Mikroorganizmy chorobotwórcze to mikroorganizmy, które mogą atakować organizm ludzki, powodować infekcje, a nawet choroby zakaźne lub patogeny.Wśród patogenów najbardziej szkodliwe są bakterie i wirusy.

Zakażenia są jedną z głównych przyczyn zachorowalności i śmierci ludzi.Na początku XX wieku odkrycie leków przeciwdrobnoustrojowych zmieniło współczesną medycynę, dając ludziom „broń” do walki z infekcjami, a także umożliwiając chirurgię, przeszczepy narządów i leczenie raka.Istnieje jednak wiele rodzajów patogenów, które powodują choroby zakaźne, w tym wirusy, bakterie, grzyby i inne mikroorganizmy.W celu poprawy diagnostyki i leczenia różnych chorób oraz ochrony zdrowia ludzi

Zdrowie wymaga dokładniejszych i szybszych technik badań klinicznych.Czym zatem są technologie wykrywania mikrobiologicznego?

01 Tradycyjna metoda wykrywania

W procesie tradycyjnego wykrywania mikroorganizmów chorobotwórczych większość z nich wymaga barwienia, hodowli i na tej podstawie przeprowadzana jest identyfikacja biologiczna, dzięki czemu można zidentyfikować różne rodzaje mikroorganizmów, a wartość wykrywalności jest wysoka.Tradycyjne metody wykrywania obejmują głównie mikroskopię rozmazową, hodowlę separacyjną i reakcję biochemiczną oraz hodowlę komórek tkankowych.

1 Mikroskopia rozmazowa

Mikroorganizmy chorobotwórcze są niewielkich rozmiarów, a większość z nich jest bezbarwna i przezroczysta.Po ich wybarwieniu można je wykorzystać do obserwacji ich wielkości, kształtu, ułożenia itp. za pomocą mikroskopu.Bezpośrednie badanie mikroskopowe z barwieniem rozmazu jest proste i szybkie i nadal ma zastosowanie do patogennych zakażeń bakteryjnych o specjalnych postaciach, takich jak zakażenie gonokokowe, Mycobacterium tuberculosis, zakażenie krętkami itp. w celu wczesnej wstępnej diagnozy.Metoda bezpośredniego badania fotomikroskopowego jest szybsza i może być stosowana do wizualnej oceny patogenów o specjalnych formach.Nie wymaga specjalnych przyrządów i sprzętu.Jest to nadal bardzo ważny sposób wykrywania mikroorganizmów chorobotwórczych w podstawowych laboratoriach.

2 Hodowla separacyjna i reakcja biochemiczna

Hodowlę separacyjną stosuje się głównie wtedy, gdy istnieje wiele rodzajów bakterii i trzeba oddzielić jedną z nich.Jest stosowany głównie w plwocinie, kale, krwi, płynach ustrojowych itp. Ponieważ bakterie rosną i rozmnażają się przez długi czas, ta metoda testowa wymaga pewnej ilości czasu., I nie mogą być przetwarzane partiami, więc medycyna kontynuowała badania nad tym, używając zautomatyzowanego sprzętu szkoleniowego i identyfikacyjnego, aby ulepszyć tradycyjne metody szkoleniowe i poprawić dokładność wykrywania.

3 Hodowla komórek tkankowych

Komórki tkankowe obejmują głównie chlamydie, wirusy i riketsje.Ponieważ typy komórek tkankowych w różnych patogenach są różne, po usunięciu tkanek z patogennych mikroorganizmów żywe komórki muszą być hodowane przez subkulturę.Hodowane mikroorganizmy chorobotwórcze są inokulowane do komórek tkankowych w celu hodowli w celu jak największego ograniczenia zmian patologicznych komórek.Ponadto w procesie hodowli komórek tkankowych patogenne mikroorganizmy mogą być bezpośrednio zaszczepiane wrażliwym zwierzętom, a następnie można badać cechy patogenów zgodnie ze zmianami w tkankach i narządach zwierząt.

02 Technologia testów genetycznych

Wraz z ciągłym podnoszeniem poziomu technologii medycznej na świecie, rozwój i postęp technologii detekcji biologii molekularnej, która może skutecznie identyfikować mikroorganizmy chorobotwórcze, może również poprawić obecny stan stosowania zewnętrznych cech morfologicznych i fizjologicznych w tradycyjnym procesie wykrywania i może wykorzystywać unikalne geny.

1 Reakcja łańcuchowa polimerazy (PCR)

Reakcja łańcuchowa polimerazy (reakcja łańcuchowa polimerazy, PCR) to technika wykorzystująca znane startery oligonukleotydowe do kierowania i amplifikacji niewielkiej ilości fragmentu genu, który ma być testowany w nieznanym fragmencie in vitro.Ponieważ PCR może amplifikować testowany gen, jest szczególnie odpowiedni do wczesnej diagnozy zakażenia patogenem, ale jeśli startery nie są specyficzne, może powodować fałszywe alarmy.Technologia PCR rozwijała się szybko w ciągu ostatnich 20 lat, a jej niezawodność stopniowo poprawiała się od amplifikacji genów do klonowania i transformacji genów oraz analizy genetycznej.Ta metoda jest również główną metodą wykrywania nowego koronawirusa w tej epidemii.

