여기에서는 지능형 고처리량 항균 감도 검사/파지 스크리닝 시스템의 원리, 구조 및 지침을 소개합니다. 그 응용은 중국 산둥성의 가금류에서 분리한 살모넬라균 을 예로 들어 설명합니다. Lar 지수를 계산하고 항생제 내성 평가에 대한 중요성을 종합적으로 논의합니다.
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이 논문에서
요약
초록
내성 박테리아에 대한 항균제 감수성 검사(AST) 및 파지 고처리량 스크리닝의 효율성을 개선하고 검출 비용을 줄이기 위해 96도트 매트릭스 접종기, 이미지 획득 변환기 및 해당 소프트웨어를 포함한 지능형 고처리량 AST/파지 스크리닝 시스템이 AST 기준 및 CLSI(Clinical & Laboratory Standards Institute)에서 공식화한 내성(R) 중단점에 따라 개발되었습니다. 중국 산둥성의 가금류에서 분리한 1,500개의 살모넬라 균주의 최소 억제 농도(MIC) 분포(R/8에서 8R까지)와 10개의 항균제에 대한 통계는 지능형 고처리량 AST/파지 스크리닝 시스템에 의해 수행되었습니다. "항생제가 적고, 내성이 적고, 항생제가 거의 없을 때까지 잔류한다"는 의미의 Lar 지수는 각 MIC의 가중 평균을 계산하고 R로 나누어 구했습니다. 이 접근법은 내성이 강한 균주의 항생제 내성(AMR) 정도를 특성화하기 위해 내성 유병률을 사용하는 것과 비교하여 정확도를 향상시킵니다. AMR이 높은 살모넬라 균주의 경우, 이 시스템에 의해 파지 라이브러리에서 용해 파지를 효율적으로 스크리닝하고 용해 스펙트럼을 계산 및 분석했습니다. 그 결과 지능형 고처리량 AST/파지 스크리닝 시스템이 작동 가능하고, 정확하고, 매우 효율적이며, 저렴하고, 유지 관리가 용이하다는 것을 보여주었습니다. 산둥성 수의학 항생제 내성 모니터링 시스템과 결합된 이 시스템은 AMR과 관련된 과학 연구 및 임상 검출에 적합했습니다.
서론
세균성 전염병을 예방하기 위해 항생제가 널리 사용됨에 따라 항생제 내성(AMR)은 전 세계적인 공중 보건 문제가 되었습니다1. 항생제 내성 퇴치는 역학적 병원체의 항생제 내성 모니터링과 민감한 항균제 및 용해성 박테리오파지의 시너지 요법의 현재 주요 임무이다2.
체외 항생제 감수성 검사(AST)는 요법을 모니터링하고 항생제 내성 수치를 감지하기 위한 핵심입니다. 이는 항균 약리학의 중요한 부분이며 임상 약물의 중요한 기초입니다. 미국의 CLSI(Clinical and Laboratory Standards Institute)와 EUCAST(European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing)는 AST의 국제 기준을 공식화 및 개정하고 AST 방법 및 중단점을 지속적으로 수정 및 보완하여 특정 "유기체-항균제" 조합의 MIC를 민감성(S), 내성(R) 또는 중간체(I)로 결정합니다.3, 4입니다.
1980년대부터 1990년대까지 자동 마이크....
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프로토콜
이 연구에 사용된 살모넬라 균주는 중국 산둥성 농업과학원 동물과학 및 수의학 연구소 생물안전위원회의 승인을 받은 후 중국 산둥성의 가금류에서 수집되었습니다.
1. 지능형 고처리량 AST 시스템 적용8
- 접종 준비
- 품질 관리 유기체 대장균과 93개의 살모넬라 균주를 배양하여 37°C에서 16-18시간 동안 Mueller-Hinton 한천(MHA) 플레이트에서 AST를 테스트합니다3.
- CLSI 표준3에 명시된 방법에 따라 0.5 McFarland 탁도 기준에 맞게 각 균주의 접종물을 준비한 후 10회 희석합니다.
