다양한 박테리아 병원체는 호흡기 감염을 일으킬 수 있으며 정확하게 감지하고 신속하게 치료하지 않으면 심각한 건강 문제를 초래할 수 있습니다. 루프 매개 등온 증폭을 통해 이러한 병원체를 빠르고 정확하게 검출하면 임상 환경에서 호흡기 감염을 효과적으로 관리하고 제어할 수 있습니다.
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방법 논문
Microfluidic-Chip-based Loop-Mediated Isothermal Amplification을 통해 하기도 감염을 일으키는 세균성 병원체의 신속한 검출
* These authors contributed equally
이 논문에서
요약
초록
호흡기 감염(RTI)은 임상 환경에서 가장 흔한 문제 중 하나입니다. 세균성 병원체의 신속하고 정확한 식별은 RTI의 관리 및 치료를 위한 실용적인 지침을 제공할 것입니다. 이 연구는 다중 채널 루프 매개 등온 증폭(LAMP)을 통해 호흡기 감염을 일으키는 세균성 병원체를 신속하게 검출하는 방법을 설명합니다. LAMP는 높은 정확도와 신뢰성으로 박테리아 핵산을 신속하게 검출하는 민감하고 특이적인 진단 도구입니다. 제안된 방법은 시간이 많이 걸리고 종종 낮은 수준의 박테리아 핵산을 검출하기 위해 더 높은 감도를 필요로 하는 기존 박테리아 배양 방법에 비해 상당한 이점을 제공합니다. 이 논문은 K. pneumoniae 감염 및 LAMP를 사용하여 하부 호흡기에서 검체(객담, 기관지 세척액 및 폐포 세척액)를 검출하는 다중 동시 감염의 대표적인 결과를 제시합니다. 요약하면, 다중 채널 LAMP 분석법은 임상 샘플에서 단일 및 다중 세균 병원체를 식별하는 빠르고 효율적인 수단을 제공하며, 이는 세균 병원체의 확산을 방지하고 RTI의 적절한 치료를 지원하는 데 도움이 될 수 있습니다.
서론
세균성 병원체에 의한 호흡기 감염(RTI)은 주로 전 세계적으로 이환율과 사망률에 기여합니다1. 2-3일 동안 지속되는 발열을 동반하는 상부 또는 하부 호흡기 증상으로 정의됩니다. 상기도 감염이 하기도 감염보다 더 흔하지만, 만성 및 재발성 호흡기 감염도 흔한 임상 상태로서 개인에게 큰 위험을 초래하고 의료 시스템에 상당한 부담을 준다2. RTI의 일반적인 세균성 병원체로는 폐렴구균3, 헤모필루스 인플루엔자4, 황색포도상구균, 대장균, 폐렴균, 스테노트로포모나스 말토필리아 등이 있습니다. 이러한 병원성 박테리아는 일반적으로 숙주의 비인두와 상부 호흡기의 점막 표면에 서식하여 인후통 및 기관지염과 같은 RTI의 전형적인 증상을 유발합니다. 폐렴은 상부 호흡기에서 하부 호흡기의 무균 영역으로 퍼질 때 폐렴을 일으키며, 호흡기를 통해 사람에서 사람으로 퍼질 수 있다5. 심한 경우에는 침습성 세균성 질환, 특히 세균성 폐렴, 뇌수막염 및 패혈증으로 이어질 수 있으며, 이는 전 세계 모든 연령대....
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프로토콜
본 연구의 모든 검체는 광동성인민병원 윤리심의위원회(승인번호: KY2023-1114-01)의 평가 및 승인을 받았다. 모든 참가자는 실험 전에 정보에 입각한 동의서에 서명했습니다. 연구에 사용된 시약 및 장비는 재료 표에 나열되어 있습니다. 프로토콜에 사용된 약어는 보충 표 1에 나열되어 있습니다.
1. 하부 호흡기에서 임상 검체 채취
- 객담 채취
- 깨끗한 물로 구강과 치아를 세척하고 해당되는 경우 의치를 제거하십시오. 심한 기침을 하여 심부 호흡기 가래를 가래 용기(최소 0.6mL)에 넣습니다.
- 타액이나 콧물로 인한 오염을 피하십시오. 기침이 어려운 경우 45°C에서 100g/L NaCl 용액을 흡입하여 객담을 용이하게 합니다. 검체를 멸균되고 밀봉 가능한 용기에 옮깁니다.
알림: 가래 샘플은 아침과 항균제를 사용하기 전에 수집해야 합니다.
