“芯片實(shí)驗(yàn)室”新進(jìn)展：加速抗藥性肺炎治療

使用特定抗生素來治療藥物抗性感染疾病常常會因?yàn)樾枰紫仍谕ㄟ^培養(yǎng)確定出細(xì)菌菌株而被延誤。在本周的AVS第53屆國際研討會和展覽上，來自美國丹佛的生物技術(shù)公司Accelr8的一位生物工程師描述了一種新的“芯片實(shí)驗(yàn)室”。這種設(shè)備能夠鑒定出大多數(shù)藥物抗性肺炎病例的單個(gè)細(xì)菌細(xì)胞，從而使病人等候鑒定結(jié)果的時(shí)間從數(shù)天縮短到了幾個(gè)小時(shí)。研究人員表示，這項(xiàng)技術(shù)還有助于新藥的研發(fā)。

        抗生素和消毒劑的持續(xù)使用導(dǎo)致了一些“超級病菌”的誕生，這些病菌只對極個(gè)別的藥物產(chǎn)生反應(yīng)。大多數(shù)急性肺炎患者都需要住進(jìn)加護(hù)病房。

        傳統(tǒng)的所感染細(xì)菌的鑒定都需要首先對病菌進(jìn)行培養(yǎng)，而這個(gè)步驟會花費(fèi)兩到三天的時(shí)間。與此同時(shí)，醫(yī)生除了利用光譜抗生素進(jìn)行治療外，沒有其他的選擇。

        Accelr8公司的這項(xiàng)技術(shù)是一種“微流”芯片實(shí)驗(yàn)室，專門設(shè)計(jì)用于操作和分析細(xì)菌而無需首先進(jìn)行培養(yǎng)。首先利用鹽溶液從患者肺部洗出樣品，即支氣管肺泡灌洗步驟。然后，將微生物進(jìn)行分離、并懸浮在一種特殊的液體中，然后抽入這種芯片中。

        芯片中，細(xì)菌流入不同的區(qū)間（目前版本的芯片有8個(gè)區(qū)間），并利用一種電流將其黏著在一種細(xì)菌友好表面，然后讓抗生素流入。抗生素與特定的細(xì)菌株發(fā)生特異性結(jié)合，并將其標(biāo)記上不同顏色的熒光染料。利用顯微鏡監(jiān)控這種可以看到的細(xì)胞，這些細(xì)胞仍然繼續(xù)增殖，而它們增殖的速度則幫助研究人員確定其種類。

        接下來，不同的抗生素進(jìn)入小室內(nèi)。如果一個(gè)小室中的細(xì)胞停止了增殖，則意味著該藥物可能有效治療這種感染。通過分析特定的熒光，能夠確定出細(xì)菌的死亡率。

        一旦攜帶細(xì)菌的液流被注入芯片，整個(gè)過程就可以自動化完成，包括計(jì)算應(yīng)該標(biāo)記細(xì)胞數(shù)量。整個(gè)過程所用時(shí)間不超過8個(gè)小時(shí)。這種相當(dāng)巧妙而小巧的芯片，讓研究人員在更短的時(shí)間里分析獲得不同抗生素殺死細(xì)菌的效果，從而為醫(yī)生的及時(shí)治療提供重要參考。