6月22日，我國科研人員依托原創(chuàng)的臨床單細胞拉曼藥敏快檢系統(tǒng)(CAST-R)，建立了單個細菌細胞精度、“鑒定-藥敏-溯源”全流程一體化的H.pylori診療技術(shù)CAST-R-HP，具有快速病原鑒定、精確藥敏表型檢測、基于單細胞全基因組支撐耐藥機制研究與精準(zhǔn)溯源等優(yōu)勢。

該成果團隊是由中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所與中國疾病預(yù)防控制中心傳染病預(yù)防控制所(中國疾控中心傳染病所)、青島市立醫(yī)院、青島星賽生物等組成的醫(yī)產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合團隊，且該成果近日發(fā)表于《臨床化學(xué)》。

我國幽門螺桿菌感染呈現(xiàn)高感染率(約50%)、高疾病負(fù)擔(dān)、高耐藥率和低根除率特征，而低根除率的主要原因為幽門螺桿菌菌株耐藥嚴(yán)重。因此，建立一個高效的藥敏診斷、治療與溯源體系，對于臨床和相關(guān)疾病防控至關(guān)重要。

目前，幽門螺桿菌耐藥菌鑒定的臨床金標(biāo)準(zhǔn)是內(nèi)鏡檢查與細菌培養(yǎng)相結(jié)合的藥敏檢驗。由于其生長條件苛刻，分離和培養(yǎng)胃活檢標(biāo)本中的幽門螺桿菌通常需7—10天，且難以考察臨床樣品中“原位”的病原多樣性。在獲得純培養(yǎng)后開展的表型藥敏實驗，同樣耗時很長，且技術(shù)要求高。而基于基因型的藥敏檢測方法僅能預(yù)測部分已知耐藥基因的突變，并存在不同程度的假陰性。目前臨床醫(yī)生主要依賴經(jīng)驗用藥而非藥敏結(jié)果指導(dǎo)下的精準(zhǔn)治療。但是，隨著幽門螺桿菌耐藥性的不斷增加，經(jīng)驗治療的根除失敗率日益嚴(yán)重。

針對以上瓶頸問題，科研團隊建立了單個細菌細胞精度、“鑒定-藥敏-溯源”全流程一體化的幽門螺桿菌診療技術(shù)CAST-R-HP。

記者了解到，科研團隊構(gòu)建了15種臨床常見胃部共生菌的單細胞拉曼光譜(SCRS)參考數(shù)據(jù)庫，進而利用端到端的深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(DCNN)，將拉曼光譜特征提取與分類模型訓(xùn)練過程相融合，有效提升了基于SCRS的病原鑒定準(zhǔn)確率。直接從臨床胃黏膜樣品出發(fā)，對幽門螺桿菌細胞進行識別和鑒定，準(zhǔn)確率達98.5±0.27%。

研究人員建立了單細胞精度測定代謝抑制程度的幽門螺桿菌藥敏表型快檢技術(shù)。與臨床標(biāo)準(zhǔn)E-test法相比，17株幽門螺桿菌臨床分離株對左氧氟沙星、克拉霉素的藥敏檢測準(zhǔn)確率分別為94%和100%。另外，針對7例患者胃黏膜組織樣本，通過48—72小時的重水飼喂和藥物孵育，無需分離培養(yǎng)，直接測定樣品中幽門螺桿菌細胞對于左氧氟沙星和克拉霉素的藥敏性，準(zhǔn)確率均為100%。

針對耐藥機制研究和全基因組溯源，研究人員從臨床樣品中直接識別特定藥敏表型的幽門螺桿菌細胞，進而通過拉曼光鑷液滴單細胞分選(RAGE)芯片，完成高均衡性的目標(biāo)單細胞分選和核酸擴增。拉曼分選后的單個幽門螺桿菌細胞，全基因組覆蓋度可達99.7%，通過基因型驗證了藥敏表型。

據(jù)介紹，下一步，研究人員將基于“微生物藥敏單細胞技術(shù)臨床示范網(wǎng)絡(luò)”，進一步開發(fā)CAST-R-HP系統(tǒng)，拓展其應(yīng)用，從而為建立單細胞精度的幽門螺桿菌診療與疾控體系奠定技術(shù)和裝備基礎(chǔ)。