中国科学家开发出一种快速分析抗菌药物耐药性的新型仪器

广泛的抗菌素耐药性(AMR)和相关的“超级细菌”的增加是一个主要的公共卫生威胁。由于缺乏临床AMR的快速检测，导致滥用或过度使用抗生素的主要原因。现在，中国科学院青岛生物能源与生物加工技术研究所(QIBEBT)的中国科学家推出了一种原型仪器，可以在三小时内直接测量临床样品单细胞分辨率下的抗菌耐药表型，无需细胞繁殖。

该系统的临床抗菌药物耐药性测量法(CAMR-R)基于该团队发明的一种新方法，该方法显示AMR可通过D 2 O-喂养拉曼显微光谱法测量。当细胞消耗水时，在这种情况下为D2O或重水，可以通过单细胞拉曼光谱测量消耗速率。因此，AMR水平可以以单细胞分辨率以无培养方式定量。

“所有活的微生物细胞都消耗水来维持代谢活动。因此，CAMR-R广泛适用于不同的临床病原体，”该系统开发的QIBEBT单细胞中心负责人徐健说。“CAMR-R为负责任和精确的抗生素管理提供了解决方案。”

据XU介绍，CAMR-R配备了智能信息系统，包括三个软件：CAMR-RamLIS，CAMR-RamEX和CAMR-RamDB。CAMR-RamLIS控制单细胞拉曼光谱的快速，精确和智能采集。CAMR-RamEX执行拉曼光谱的自动分析，并计算单细胞AMR的分布以及临床样品的平均AMR。CAMR-RamDB支持基于大型临床病原体参考Ramanome数据库的高通量，智能的病原体鉴定。

传统的AMR测试基于细胞培养和繁殖，其测量抗生素下的微生物抑制程度。这种过程通常需要长达24至48小时，并且不能解决尚未培养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的基因突变 - 不适用于由未知基因突变或新机制引起的AMR。此外，它们通常无法量化AMR，“MA Bo说，同样来自QIBEBT的单细胞中心。

在全球范围内，科学家们一直在竞相开发临床适用的快速AMR测试方法。美国国立卫生研究院(NIH)提供了2000万美元的研究经费，专门鼓励该领域的创新。

“采用本文发明的新型拉曼激活细胞分选技术，目前的CAMR-R系统还能够对样品中那些对抗生素具有抗性的单个微生物细胞进行分选，因此可以通过单细胞测序揭示其抗性机制。下一代CAMR-R将包括关键的诊所友好功能，如全自动化和高通量分析，“徐说。

CAS团队一直与领先的医院和行业合作伙伴合作，开发完整的临床诊断工作流程和设施，以针对最重要的临床病原体AMR威胁，如结核病。

“我们一起为单细胞临床AMR监测和控制网络奠定了基础，”徐说。

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