- 멸균 생리식염수 200μL를 96웰 플레이트의 수평 1차 웰(A1)에 음성 대조군으로 배치하고, 품질 관리 유기체의 두 가지 현탁액을 각각 양성 대조군으로 수평 2차 및 3차 웰(A2 및 A3)에 배치하고 품질 관리를 수행합니다. 테스트된 각 염색제의 희석된 접종 현탁액 200μL를 96웰 시드 블록의 해당 ....
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결과
지능형 고처리량 AST 시스템의 프로토콜에 따라 중국 산둥성 가금류의 살모넬라균 을 예로 들 수 있습니다.
이미지 획득 변환기에 의해 측정된 2 - 256 μg/mL 농도에서 암피실린(R 32 μg/mL)이 포함된 한천 플레이트에서 살모넬라 균주의 성장은 그림 3에 나와 있습니다. 수평 1st웰 A1은 음성 대조군이었고 콜로니 성장을 보여주지 않았습니다. A2 및 A3은 CLSI(2-8μg/mL)에 의해 표준화된 품질 관리 범위 내에서 MIC 4μg/mL(2μg/mL 암피실린으로 한천 플레이트에 콜로니를 형성하지만 4μg/mL의 암피실린에는 형성되지 않음)를 사용한 품질 관리 균주였습니다. A4의 살모넬라 균주의 MIC는 64μg/mL인 반면, A5의 MIC는 16μg/mL였습니다. 암피실린에 대한 93개의 살모넬라 균주의 MIC 분포는 소프트.......
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토론
한천 희석 방법은 잘 확립되어 널리 사용되고 있습니다. 고처리량 AST 시스템의 원리는 한천 희석 방법의 원리였습니다. 프로토콜 내에서 중요한 단계 중 하나는 한 번에 96개의 접종물을 정확하게 고처리량으로 이전하는 것이었고, 이는 연속으로 여러 번 수행되었습니다. 이 중요한 단계를 완료하기 위해 96 도트 매트릭스 접종기의 핀은 균일하고 매우 매끄러웠습니다. 각 핀의 자연 증착은 약 2μL의 부피였으며, 이는 한천 매체 표면의 작은 물방울로 응집되어 한천으로 빠르게 흡수되어 흐르거나 튀어 교차 오염을 일으키지 않았습니다. 두 번째 중요한 단계는 대규모 AST 데이터의 통계적 처리였습니다. 고처리량 접종의 경우 테스트 데이터를 결정해야 했고 작업량도 엄청났습니다. 지능형 이미지 수집 컨버터 및 지원 소프트웨어에 의해 생성된 지능형 분석 및 통계 결과는 이 문제에 대한 완벽한 솔루션이었습니다. AST 결과는 자동으로 Varms 데이터베이스에 직접 업로드되었습니다. 결과 해석의 효율성과 정확성이 향상되고 인적 요인으로 인한 오류가 .......
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공개 사항
Yuqing Liu et al.은 96도트 매트릭스 접종기 및 이미지 획득 컨버터 및 그 응용 분야에 대한 중국 특허를 출원했습니다(특허 번호 ZL 201610942866.3 및 특허 번호 ZL 201910968255.X).
감사의 글
이 작업은 국가 핵심 연구 개발 프로젝트(2019YFA0904003)의 지원을 받았습니다. 산동성의 현대 농업 산업 시스템(SDAIT-011-09); 국제 협력 플랫폼 최적화 프로젝트 (CXGC2023G15); 중국 산둥성 농업과학원 농업과학기술혁신사업의 주요혁신과제(CXGC2023G03).