- 기관지 세척액(BLF)
- 수집기 머리를 콧구멍 또는 기관 절개술 부위(약 30cm 깊이)에서 기관으로 삽입합니다. 식염수 5mL를 주입하고 음압을 설정한 후 수집기 헤드를 회전시킨 후 천천히 빼냅니다. ....
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결과
이 실험은 등온 증폭 기술을 사용하여 미세 유체 디스크 칩에서 반응을 수행합니다. 반응은 형광 염료 삽입 방법을 사용하는 미세유체 칩 핵산 분석기에서 발생합니다. 등온 반응은 65°C의 일정한 온도에서 수행되며 실시간 형광 분석이 동시에 수행됩니다. 양성 샘플은 사슬 변위 기능이 있는 중합효소의 작용으로 증폭을 거쳐 S자형 증폭 곡선을 형성합니다. 이 원스텝 과정으로 표적 유전자의 증폭 및 검출이 완료됩니다. 본 연구는 실험 설계의 신뢰성을 입증하기 위해 실험 결과가 다른 7개의 샘플을 선정하였다. 대문자 S는 샘플을 나타냅니다. S1은 K. pneumoniae의 단일 균주에 감염된 샘플입니다. S2 내지 S7은 모두 K. pneumoniae에 감염된 다발성 생물 감염이 있는 샘플입니다. 효과적인 검출 결과를 위해 이미지에 표시된 정규화된 형광 곡선을 통해 해석할 수 있습니다. 포지티브 인디케이터는 S자형 램프 곡선으로 표시되고, 수평선은 네거티브 인디케이터로 표시됩니다(
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토론
호흡기 감염은 병원 관련 감염이 만연하여 환자에게 심각한 결과를 초래하고 사망률을 높인다16. 잠재적인 병원체를 시기적절하고 정확하게 식별한 후 효과적인 항생제를 투여하는 것이 성공적인 치료와 예후 개선의 핵심이며, 특히 전통 배양 방법에 내재된 한계를 감안할 때더욱 그렇다 17. 이 연구에서는 RTI를 빠르고 정확하게 탐지하기 위해 LAMP 기반 방법을 사용하여 단일 또는 다중 감염을 확인했습니다. 이 빠른 감지 시스템은 LAMP 기술과 미세유체 기술을 결합하여 구축되었습니다. 객담, BLF 및 ALF와 같은 임상 샘플의 핵산은 빠르게 추출할 수 있습니다. 이 추출된 물질은 박테리아 병원체의 빠르고 정확한 검출을 용이하게 하여 RTI의 향상된 제어 및 치료를 위한 임상 관행을 안내합니다.
이전 연구에 따르면 배양 기반 방법 및 중합효소 연쇄 반응과 비교하여 LAMP 결과는 순수 배양 및 혈액 .......
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공개 사항
저자는 이해 상충이 없음을 선언합니다.
감사의 글
우리는 광둥성 기초 및 응용 기초 연구 재단(보조금 번호 2022A1515220023)과 광동성 인민병원 고급 인재 연구 재단(보조금 번호)이 제공하는 재정적 지원에 크게 감사드립니다. KY012023293).
....액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 목욕 인큐베이터 (MK2000-2) | ALLSHENG | 항온 환경 제공 | |
| 기관지 세척 유체 수집기 헤드 | TIANPINGHUACHANG | SEDA 20172081375 | 기관지 폐포 세척액 수집 |
| 광섬유 기관지 내시경 | OLYMPUS | SEDA 20153062703 | 광섬유 광원과 카메라가 장착된 유연한 기관지경으로 폐 내부의 기도와 구조를 육안으로 검사합니다. 기관지폐포 세척 수집 지원 |
HR1500- B2 | Haier | SEDA 20183541642 | Biosafety cabinet |
| NAOH | MACKLIN | S817977 | 점성 하기도 샘플 액화 |
| 호흡기 병원체에 대한 핵산 검출 키트 | Capitalbio Technology | SEDA 20173401346 | 박테리아 감염 검사 |
| 핵산 추출 시약 | Capitalbio Technology | DNA용 SEDA 20160034 | 추출 |
| RTisochip-W, | Capitalbio Technology | SEDA, 20193220539 | 루프 매개 등온 증폭 |
| THERMO ST16R | Thermo Fisher Scientific | SEDA, 20180585 | 튜브 벽의 잔류 액체를 원심분리기. |
| 와류 믹서 VM-5005 | JOANLAB | 혼합 시약용 |
참고문헌
- GBD 2016 Lower Respiratory Infections Collaborators. Estimates of the global, regional, and national morbidity, mortality, and aetiologies of lower respiratory infections in 195 countries, 1990-2016: A systematic analysis for the global burden of disease study 2016. Lancet Infect Dis. 18 (11), 1191-1210 (2018).
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