[发明专利]体液中微生物的快速识别

说明书

相关申请

本申请要求美国临时专利申请61/482,773和61/596,838的权益。

技术领域

本公开总地涉及医学领域，尤其涉及可以识别特定阈值浓度以上的细菌类型的设备。

背景技术

当患者被允许进入医院或医院的特定病房（例如ICU（重症监护病房））时，他们通常要通过血液、尿液、皮肤和唾液来测试他们的系统中引起感染的微生物的存在。根据医院协议，该筛选测试在进入医院的各个区域时完成或者针对包括发烧、增多的白细胞数、变色的唾液、含脓的唾液、减少的氧化作用、模糊的胸部X射线等的感染的临床体征来完成。

目前，唾液样本经由支气管镜检查法、非支气管镜支气管肺泡灌洗术（BAL）、闭合的抽吸导管、打开的抽吸导管或如图1所示的另一采集装置16获得，或者从吐出样本获得。样本之后被容纳在容器10中，容器10通常经由柔性管连接件12、14或其他部件连接至装置16。当前的容器易于泄漏或溢出，需要医护人员的关注，因为确切的微生物存在是未知的。管从当前容器的断开也有可能引起泄漏。

容纳样本的容器被运输至临床微生物实验室来用于微生物检测和分析。容器通常在气动管道系统中从ICU运输至实验室。有时产生的问题是样本在被运输时可能在气动管中溢出或泄漏。这可能弄脏气动系统、损害所运输的其他样本的完整性、并需要对患者再次采样，还具有伴随的风险。

当临床医生等待微生物数据返回并且患者正显示出感染的临床体征时，通常的做法是给予患者3-5种广谱抗生素以控制可能引起感染的所有可能的微生物。这些抗生素对患者具有毒副作用。例如，一些抗生素可能对肾脏功能有害。过度使用不必要的抗生素可能导致“超级细菌”和抗生素耐药性，这在医疗保健中是公知的问题。使用这些潜在不必要的抗生素还引起医院的较大成本。临床医生还可能隔离被怀疑具有耐药性或高传染性微生物（例如，MRSA或TB）的患者。当然，还会存在隔离被怀疑携带有关微生物的患者的相关费用。

医生接收到的第一轮微生物数据被称为革兰氏染色。革兰氏染色识别细菌生物是革兰氏阴性还是革兰氏阳性以及细菌的形态（即，球菌、杆菌等）。这使得临床医生移除影响患者未感染的微生物类别的抗生素。革兰氏染色测试耗费约1小时，但连同样本的运输时间和通常的实验室测试积压，大多数ICU临床医生在12-24小时内接收到革兰氏染色结果。在该时间期间，如上所述患者被置于3-5种广谱抗生素下，直到临床医生查看革兰氏染色结果并移除1-3种不必要的广谱抗生素。

许多研究已经测试了标准革兰氏染色的特异性和敏感性，一般的共识是革兰氏染色是约80%敏感的并且80%特异的。革兰氏染色是主观测试，因为实验室技术员在显微镜下观察样本来识别细菌细胞中染色的颜色和位置，并且测试结果可能是革兰氏染色不定的，这意味着技术员可能识别不出细菌革兰氏类别。还存在几个步骤来完成革兰氏染色，包括化学洗涤和染色，这取决于用户。如果这些步骤没有很好地进行，测试可能是不准确的。革兰氏染色法一般包括以下步骤：1）将具有细菌涂片的载玻片放在染色架上，2）利用结晶紫对载玻片染色1-2分钟，3）倒出染色剂，4）利用革兰氏碘液浸泡载玻片1-2分钟，5）倒出碘液，6）通过利用丙酮简单冲洗载玻片来脱色（2-3秒），7）用水充分冲洗载玻片来移除丙酮——不要拖延这一步，8）利用番红复染剂浸泡载玻片2分钟，9）用水冲洗，10）吸干多余的水并用手在（本生）火焰上烤干。

医生所接收到的第二轮微生物数据被称为微生物特异性。这些结果通常在24-48小时内获得并需要在琼脂平板上培养微生物。微生物特异性识别引起感染的确切微生物并以定量或半定量方式识别该微生物的浓度。这些结果允许临床医生将广谱抗生素改变为针对引起干扰的特定微生物的抗生素。临床医生还可以等待在患者正在好转的情况下改变抗生素或者直到获得进一步的结果。

医生所接收到的第三轮微生物数据被称为微生物敏感性。这些结果在48-72小时内获得并需要针对已知的抗生素测试所培养的样本以确定微生物的耐药特征。一旦已经知道微生物对于哪种抗生素敏感或者哪种抗生素会杀死该微生物，则临床医生可以改变为一种或至少较少的针对性抗生素来治疗感染。

由此，本领域需要一种设备，该设备容纳所采集的样本，并由按需测试系统分析样本的一部分，该系统足够容易地在床边工作以实时地给与医生关于患者情况的信息。这将减少医生接收测试结果所花费的时间并作出更好的抗生素处方选择，这在开始适当治疗时对患者产生减小的抗生素耐药性、减小的毒性，改进了患者结果并节省了时间。

发明内容