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近日，哥倫比亞大學(xué)（Columbia University）梅爾曼公共衛(wèi)生學(xué)院的感染與免疫中心（CII）的科學(xué)家們開發(fā)出一種名為BacCapSeq的醫(yī)學(xué)診斷平臺。它是世界上首個可以同時篩查所有已知的人類致病菌，及其毒性和抗生素耐藥性標(biāo)志物的診斷平臺。關(guān)于此平臺性能的詳細(xì)信息刊登在《mBio》期刊上。

根據(jù)世界經(jīng)濟(jì)論壇的估計(jì)，抗生素耐藥性感染每年在美國造成約10萬人死亡，全球死亡人數(shù)更是高達(dá)70萬人，其中發(fā)展中國家負(fù)擔(dān)最重。而根據(jù)美國疾病控制和預(yù)防中心的數(shù)據(jù)，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限制抗生素耐藥性的進(jìn)一步增長，那么這一挑戰(zhàn)還將繼續(xù)增加。

“一旦被批準(zhǔn)用于臨床，BacCapSeq將成為醫(yī)生的一種強(qiáng)大工具，可以快速且準(zhǔn)確地篩查所有已知的致病菌，包括引起敗血癥的細(xì)菌——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：“這個平臺比傳統(tǒng)方法的靈敏度高1000倍，其準(zhǔn)確性與一次只篩查一種細(xì)菌的專門測試水平相當(dāng)。”

敗血癥是由血液感染引起的全身性炎癥的嚴(yán)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，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時間。在等待檢測結(jié)果時，醫(yī)生通常會給患者使用廣譜抗生素來控制病情，但這種做法會促進(jìn)抗生素耐藥性菌株的增長。因此，如果有測試方法能迅速提供菌株耐藥性的信息，將能給患者帶來更好的治療效果，并且不會助長抗生素耐藥性菌株的發(fā)展。目前，BacCapSeq可在70小時內(nèi)提供有關(guān)耐藥性的信息，但研究人員相信，隨著計(jì)算能力的提高，該平臺將變得更快，更迅速地提供測試結(jié)果。

BacCapSeq含有420萬個遺傳探針，每個探針都能結(jié)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毒性的生物標(biāo)志物。當(dāng)樣品中存在某些特定細(xì)菌和生物標(biāo)志物時，一種磁力反應(yīng)能“拉出”并鑒定其獨(dú)特序列。相比之下，迄今為止最先進(jìn)的PCR系統(tǒng)最多也只能篩查19種致病菌，而且沒有一種方法能夠評估毒性和抗生素耐藥性。

在這項(xiàng)研究中，研究人員進(jìn)行了幾項(xiàng)試驗(yàn)來評估BacCapSeq的表現(xiàn)，他們測試了多種樣品，包括含有幾種不同細(xì)菌DNA的血液，含有細(xì)菌細(xì)胞的血液，血液培養(yǎng)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平臺的性能都超過了傳統(tǒng)測試方法，有時還能檢測到其他檢測方法所遺漏的感染。在一個案例中，該平臺發(fā)現(xiàn)了陰道加德納菌（Gardnerella vaginalis）是導(dǎo)致一位艾滋病患者出現(xiàn)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(zhǔn)醫(yī)學(xué)的一個組成部分，”CII主任，哥倫比亞大學(xué)公共衛(wèi)生部流行病學(xué)教授W. Ian Lipkin醫(yī)學(xué)博士說：“能準(zhǔn)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(yī)療保健費(fèi)用。”