近日,中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院健康所醫(yī)用光譜質(zhì)譜研究團隊,在尿路感染常見致病菌快速檢測方面取得重要進展。該團隊成功開展了針對尿路感染常見細(xì)菌特征性揮發(fā)性有機物(VOCs)的研究,建立了一種基于VOCs的檢測方法,可在6小時內(nèi)準(zhǔn)確鑒別真實尿液樣本中的致病菌。相關(guān)成果已發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《Microchemical Journal》。
尿路感染作為最常見的感染性疾病之一,其診療效率高度依賴于病原菌的快速鑒別。目前臨床上常用的細(xì)菌鑒定流程通常需24小時以上,拖延了個性化治療方案的制訂,可能導(dǎo)致抗生素濫用和治療失敗。盡管人體生物樣本中的揮發(fā)性有機物已被用于感染性疾病的快速篩查,但由于受內(nèi)源性代謝物干擾以及細(xì)菌來源VOCs含量低等因素影響,直接從生物樣本中通過VOCs實現(xiàn)菌種鑒別仍面臨挑戰(zhàn)。
為解決上述難題,研究團隊創(chuàng)新性地提出“短期培養(yǎng)促進細(xì)菌VOCs釋放”策略,并利用自主研發(fā)的質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜(PTR-MS)對五種常見尿路感染致病菌的VOCs進行系統(tǒng)檢測與分析。研究結(jié)果顯示,在體外培養(yǎng)6小時后,五種細(xì)菌的VOCs譜之間出現(xiàn)顯著分化。基于此,團隊構(gòu)建了由甲硫醚,乙醇和3-甲基-1-丁醇組成的判別模型。該模型對119份真實尿液樣本診斷的準(zhǔn)確率達(dá)95%,顯示出良好的臨床應(yīng)用潛力。本研究推動了VOCs檢測法鑒別細(xì)菌在臨床環(huán)境中的應(yīng)用,所需時間僅為臨床常用方法的1/4,有望幫助迅速制定抗生素治療方案,從而縮短治療過程并提高治療效果。
實驗流程及結(jié)果示意圖
本文第一作者為健康所博士研究生張琪,通訊作者健康所沈成銀研究員、健康所鄒雪副研究員和安徽省胸科醫(yī)院劉周副教授。本研究得到了國家自然科學(xué)基金、安徽省自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院科研儀器設(shè)備研制項目等課題支持。
文章鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0026265X25027973
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