这是一种实时跟踪系统，用来监测体内危险的细菌

将宠物扫描仪与新的化学示踪剂相结合，可选择地标记特定类型的细菌，约翰霍普金斯研究人员与小鼠报告合作，他们已经设计了一种方法可以在危险的革兰氏阴性细菌的实时感染中检测和监测。这些越来越耐药的细菌负责一系列疾病，包括致命的肺炎和医院内外的各种血液或固体器官感染。

“我们所产生的基本上是一个定位震中的系统感染并提供细菌活动的实时跟踪，给我们细菌如何对抗生素反应的快速反馈，”首席研究员桑杰·杰恩医学博士说，他是约翰·霍普金斯儿童中心的传染病专家，也是约翰·霍普金斯大学炎症成像和研究中心的主任。

在10月22日的杂志上描述了他们的工作科学转化医学该团队说，成像模型的简单、快速和准确性可能会改变危险细菌感染的诊断、监测和治疗方式。尽管这项工作是在老鼠身上进行的，研究人员说临床应用在人类身上会很快发生，因为该系统利用了现有的成像设备——pet扫描和材料。

“我们的方法可以快速可靠地检测出某些革兰氏阴性菌引起的感染，并通过减少等待实验室检测结果的时间来加快诊断和治疗，”该研究的共同作者爱德华·温斯坦(Edward Weinstein)说，他是约翰·霍普金斯大学医学院的传染病专家。“也许更重要的是，这项技术可以给我们提供关于疾病基本机制的关键见解，并帮助我们快速评估药物治疗的效果。”

研究人员所说的新技术优于当前的成像工具，因为它选择性地精确靶向靶心的革兰阴性细菌enterobacteriaceae.这包括臭名昭著的致命细菌大肠杆菌,沙门氏菌,克雷伯氏菌以及其他数十种对住院患者尤其危险的病原体。研究小组指出，课堂上的一些细菌也可以用作生物武器。

研究人员说，目前的成像工具，如CT、MRI和PET扫描，使用炎症作为诊断和监测感染的替代手段。然而，炎症是身体对感染的反应，而不是感染本身，它不是细菌所特有的，不能将真正的感染与非感染性炎症(如癌症引起的炎症)区分开来。

这种新模型创造性地结合了现有的PET扫描技术——一种用于肿瘤成像的复杂的三维可视化系统——和一种常用于无糖食品的成分山梨糖醇。该模型利用了革兰氏阴性细菌对山梨醇的喜爱，它们很容易吸收山梨醇。相比之下，其他种类的细菌、微生物、癌症和人类细胞不吸收山梨醇。研究人员假设，将现有的PET成像示踪剂转化为放射性标记山糖醇，可以选择性地标记和照亮体内的革兰氏阴性菌簇。它做到了。

当研究人员给老鼠注射革兰氏阴性细菌时大肠杆菌在一条大腿和另一条大腿上，两种注射都产生了炎症。然而，只有集群活着大肠杆菌吸引了放射性示踪剂并点亮了屏幕——这是让研究人员区分实际细菌感染和非感染性炎症的关键特征。当研究人员在一条大腿上注射革兰氏阴性菌时大肠杆菌另一条腿上有革兰氏阳性细菌金黄色葡萄球菌，而放射性示踪剂只照亮被革兰氏阴性细菌感染的大腿。换句话说，含山梨醇的示踪剂区分了细菌性炎症和无菌性炎症，以及不同种类细菌引起的感染。接下来，研究人员比较了他们的改良示踪剂在区分由大肠杆菌癌症诱发的脑部炎症。示踪剂可靠地、可预见地亮了起来大肠杆菌热点在大脑，而不是脑肿瘤细胞。

研究人员解释说，当怀疑出现严重的耐药感染时，患者在等待实验室检测以确定导致感染的特定微生物和应使用何种药物时，通常会被给予广谱抗生素。广谱抗生素可以同时治疗多种细菌，但近年来广谱抗生素的频繁使用和滥用加剧了耐药性，使得许多病原体对普通抗生素不起作用。

“使用广谱抗生素就像用炮弹杀死一只苍蝇，”研究合著者、儿科研究员阿尔瓦罗·奥多涅斯医学博士说传染病约翰霍普金斯大学医学院“尽管这种治疗在不明原因的严重感染患者中临床是合理的，但它会促进细菌耐药性，因此患者和临床医生付出的长期代价相当高昂。”

Ordonez补充说，快速了解是哪种细菌导致了患者的感染，哪种抗生素可以杀死细菌，可以大大降低成本。这就是新的成像系统可以发挥关键作用的地方。

在另一组实验中，研究人员显示，他们的成像系统能快速实时捕捉细菌对药物治疗的反应。当使用正确的抗生素时，垂死的细菌会产生一个明显且逐渐减弱的图像。相比之下,当细菌对抗生素没有反应，信号强度仍然像以前一样强烈，预示着治疗失败。在数小时内而不是数天内收到如此快速的反馈可能会对治疗决定产生深远影响。

“早期的细菌药物敏感性鉴定不仅可以通过给予他们正确的抗生素，但在长远来看，它可以挽救美国保健系统在不必要的药物治疗中拯救美国的卫生保健系统，”Jain说。