新技术可以显着加快抗生素耐药性测试

需要大量时间来确定细菌感染的药物敏感性特征。现在，奈良科学技术研究所的研究人员和合作伙伴发表了关于一项技术的报告，该技术将大大加快这一原本缓慢的过程，并可能有助于挽救生命。

美国疾病预防控制中心指出，抗生素耐药性感染每年导致全球超过100万人死亡。管理耐药性感染的核心是快速确定感染性细菌易感的适当治疗方法。“通常需要比传统测试更快地获得易感性结果，”资深作者YaxiaerYalikun说。“为了解决这个问题，我们开发了一种可以满足这一需求的技术。”

该小组的工作基于阻抗细胞仪，它以高通量测量单个细胞的介电特性——每分钟超过一千个细胞。因为细菌的电读数对应于它对抗生素的物理反应，所以人们有一种直接的方法来确定抗生素是否对细菌起作用。传统的阻抗细胞仪包括分析一个样品中的测试(抗生素处理)和参考(未处理)颗粒，然后校准两个颗粒的阻抗——这两个步骤都需要技术专家进行广泛的后处理，这是该小组的主要限制决心克服。

在ACSSensors上发表的一项研究中，该小组开发了一种新的阻抗细胞仪方法，可以同时分析不同通道中的测试和参考粒子，创建易于分析的独立数据集。这种细胞仪具有纳米级的灵敏度，可以检测细菌细胞中甚至微小的物理变化。在传感器和执行器B上发表的一项同时研究中，该小组设计了一种机器学习工具来分析阻抗细胞仪数据。由于新的细胞计数方法将测试数据集和参考数据集分开，机器学习工具可以自动将参考数据集标记为“学习”数据集，并使用它来学习未经处理的细菌的特征。通过与抗生素处理的细胞进行实时比较，该工具可以确定细菌是否对药物敏感，甚至可以确定混合耐药菌群中有多少细菌细胞具有耐药性。

尽管在我们的工作中存在不到10%的错误识别错误，但在抗生素治疗的2小时内，易感细胞和耐药细胞之间存在明显区别。”

这项工作不仅限于对临床环境中的感染进行快速评估。例如，药物发现研究人员可以使用它对任何细胞的药物功效进行快速初步调查，只要细胞反应导致介电特性发生变化。阻抗细胞术可能在未来几年成为临床和研究实验室的主要内容。