通过微流体芯片上的双光染和形态测量分析进行超快的表型抗菌敏感性测试

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 临床微生物学 临床微生物学
• 诊断技术 诊断技术的使用

背景情况:

• 传统的抗微生物敏感性测试 (AST) 方法耗时,延迟了关键的抗生素治疗决策.
• 需要快速,准确的AST来打击抗菌素耐药性并改善患者的治疗结果.

研究的目的:

• 开发和验证一种基于表型的超快速微流体系统,用于抗菌素敏感性测试 (AST).
• 为了在一小时内对多种抗生素进行敏感性分析.

主要方法:

• 开发了一个微流体芯片,整合了细菌培养,双光活性染色 (SYTO9和酸) 和形态分析.
• 优化的染色条件和40分钟的抗生素暴露期允许根据死细胞比率和细胞延长来区分敏感和耐药菌株.
• 临床验证是使用19个E. coli阳性尿样对10种抗生素进行的.

主要成果:

• 微流体AST系统在1小时内实现了10种抗生素的敏感性概况.
• 敏感菌株在40分钟的抗生素暴露后,死亡细胞比率 (18.5-51.4%) 和细胞长度 (10.94-12.24μm) 显著增加.
• 与对照人群相比,耐药菌株的变化很小 (<5%的死亡细胞,细胞长度为1.4-3.8微米).
• 临床验证表明与黄金标准AST的高度一致 (98.7%的耐药,99.1%的敏感样本).

结论:

• 开发的微流体系统为现场AST提供了超快速和经济有效的解决方案.
• 这项技术可以显著改善及时的抗生素治疗指导,特别是在重症监护或资源有限的环境中.