Hier introduceren we het principe, de structuur en de instructie van het intelligente high-throughput antimicrobiële gevoeligheidstest-/faagscreeningsysteem. De toepassing ervan wordt geïllustreerd aan de hand van Salmonella geïsoleerd uit pluimvee in Shandong, China, als voorbeeld. De Lar-index wordt berekend en de betekenis ervan bij het evalueren van antimicrobiële resistentie wordt uitgebreid besproken.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Toepassing van het intelligente high-throughput antimicrobiële gevoeligheidstest-/faagscreeningsysteem en Lar Index van antimicrobiële resistentie
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Om de efficiëntie van antimicrobiële gevoeligheidstesten (AST) en faagscreening op resistente bacteriën te verbeteren en de detectiekosten te verlagen, werd een intelligent AST/faagscreeningsysteem met hoge doorvoer, inclusief een 96-dot matrix-inoculator, beeldacquisitieconverter en bijbehorende software, ontwikkeld volgens de AST-criteria en de breekpunten van resistentie (R) geformuleerd door het Clinical & Laboratory Standards Institute (CLSI). AST en statistieken van minimale remmende concentratie (MIC)-verdelingen (van R/8 tot 8R) van 1.500 Salmonella-stammen geïsoleerd uit pluimvee in Shandong, China, tegen 10 antimicrobiële middelen werden uitgevoerd door het intelligente high-throughput AST/faagscreeningsysteem. De Lar-index, wat betekent "minder antibiose, minder resistentie en residu tot weinig antibiose", werd verkregen door het gewogen gemiddelde van elke MIC te berekenen en te delen door R. Deze benadering verbetert de nauwkeurigheid in vergelijking met het gebruik van de prevalentie van resistentie om de mate van antimicrobiële resistentie (AMR) van zeer resistente stammen te karakteriseren. Voor de stammen van Salmonella met een hoge AMR werden lytische fagen door dit systeem efficiënt gescreend uit de fagenbibliotheek en werd het lysisspectrum berekend en geanalyseerd. De resultaten toonden aan dat het intelligente AST/faagscreeningsysteem met hoge doorvoer bedienbaar, nauwkeurig, zeer efficiënt, goedkoop en gemakkelijk te onderhouden was. In combinatie met het veterinaire antimicrobiële resistentiemonitoringsysteem van Shandong was het systeem geschikt voor wetenschappelijk onderzoek en klinische detectie met betrekking tot AMR.
Inleiding
Aangezien antimicrobiële middelen op grote schaal worden gebruikt om bacteriële infectieziekten te voorkomen, is antimicrobiële resistentie (AMR) een wereldwijd probleem voor de volksgezondheidgeworden1. De bestrijding van AMR is momenteel de belangrijkste taak van het monitoren van AMR van epidemiologische pathogenen en synergetische therapie van gevoelige antimicrobiële stoffen en lytische bacteriofagen2.
In vitro antimicrobiële gevoeligheidstesten (AST) zijn de steunpilaar voor het monitoren van de therapie en het detecteren van het niveau van AMR. Het is een belangrijk onderdeel v....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
De Salmonella-stammen die in deze studie werden gebruikt, werden verzameld bij pluimvee in Shandong, China, na goedkeuring van het Bioveiligheidscomité van het Institute of Animal Sciences and Veterinary Medicine, Shandong Academy of Agricultural Sciences, China.
1. Toepassing van het intelligente AST-systeem met hoge doorvoer8
- Entmateriaal bereiding
- Incubeer het kwaliteitscontrole-organisme Escherichia coli en 93 Salmonellastammen die op ASAT moeten worden getest op Mueller-Hinton-agarplaten (MHA) gedurende 16-18 uur bij 37 °C3.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
In navolging van het protocol van het intelligente high-throughput AST-systeem, werd de toepassing ervan geïllustreerd door Salmonella van pluimvee in Shandong, China, als voorbeeld.
