近日，哥倫比亞大學(xué)（Columbia University）梅爾曼公共衛生學(xué)院的感染與免疫中心（CII）的科學(xué)家們開(kāi)發(fā)出一種名為BacCapSeq的醫學(xué)診斷平臺。它是世界上首個(gè)可以同時(shí)篩查所有已知的人類(lèi)致病菌，及其**和抗生素耐藥性標志物的診斷平臺。關(guān)于此平臺性能的詳細信息刊登在《mBio》期刊上。
根據世界經(jīng)濟論壇的估計，抗生素耐藥性感染每年在美國造成約10萬(wàn)人死亡，全球死亡人數更是高達70萬(wàn)人，其中發(fā)展中國家負擔最重。而根據美國疾病控制和預防中心的數據，抗生素耐藥性在美國每年造成200-350億美元的直接損失，另外還有350億美元的生產(chǎn)力損失。如果不采取有效的措施來(lái)限制抗生素耐藥性的進(jìn)一步增長(cháng)，那么這一挑戰還將繼續增加。
“一旦被批準用于臨床，BacCapSeq將成為醫生的一種強大工具，可以快速且準確地篩查所有已知的致病菌，包括引起敗血癥的細菌——敗血癥是美國第三大致死原因，”論文第一作者，CII博士后研究員Orchid M. Allicock博士說(shuō)：“這個(gè)平臺比傳統方法的靈敏度高1000倍，其準確性與一次只篩查一種細菌的專(zhuān)門(mén)測試水平相當。”
敗血癥是由血液感染引起的全身性炎癥的嚴重疾病，可能危及生命。如果能鑒別引起敗血癥的原因，就能給治療方案提供極為寶貴的信息。目前，用于檢測敗血癥的常用方法比較耗時(shí)，可能需要三天，而獲得有關(guān)抗生素耐藥性的信息則需要更長(cháng)時(shí)間。在等待檢測結果時(shí)，醫生通常會(huì )給患者使用廣譜抗生素來(lái)控制病情，但這種做法會(huì )促進(jìn)抗生素耐藥性菌株的增長(cháng)。因此，如果有測試方法能迅速提供菌株耐藥性的信息，將能給患者帶來(lái)更好的治療效果，并且不會(huì )助長(cháng)抗生素耐藥性菌株的發(fā)展。目前，BacCapSeq可在70小時(shí)內提供有關(guān)耐藥性的信息，但研究人員相信，隨著(zhù)計算能力的提高，該平臺將變得更快，更迅速地提供測試結果。
BacCapSeq含有420萬(wàn)個(gè)遺傳探針，每個(gè)探針都能結合特異的序列，用于檢測所有307種致病菌的特征DNA，以及抗生素耐藥性和**的生物標志物。當樣品中存在某些特定細菌和生物標志物時(shí)，一種磁力反應能“拉出”并鑒定其獨特序列。相比之下，迄今為止最先進(jìn)的PCR系統最多也只能篩查19種致病菌，而且沒(méi)有一種方法能夠評估**和抗生素耐藥性。
在這項研究中，研究人員進(jìn)行了幾項試驗來(lái)評估BacCapSeq的表現，他們測試了多種樣品，包括含有幾種不同細菌DNA的血液，含有細菌細胞的血液，血液培養樣本以及患有不明原因敗血癥的患者的血液樣本。在每種情況下，BacCapSeq平臺的性能都超過(guò)了傳統測試方法，有時(shí)還能檢測到其他檢測方法所遺漏的感染。在一個(gè)案例中，該平臺發(fā)現了陰道加德納菌（Gardnerella vaginalis）是導致一位艾滋病患者出現敗血癥的原因。陰道加德納菌極少與重大疾病相關(guān)，如果不是BacCapSeq平臺的全面篩查，很容易被遺漏。
“了解與微生物相關(guān)的信息必須成為精準醫學(xué)的一個(gè)組成部分，”CII主任，哥倫比亞大學(xué)公共衛生部流行病學(xué)教授W. Ian Lipkin醫學(xué)博士說(shuō)：“能準確且盡早鑒別和診斷傳染病，并了解藥物敏感性的概況，將能夠降低死亡率、發(fā)病率和醫療保健費用。”
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