全基因组测序方法可以速度进行个性化耐药性感染治疗方法

Johns Hopkins Medical的研究人员表示，他们已添加到证据表明，快速抗性基因测序技术可以准确地加速鉴定患病和杀死一些患者的特异性抗生素的细菌菌株。关于概念研究证明的报告，在2019年1月发表的问题抗微生物剂和化疗，建议该技术有可能加快“个性化”的抗生素选择危重病患者的需求。

“延迟有效的抗生素治疗耐药性感染increase the risk of poor outcomes," says Pranita Tamma, M.D., M.H.S., associate professor of pediatrics at Johns Hopkins Children's Center and one of the study authors. "The current standard process of identifying appropriate treatment options for highly drug-resistant bacteria can take up to 96 hours from the time the lab receives samples, but our findings suggest that with the use of a rapid whole genome sequencing method, we might reduce that time to about one day less," Tamma adds.

泰马指出耐药细菌感染由于抗生素药物过度使用以及细菌可以从其他细菌菌株或物种中的易用性，特别是在不同菌株可能混合的医院环境中，易于抗生素药物，并且部分易于上升。开发新的努力抗生素正在进行中，但数量有限，Tamma说。

美国疾病控制和预防中心估计，每年至少有200万人发展抗生素抗性感染，至少23,000人死于它们。目前，典型的实验室测试识别特异性细菌菌株需要24小时以生长从患者采样的微生物培养，加上另外24至48小时，以确定哪种常用的抗生素会有效。对于对多种药物的细菌来说，进一步的试验可能需要另外24至48小时以确定最后手段的抗生素可以消除感染。

多年来，科学家能够筛选细菌基因组，用于抗生素的抗生素，艰苦和持续的过程，直到最近能够在小时内排序和分析细菌基因组的新技术出现。这些技术还提供了快速的方法来确定病原体含有的抗性基因。

In their study designed to test the proof of concept of such methods, Tamma and Patricia J. Simner, Ph.D., D.(A.B.M.M.), the senior author of the study and an associate professor of pathology and medical microbiology at the John Hopkins University School of Medicine, used a nanopore DNA sequencer—a newer type of technology that gives results much faster than other DNA sequencing tools as it measures an electrical signal when a string of DNA moves through a tiny pore (i.e., nanopore). The电信号实时监测，允许在分钟内分析测序结果。其他测序仪在结果分析之前至少需要24小时。

研究人员使用这种新的测序器在几个克雷伯菌菌株中发现了抗生素耐药性基因。克雷伯菌可能无害地存在于人类肠道，但如果它们进入血液、尿路或肺部，就会导致严重的感染。虽然所有典型的肺炎克雷伯菌菌株都可以用头孢曲松等常见抗生素治疗，但那些具有获得性抗生素耐药性基因的菌株可能会变得危险和致命。最危险的人群是住院治疗的，反复接触抗生素的，或者来自世界上抗生素耐药率高的地区。

该团队收集了从约翰霍金斯医院住院治疗的40名成年患者的临床样本，从而提取细菌DNA，并通过纳米孔序列仪运行DNA。研究人员使用了两个不同的方法发现抗生素抗性基因。一种实时分析方法，使研究人员梳理已经测序的基因组部分，而仍在读取DNA的其余部分，揭示八小时内的抗性基因。基于组装的方法花了14个小时，但被证明更准确，更容易出错。实时方法在77％的病例中正确鉴定K.肺炎肺基因和突变，其组合为92％。

“虽然我们仍然需要等待24小时让文化成长，但我们能够在与我们目前的护理标准相比，减少至少20小时将有效的抗生素治疗识别至少20小时，”Simner说。该团队还认为，样品制备的进一步自动化可以减少等待最佳疗法。

Tamma和Simner小心他们的研究并不意味着该技术已准备好用于临床使用，或者它将证明昂贵或成本效益。

这项研究受限于样本量小和只有一种细菌有机体。还需要进一步的研究来测试新的测序器在其他细菌上的价值，所应用的方法仍需要改进，使其易于在临床环境中使用。

泰姆表示，他们的发现是对精确度或个性化的药物的承诺的逻辑外生长，它使用遗传特异性来指导感染患者，癌症，心脏病和其他疾病的治疗。

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