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 96 웰 배양 플레이트 | 베이징 lanjieke Technology Co., Ltd | 11510 | |
| 96-도트 매트릭스 AST 이미지 획득 시스템 | 산둥 농업 과학 아카데미 동물 과학 및 수의학 연구소 | 사내 소프트웨어 저작권 | |
| 96-도트 매트릭스 접종기 | 산둥 농업 과학 아카데미 동물 과학 및 수의학 연구소 | N/A | 특허 제품 |
| Agar | Qingdao hi tech Industrial Park Haibo Biotechnology Co., Ltd | HB8274-1 | |
| Amikacin | Shanghai McLean Biochemical Technology Co., Ltd | A857053 | |
| Amoxicillin | Shanghai McLean Biochemical Technology Co., Ltd | A822839 | |
| Ampicillin | Shanghai McLean Biochemical Technology Co., Ltd | A830931 | |
| 분석 저울 | Sartorius | BSA224S | |
| AMR의 Lar 지수에 대한 자동 계산 소프트웨어 | Institute of Animal Science and Veterinary Medicine, Shandong Academy of Agricultural Sciences | 사내 소프트웨어 Copyright | |
| Bacteria Salmonella strains | Institute of Animal Science and Veterinary Medicine, Shandong Academy of Agricultural Sciences | N/A | Animal origin |
| Bacterial resistance Lar index certification management system V1.0 | 산동 농업 과학 아카데미 동물 과학 및 수의학 연구소 | 사내 소프트웨어 저작권 | |
| Ceftiofur | Shanghai McLean Biochemical Technology Co., Ltd | C873619 | |
| Ciprofloxacin | Shanghai McLean Biochemical Technology Co., Ltd | C824343 | |
| Clavulanic acid | Shanghai McLean Biochemical Technology Co., Ltd | C824181 | |
| Clean worktable | Suzhou purification equipment Co., Ltd | SW-CJ-2D | |
| 콜리스틴 설페이트 | Shanghai McLean Biochemical Technology Co., Ltd | C805491 | |
| Culture plate | Institute of Animal Science and Veterinary Medicine, Shandong Academy of Agricultural Sciences | N/A | 특허 제품 |
| Doxycycline | Shanghai McLean Biochemical Technology Co., Ltd | ||
| Enrofloxacin | Shanghai McLean Biochemical Technology Co., Ltd | E809130 | |
| 필터 0.22 μ m | Millipore | SLGP033RB | |
| Florfenicol | Shanghai McLean Biochemical Technology Co., Ltd | F809685 | |
| Gentamicin | Shanghai McLean Biochemical Technology Co., Ltd | G810322 | |
| 유리병 50mL | Xuzhou Qianxing Glass Technology Co., Ltd | QX-7 | |
| 고처리량 저항 감지 시스템 V1.0 | Institute of Animal Science and Veterinary Medicine, Shandong Academy of Agricultural Sciences | 사내 소프트웨어 저작권 | |
| 이미지 취득 변환기 | Institute of Animal Science and Veterinary Medicine, Shandong Academy of Agricultural Sciences | N/A | 특허 제품 |
| Meropenem | Shanghai McLean Biochemical Technology Co., Ltd | M861173 | |
| Mueller-Hinton 한천 | 칭다오 하이테크 산업 단지 Haibo Biotechnology Co., Ltd | HB6232 | |
| 페트리 접시 60mm x 15mm | 칭다오 Jindian 생화학 장비 유한 회사 | 16021-1 | |
| 페트리 접시 90mm x 15mm | 칭다오 Jindian 생화학 장비 유한 회사 | 16001-1 | |
| 살모넬라 < / em>phages | 동물 과학 및 수의학 연구소, 산동 농업 과학 아카데미 | N/A | |
| 셰이커 인큐베이터 | Shanghai Minquan Instrument Co., Ltd | MQD-S2R | |
| 탁도계 | Shanghai XingBai Biotechnology Co., Ltd | F-TC2015 | |
| Varms 기본 유형 라이브러리 시스템 V1.0 | Institute of Animal Science and Veterinary Medicine, Shandong Academy of Agricultural Sciences | 사내 소프트웨어 copyright | |
| 수직 고압 증기 살균기 | 상하이 Shen'an 의료 기기 공장 | LDZX-75L | |
| 수의 병원체 내성 테스트 관리 시스템 | 동물 과학 및 수의학 연구소, 산동 농업 과학 아카데미 | 사내 소프트웨어 저작권 | |
| 수의학 내성 구름 모니터링 및 파지 제어 플랫폼 V1.0 | Institute of Animal Science and Veterinary Medicine, Shandong Academy of Agricultural Sciences | 사내 소프트웨어 저작권 |
참고문헌
- Ramanan, L., et al. Antimicrobial resistance-the need for global solutions. The Lancet Infectious Diseases. 13 (12), 1057-1098 (2013).
- Xiaonan, Z., Qing, Z., Thomas, S. P., Yuqing, L., Martha, R. J. C.
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재인쇄 및 허가
