Artspecifik bakteriedetektor för snabb patogendiagnos av svår lunginflammation

ICU-patienter har en hög förekomst av bakteriell infektion i de nedre luftvägarna, främst med svår lunginflammation, som ofta orsakar svår sepsis och septisk chock, vilket är en av de främsta dödsorsakerna hos patienter. För närvarande är den största svårigheten som kliniker står inför den kontinuerliga ökningen av bakteriell resistensgrad och ökningen av patientdödlighet på grund av den tidiga otillräckligheten empiriska anti-infektionsbehandlingen. Studier har visat att patienter med VAP (Ventilator Associated Pneumonia) har irrationell droganvändning i ett tidigt skede, med en dödlighet på mer än 50 %. När frekvensen av lämplig droganvändning har sjunkit till 33 %, medan tiden för mekanisk ventilation och sjukhusvistelse på intensivvårdsavdelningen har förkortats avsevärt. Att identifiera patogener så tidigt som möjligt och förkorta tiden för empirisk anti-infektionsbehandling är därför mycket viktigt för att förbättra prognosen för patienter med svår lunginflammation och minska förekomsten av bakteriell resistens.

Det finns tre traditionella metoder för att upptäcka patogena mikroorganismer: 1. Mikrobiell odlingsmetod är det mest traditionella sättet att identifiera patogen. Det är nödvändigt att inokulera patientens kroppsvätska, blod etc. i ett lämpligt medium, inkubera i en lämplig inkubator och sedan passera läkemedlet. Känslighetstester bestämmer resistens hos mikroorganismer, tar vanligtvis 3-7 dagar. För vissa specifika typer av patogena mikroorganismer eller mikroorganismer med svåra tillväxtförhållanden kan det finnas negativa odlingsresultat. Därför har de traditionella odlingsmetoderna nackdelar som dålig aktualitet, relativt höga krav och låg positiv odlingshastighet (30-40%). 2. Time-of-flight-masspektrometri: masspektrometritekniken används för att analysera och detektera stammens proteinkomponenter, och det karakteristiska toppspektrumet erhålls. Jämfört med bakteriekartan i databasen kan bakterierna bedömas genom matchning. Metoden kan förkortas med cirka 6-8 timmar jämfört med den konventionella odlingsmetoden, men eftersom detektionen av kolonin behöver nå en viss mängd kan provet inte detekteras direkt efter att provet tagits, och den preliminära mikrobiella odlingen är nödvändig. Därför tar detektionstiden fortfarande 1-2 dagar eller mer, och det finns också nackdelen med låg aktualitet. Dessutom är det nödvändigt att jämföra utbyggnaden och standardiseringen av databasen, och oförmågan att analysera resistensen hos mikroorganismer är också otillräckligheten i detektionstekniken. 3. High-throughput sekvenseringsteknik: Med den snabba utvecklingen av molekylärbiologi under de senaste åren, är high-throughput sekvenseringsteknik flitigt använd i tidig diagnos av klinisk mikrobiologi, principen är främst genom anslutningen av den universella länken till fragmenteringen till sekvenseras. Genomiskt DNA, som producerar tiotals miljoner enkelmolekylära polyklonala polymeraskedjereaktionsuppsättningar, utför sedan storskaliga primerhybridiserings- och enzymförlängningsreaktioner och erhåller fullständig DNA-sekvensinformation genom datoranalys. Men denna teknik är svår att effektivt skilja mellan patogena bakterier och bakgrundsbakterier, teknik och databas som ska standardiseras, detektionstiden tar fortfarande cirka 2 dagar, kan inte få mikrobiell resistens, dyra och andra brister På kontoret. Sammanfattningsvis stoppas den nuvarande tidsgränsen för riktad anti-infektionsbehandling 2 dagar efter att provet tagits. Därför är sökandet efter ny, patogen mikrobiell detektionsteknologi som är snabbare, mer exakt och känsligare en hotspot och en svår punkt inom området för mikrobiell och anti-infektionsforskning de senaste åren.

CRISPR/Cas12a har transklyvningsaktivitet, som skulle kunna utvecklas som en ny molekylär metod för att testa specifika nukleotidsekvenser med hög specificitet och känslighet. Vi har därför tagit initiativ till det artspecifika bakteriedetektorsystemet (SSBD) baserat på CRISPR/Cas12a. I teorin är metoden framträdande med snabbhet, hög sensitivitet och specificitet, och variabla detektionsmål, vilket är en innovation inom identifiering av mikroorganismer och kanske ger fördelar för sepsisbehandling. Eftersom vissa bakterier står för det mesta av sepsis, väljs 12 vanliga bakterier ut som den första panelen enligt tidigare studier och lokala epidemidata från vårt sjukhus. Vårt mål med studien är att fastställa och validera effektiviteten av SSBD-systemet genom att jämföra med odlingsresultat, och sedan utvärdera de möjliga kliniska värdena i terapijusteringar och kliniska resultat av svår lunginflammation på intensivvårdsavdelningen, som var de främsta orsakerna till sepsis.