Firma Foregene opracowała zestaw RT-PCR oparty na technologii Direct PCR do wykrywania normalnych 2 genów, 3 genów i wariantów z Wielkiej Brytanii, Brazylii, Republiki Południowej Afryki i Indii, odpowiednio linii B.1.1.7 (Wielka Brytania), linii B.1.351 (ZA), linii B.1.617 (IND) i linii P.1 (BR).

2 Technologia chipów genowych

Technologia chipów genowych odnosi się do wykorzystania technologii mikromacierzy do mocowania fragmentów DNA o dużej gęstości do stałych powierzchni, takich jak membrany i tafle szklane, w określonej kolejności lub układzie, za pomocą szybkiej robotyki lub syntezy in situ.Za pomocą sond DNA znakowanych izotopami lub fluorescencją oraz za pomocą zasady hybrydyzacji komplementarnej zasad przeprowadzono wiele technik badawczych, takich jak ekspresja genów i monitorowanie.Zastosowanie technologii chipów genowych do diagnostyki mikroorganizmów chorobotwórczych może znacznie skrócić czas diagnozy.Jednocześnie może również wykryć, czy patogen ma lekooporność, na które leki są oporne i na które są wrażliwe, aby zapewnić odniesienia do leków klinicznych.Jednak koszt produkcji tej technologii jest stosunkowo wysoki, a czułość wykrywania wiórów wymaga poprawy.Dlatego technologia ta jest nadal wykorzystywana w badaniach laboratoryjnych i nie znalazła szerokiego zastosowania w praktyce klinicznej.

3 Technologia hybrydyzacji kwasów nukleinowych

Hybrydyzacja kwasów nukleinowych to proces, w którym pojedyncze nici nukleotydów o komplementarnych sekwencjach w patogennych mikroorganizmach łączą się w komórkach, tworząc heterodupleksy.Czynnikiem prowadzącym do hybrydyzacji jest reakcja chemiczna między kwasem nukleinowym a sondami w celu identyfikacji mikroorganizmów chorobotwórczych.Obecnie techniki ponownego krzyżowania kwasów nukleinowych stosowane do wykrywania drobnoustrojów chorobotwórczych obejmują głównie hybrydyzację kwasów nukleinowych in situ i hybrydyzację metodą blot membranową.Hybrydyzacja kwasu nukleinowego in situ odnosi się do hybrydyzacji kwasów nukleinowych w komórkach patogenu ze znakowanymi sondami.Hybrydyzacja typu blot oznacza, że ​​po oddzieleniu przez eksperymentatora kwasu nukleinowego komórki patogenu jest on oczyszczany i łączony ze stałym podłożem, a następnie hybrydyzowany z sondą rozliczeniową.Technologia hybrydyzacji rachunkowości ma zalety wygodnej i szybkiej obsługi i jest odpowiednia dla wrażliwych i celowych mikroorganizmów chorobotwórczych.

03 Testy serologiczne

Testy serologiczne mogą szybko zidentyfikować patogenne mikroorganizmy.Podstawową zasadą technologii testów serologicznych jest wykrywanie patogenów za pomocą znanych antygenów i przeciwciał patogenów.W porównaniu z tradycyjnym oddzielaniem i hodowlą komórek etapy operacyjne testów serologicznych są proste.Powszechnie stosowane metody wykrywania obejmują test aglutynacji lateksowej i technologię immunoenzymatyczną.Zastosowanie technologii testów immunoenzymatycznych może znacznie poprawić czułość i swoistość testów serologicznych.Może nie tylko wykryć antygen w próbce testowej, ale także wykryć składnik przeciwciała.

We wrześniu 2020 roku Amerykańskie Towarzystwo Chorób Zakaźnych (IDSA) wydało wytyczne dotyczące testów serologicznych w diagnostyce COVID-19.

04 Badania immunologiczne

Wykrywanie immunologiczne jest również nazywane technologią separacji kulek immunomagnetycznych.Ta technologia może oddzielić patogenne i niepatogenne bakterie w patogenach.Podstawową zasadą jest: użycie mikrokulek magnetycznych do oddzielenia pojedynczego antygenu lub wielu rodzajów określonych patogenów.Antygeny są składane razem, a patogenne bakterie są oddzielane od patogenów poprzez reakcję ciała antygenu i zewnętrznego pola magnetycznego.

Hotspoty wykrywania patogenów — wykrywanie patogenów układu oddechowego

Trwają prace nad „zestawem do wykrywania 15 patogennych bakterii układu oddechowego” firmy Foregene.Zestaw może wykryć 15 rodzajów bakterii chorobotwórczych w plwocinie bez konieczności oczyszczania kwasu nukleinowego w plwocinie.Pod względem wydajności skraca oryginalne 3 do 5 dni do 1,5 godziny.