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浸大学者全球首创「快速多维抗药分析系统」提供准确快速抗药性和药效分析 减低滥用和错用抗生素


2019-01-25 17:06:56 作者:test 来源: 浏览次数:509

 

任康宁博士

图片展示以水凝胶制造的芯片进行快速药敏测试,新方法可减低抗药性的产生。

水凝胶制造的芯片

香港浸会大学化学系研究团队发明了一个全球首创的「快速多维抗药分析系统」,通过对病人进行致病细菌的抗药性分析,帮助医疗人员更准确地量度抗生素(一种或多种混合)的合适剂量。与现行的药敏测试方法比较,新系统快捷10至20倍、更准确和便宜,并且全自动化,有望实现以精准医疗辅助诊断,大大减低滥用或错用抗生素的机会。团队正准备将该分析系统商品化,让更多人受惠。

 

这项新方法利用水凝胶制造的芯片,以微流体的原理,模拟药物在人体内经过血液运输至感染处,再通过扩散杀死致病细菌的过程。系统使用方法简单——医生只需抽取少量病人体液(血液,痰液等),经移除杂质后,添加至已通入一种或多种抗生素的水凝胶芯片,经过约四小时的培养,即可知晓病人是否需要抗生素治疗,以及抗生素对病人体内致病细菌的效用。由于芯片具多维结构,可以同时注入不同种类和不同份量的物质,例如抗生素,甚至人体血液内能影响细菌生长的养份和抗体等,以模拟多种抗生素组合的治疗过程。通过自动化图像分析细菌微观生长状况,亦可测量不同抗生素及其组合的治疗效果。

 

研究团队由浸大化学系助理教授任康宁博士领导,成员包括博士研究生孙瀚、陈昭颖和胡沖、硕士研究生王一粟、研究助理刘正之和美国史丹福大学临床微生物实验室主任Niaz Banaei教授等。

 

任康宁博士表示,对于疑似细菌感染,现时医生往往凭经验评估病人病情、决定是否使用和使用何种抗生素。如果病人服药后效果不佳再度求医时,医生会根据治疗情况,再评估或转用其他抗生素,或建议病人做药敏测试,但要经过数日得知结果后,才可再处方药物。这个传统流程效率低又费时,更可能因错用、滥用抗生素而促进抗药性的产生。通常为得到更快的治疗效果,医生多选用「广谱抗生素」(即能杀死大部份细菌的抗生素),这一举措可能杀死其他无害细菌并刺激抗药性,长远影响病人健康。

 

任博士说:「我们的新方法通过显微镜下观察分析细菌形态以及数量,仅需四小时便可得到准确的细菌抗药数据,使得治疗流程更快更准确。医生先初步评估病人情况,抽取病人少量体液,以新系统分析,便可根据分析结果,为病人选取最佳药效、最低药敏的抗生素(或多种抗生素组合),以及最适当的用量。这样可获得最佳治疗效果并减缓微生物抗药性的进程。」

 

任博士指出,由于新系统结合了微流体技术,与现有药敏测试的方法比较,不仅准确度更高,且所需样本量大大减少,更重要的是,测试时间大大缩短,并且可模拟多种药物的协同作用以及人体内不同物质的动态变化。系统的高度自动化,可以减少可能的人为操作和观测误差。

 

在引述世界卫生组织的报告时,任博士表示,若人类再不采取合时行动或对策应付抗药性问题,微生物和细菌的抗药性将逐渐加剧,预计于2050年导致约3亿人死亡,并为世界带来严重的经济损失。

 

任博士表示,开发一种新型抗生素除需要投放大量金钱,亦平均需要10至20年时间。现有抗生素开始对部分细菌效用下降甚至失效,因此,是项新方法可减低细菌产生抗药性的速度,阻止「超级细菌」的形成。

 

同时,任博士期望新系统能够用于收集药敏资讯,方便大数据分析,以支援开发新的抗生素。

 

研究成果已分別刊登于国际学术期刊《Lab on a Chip》,《ChemPlusChem》和《Trends in Biotechnology》。