De groei van Salmonella-stammen op agarplaten met ampicilline (R van 32 μg/ml) in concentraties van 2 tot 256 μg/ml, bepaald door de beeldacquisitieconverter, wordt weergegeven in figuur 3. De horizontale 1e put A1 was de negatieve controle en vertoonde ge.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
De agarverdunningsmethode is goed ingeburgerd en wordt op grote schaal gebruikt. Het principe van het AST-systeem met hoge doorvoer was dat van de agarverdunningsmethode. Een van de cruciale stappen binnen het protocol was de nauwkeurige overdracht met hoge doorvoer van 96 inocula tegelijk, die meerdere keren achter elkaar werd uitgevoerd. Om deze kritieke stap te voltooien, waren de pinnen van de 96-dot matrix-inoculator uniform en zeer glad. De natuurlijke afzetting van elke pin was een volume van ongeveer 2 μL, dat zi.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
Yuqing Liu et al. hebben Chinese patenten aangevraagd voor de 96-dot matrix inoculator en image acquisition converter en hun toepassingen (patentnummer ZL 201610942866.3 en patentnummer ZL 201910968255.X).
Dankbetuigingen
Dit werk werd ondersteund door het National Key Research and Development Project (2019YFA0904003); Modern agrarisch industrieel systeem in de provincie Shandong (SDAIT-011-09); Optimalisatieproject voor het platform voor internationale samenwerking (CXGC2023G15); Belangrijke innovatietaken van landbouwwetenschaps- en technologie-innovatieproject van de Academie voor Landbouwwetenschappen Shandong, China (CXGC2023G03).
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 96 well culture plate | Beijing lanjieke Technology Co., Ltd | 11510 | |
| 96-dot matrix AST image acquisition system | Institute of Animal Science and Veterinary Medicine, Shandong Academy of Agricultural Sciences | In-house software copyright | |
| 96-dot matrix inoculator | Institute of Animal Science and Veterinary Medicine, Shandong Academy of Agricultural Sciences | N/A | Gepatternd product |
| 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 | |
| Analytical balance | Sartorius | BSA224S | |
| Automated calculation software for Lar index of AMR | Institute of Animal Science and Veterinary Medicine, Shandong Academy of Agricultural Sciences | In-house software 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 | Institute of Animal Science and Veterinary Medicine, Shandong Academy of Agricultural Sciences | In-house software copyright | |
| 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 | |
| Colistin sulfate | Shanghai McLean Biochemical Technology Co., Ltd | C805491 | |
| Culture plate | Institute of Animal Science and Veterinary Medicine, Shandong Academy of Agricultural Sciences | N/A | Gepatternd product |
| Doxycycline | Shanghai McLean Biochemical Technology Co., Ltd | D832390 | |
| Enrofloxacin | Shanghai McLean Biochemical Technology Co., Ltd | E809130 | |
| Filter 0.22 μm | Millipore | SLGP033RB | |
| Florfenicol | Shanghai McLean Biochemical Technology Co., Ltd | F809685 | |
| Gentamicin | Shanghai McLean Biochemical Technology Co., Ltd | G810322 | |
| Glass bottle 50 mL | Xuzhou Qianxing Glass Technology Co., Ltd | QX-7 | |
| High-throughput resistance detection system V1.0 | Institute of Animal Science and Veterinary Medicine, Shandong Academy of Agricultural Sciences | In-house software copyright | |
| Image acquisition converter | Institute of Animal Science and Veterinary Medicine, Shandong Academy of Agricultural Sciences | N/A | Gepatternd product |
| Meropenem | Shanghai McLean Biochemical Technology Co., Ltd | M861173 | |
| Mueller-Hinton agar | Qingdao hi tech Industrial Park Haibo Biotechnology Co., Ltd | HB6232 | |
| Petri dish 60 mm x 15 mm | Qingdao Jindian biochemical equipment Co., Ltd | 16021-1 | |
| Petri dish 90 mm x 15 mm | Qingdao Jindian biochemical equipment Co., Ltd | 16001-1 | |
| Salmonella phages | Institute of Animal Science and Veterinary Medicine, Shandong Academy of Agricultural Sciences | N/A | |
| Shaker incubator | Shanghai Minquan Instrument Co., Ltd | MQD-S2R | |
| Turbidimeter | Shanghai XingBai Biotechnology Co., Ltd | F-TC2015 | |
| Varms base type library system V1.0 | Institute of Animal Science and Veterinary Medicine, Shandong Academy of Agricultural Sciences | In-house software copyright | |
| Vertical high-pressure steam sterilizer | Shanghai Shen'an medical instrument factory | LDZX-75L | |
| Veterinary pathogen resistance testing management system | Institute of Animal Science and Veterinary Medicine, Shandong Academy of Agricultural Sciences | In-house software copyright | |
| Veterinary resistance cloud monitoring and phage control platform V1.0 | Institute of Animal Science and Veterinary Medicine, Shandong Academy of Agricultural Sciences | In-house software copyright |
Referenties
- 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.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
