新方法能够快速识别微生物病原体的血液样本
协作团队由来自大奥蒙德街儿童健康研究所的研究人员(天哪),伦敦和包括生物工程研究所的研究人员在生物医学在剑桥哈佛大学和美国银行再造的过程,微生物病原体识别在小儿脓毒症患者的血液样本使用Wyss研究所FcMBL广谱病原体捕获技术。推进使准确的病原体检测以空前的灵敏度和速度,并能显著改善临床结果为儿童和老年患者血液感染和败血症(bsi)。
bsi各种微生物病原体可迅速升级为致命的败血症当身体被乘以入侵者和关闭其器官的功能。2017年,全球有4890万例和1100万sepsis-related人死亡。重要的是,几乎一半的全球败血症病例发生在儿童,估计有2000万例和290万年全球5岁以下死亡。
防止bsi发展成熟的败血症,细菌或真菌物种的藏污纳垢之所必须尽快确定。只有这样最优pathogen-tailored抗菌或抗真菌治疗可以应用。临床实验室使用的常规方法确定致病病原物种长期和艰苦的,需要耗时的文化两个步骤,至少需要1 - 3天才能完成。
“脓毒症患者,他们存活的机会急剧萎缩的时间越长,识别病原体(s)的藏污纳垢之所,因此,接受最有前途的抗菌素治疗,“Nigel Klein说,医学博士,博士,请,天哪,传染病和免疫学教授和这项研究的资深作者。大奥尔蒙德街医院”,我们一直在努力证明快速诊断重要性和创新性的方法我们可以确定致病生物体在40分钟和6个小时。与成人患者相比,脓毒症在婴儿和幼儿发展的速度快得多,因此是一个真正的需要支持早期检测的诊断方法。准确诊断更重要是因为只有小血卷从儿科病人的可用性使重采样具有挑战性。”
2020年,高级作者克莱恩和伊莲Cloutman-Green博士顾问临床科学家和感染控制医生天啊,开始与领导员工合作科学家迈克尔•超级博士和唐纳德·因格贝尔创始董事,哈佛大学Wyss研究所医学博士来解决这个问题。“基于我们早些时候成功FcMBL分离病原体从关节以及牛和人类血液的效率,我们假设建立一个FcMBL-mediated病原体捕捉到修改临床血培养协议可以缩短时间,减少所需的患者样本的大小产生耗时的血培养协议提供的相同的结果,“超级说。
病原体识别过程中目前在临床的设置,首先,血液样本被添加到瓶含有液体媒体传染性微生物,如果存在,放大到一定密度。然后,放大微生物生长在固体媒体独立的殖民地的组成细胞最终可以确定一个高度敏感,然而快速和相对廉价的分析方法称为MALDI-TOF质谱(MS)。“事实上,隔离传染性微生物直接从种植液体血培养使用FcMBL使它们可供MALDI-TOF女士分析更早,“超级补充道。
FcMBL是广谱病原体捕获技术的重要组成部分。它由一个人类基因工程免疫蛋白mannose-binding凝集素(MBL)融合的Fc片段抗体分子产生结果FcMBL蛋白质。在这个配置中,MBL的一部分FcMBL可以捕获超过100种不同的微生物物种效率高,包括几乎所有的细菌和真菌病原体引起败血症。FcMBL的Fc部分可用于两磁珠,允许捕获的病原体快速退出患者样本和液体血培养。
在项目的早期阶段,Wyss团队提供纯化bead-coupled FcMBL哪队,曾访问医院的儿科患者的血液样本。在后期,败血症和感染性疾病公司蟒蛇生物医学,由超级共同创立,因格贝尔Wyss研究所FcMBL商业化技术,提供了FcMBL试剂和关键技术项目。蟒蛇FcMBL生物医学与此同时开发制造能力,美国食品和药物管理局(FDA)在美国和其他联邦卫生机构需要生产的治疗和诊断产品。
“我们FcMBL方法打开了机会识别病原生物体指导治疗早于24至48小时内可能使用标准的培养技术。它还使我们能够使用这个标识为抗生素敏感性任何正在进行的文化更适合病人的需要。这种方法不是绑定到一个特定的平台或制造商,因此我们看到清晰的潜力成为一个新的标准临床病原体检测、处理步骤”Cloutman-Green说。
“FcMBL方法确定94.1%的微生物物种在临床血液文化分析样本从68年儿科患者,”第一作者说克里风筝,她执行与克莱因和Cloutman-Green毕业。“我们能够识别更多的传染性物种积极液体血培养使用FcMBL方法比MBT Sepsityper®方法(25 25和17 25),和这一趋势进一步明显的常见真菌病原体假丝酵母(24 24 vs 9 24)。”Candida species account for about 5% of all cases of severe sepsis and are the fourth most common pathogen isolated from patients' bloodstreams in the United States. Not only do infections with Candida and other fungi require specific antifungal treatments, distinguishing among the various types of pathogenic fungi helps direct the appropriate antimicrobial therapy. Specifically in neonatal intensive care units, Candidainfections are a major cause of morbidity and mortality, killing as many as 40% of infants and often causing neurodevelopmental impairments in those that survive.
”不断强大的FcMBL病原体捕捉技术适应未满足的和紧迫的诊断需求,如快速诊断小儿脓毒症的病人,我们希望深刻地改变所有年龄段的病人经常黯淡的前景,“因格贝尔说。“我们的终极目标是能够准确和更快识别病原体直接在小样本的血液而不需要任何额外的微生物培养物。”Ingber is also the Judah Folkman Professor of Vascular Biology at Harvard Medical School and Boston Children's Hospital, and the Hansjörg Wyss Professor of Bioinspired Engineering at the Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences.
参考:风筝KA, Loomba年代,艾略特TJ, et al . FcMBL磁bead-based MALDI-TOF女士迅速识别儿科血液感染阳性血培养。《公共科学图书馆•综合》。2022;17 (11):e0276777。doi:10.1371 / journal.pone.0276777
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