近日，哥伦比亚大学(Columbia University)梅尔曼公共卫生学院的感染与免疫中心(CII)的科学家们开发出一种名为BacCapSeq的医学诊断平台。它是世界上首个可以同时筛查所有已知的人类致病菌，及其毒性和抗生素耐药性标志物的诊断平台。关于此平台性能的详细信息刊登在《mBio》期刊上。

根据世界经济论坛的估计，抗生素耐药性感染每年在美国造成约10万人死亡，全球死亡人数更是高达70万人，其中发展中国家负担最重。而根据美国疾病控制和预防中心的数据，抗生素耐药性在美国每年造成200-350亿美元的直接损失，另外还有350亿美元的生产力损失。如果不采取有效的措施来限制抗生素耐药性的进一步增长，那么这一挑战还将继续增加。

“一旦被批准用于临床，BacCapSeq将成为医生的一种强大工具，可以快速且准确地筛查所有已知的致病菌，包括引起败血症的细菌——败血症是美国第三大致死原因，”论文第一作者，CII博士后研究员Orchid M. Allicock博士说：“这个平台比传统方法的灵敏度高1000倍，其准确性与一次只筛查一种细菌的专门测试水平相当。”

败血症是由血液感染引起的全身性炎症的严重疾病，可能危及生命。如果能鉴别引起败血症的原因，就能给治疗方案提供极为宝贵的信息。目前，用于检测败血症的常用方法比较耗时，可能需要三天，而获得有关抗生素耐药性的信息则需要更长时间。在等待检测结果时，医生通常会给患者使用广谱抗生素来控制病情，但这种做法会促进抗生素耐药性菌株的增长。因此，如果有测试方法能迅速提供菌株耐药性的信息，将能给患者带来更好的治疗效果，并且不会助长抗生素耐药性菌株的发展。目前，BacCapSeq可在70小时内提供有关耐药性的信息，但研究人员相信，随着计算能力的提高，该平台将变得更快，更迅速地提供测试结果。

BacCapSeq含有420万个遗传探针，每个探针都能结合特异的序列，用于检测所有307种致病菌的特征DNA，以及抗生素耐药性和毒性的生物标志物。当样品中存在某些特定细菌和生物标志物时，一种磁力反应能“拉出”并鉴定其独特序列。相比之下，迄今为止最先进的PCR系统最多也只能筛查19种致病菌，而且没有一种方法能够评估毒性和抗生素耐药性。

▲BacCapSeq团队成员，从左到右：W. Ian Lipkin博士，Adam Price博士, Lokendra Chauhan先生, Thomas Briese博士, 郭诚博士, Orchid Allicock博士(图片来源：参考资料[1])

在这项研究中，研究人员进行了几项试验来评估BacCapSeq的表现，他们测试了多种样品，包括含有几种不同细菌DNA的血液，含有细菌细胞的血液，血液培养样本以及患有不明原因败血症的患者的血液样本。在每种情况下，BacCapSeq平台的性能都超过了传统测试方法，有时还能检测到其他检测方法所遗漏的感染。在一个案例中，该平台发现了阴道加德纳菌(Gardnerella vaginalis)是导致一位艾滋病患者出现败血症的原因。阴道加德纳菌极少与重大疾病相关，如果不是BacCapSeq平台的全面筛查，很容易被遗漏。

“了解与微生物相关的信息必须成为精准医学的一个组成部分，”CII主任，哥伦比亚大学公共卫生部流行病学教授W. Ian Lipkin医学博士说：“能准确且尽早鉴别和诊断传染病，并了解药物敏感性的概况，将能够降低死亡率、发病率和医疗保健费用。”