biāo)志物存在于樣品中時,磁性過程“拉出”其獨特序列,然后可用于鑒定細(xì)菌及其特征。迄今為止,即使是最先進的多重聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)系統(tǒng)也只能篩查多達19種致病菌,而且沒有一種能夠評估毒力和抗菌素耐藥性。
在這項研究中,研究人員以幾種方式評估BacCapSeq的性能:使用來自幾種不同細(xì)菌的DNA的血液中的核酸,摻入細(xì)菌細(xì)胞的血液,血液培養(yǎng)樣本和來自不明原因膿毒癥患者的血液樣本。在每種情況下,平臺性能都超過了傳統(tǒng)方法,有時會檢測替代方法遺漏的感染。在一個案例中,該試驗暗示了陰道加德納菌(Gardnerella vaginalis),它很少與重大疾病相關(guān),是艾滋病毒/艾滋病患者不明原因膿毒癥的原因。
BacCapSeq是VirCapSeq的補充,VirCapSeq是在CII開發(fā)的類似測試,可篩選所有已知的人類病毒感染。最近發(fā)表的研究報告了該測試在坦桑尼亞和烏干達的表現(xiàn)。正在開發(fā)用于鑒別診斷真菌感染的測試。
“微生物智能必須是精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的一個組成部分,”CII主任,哥倫比亞公共衛(wèi)生部流行病學(xué)John Snow教授醫(yī)學(xué)博士W. Ian Lipkin說。“對傳染病的準(zhǔn)確,早期鑒別診斷和藥物敏感性概況的知識將降低死亡率,發(fā)病率和醫(yī)療保健成本。”
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