细菌快速药敏检测技术研究进展

摘要：传统药敏检测方法存在检测周期长、操作繁琐、结果准确性低等缺点。细菌快速药敏检测技术能在短时间内确定细菌对药物的敏感性，有助于指导临床合理用药，避免抗生素不合理使用。本文综述了近年来细菌药敏快速检测技术的研究进展，分析其原理、优缺点及临床应用现状，并对其发展前景进行展望。

关键词：细菌感染、抗生素耐药性、药敏试验

引言

抗生素的发明和使用为临床细菌感染治疗起到了关键作用，但随着经验用药和抗生素滥用的增加，细菌耐药性问题日益严重。抗生素耐药性已成为全球最紧迫的公共卫生问题之一。快速准确的药敏试验结果对于指导临床细菌感染治疗至关重要。然而，传统药敏试验方法存在检测时间长、操作复杂等问题，无法满足临床需求。因此，开发和优化细菌药敏检测技术成为当前重要的研究方向[1]。

1. 基质辅助激光解吸飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）技术

MALDI-TOF MS是一种“软电离”生物质谱检测技术，通过激光解吸电离生物样本中的分子，并根据离子飞行时间测定其质量，实现快速准确分析。该技术可分析多种细菌生物标记物，完成细菌鉴定[2]。此外，MALDI-TOF MS在鉴定罕见菌和苛养菌方面也展现出卓越性能。然高昂的设备成本、有限的图谱数据库和专业的操作要求限制了应用范围。未来该技术有望克服这些局限，为精准医疗和抗生素耐药性防控做出更大贡献。

2. 表面增强拉曼光谱法（SERS）

SERS是一种基于拉曼散射效应的增强型光谱技术，分为有标记和无标记两种方法。有标记SERS法通过纳米颗粒表面修饰形成标签，产生强烈拉曼信号实现检测[3]。无标记SERS法则通过细菌与基底直接混合获取光谱信息。梁伟伟[4]通过优化银纳米材料基底，将细菌拉曼光谱的检测限低至100 CFU/mL。SERS具有高灵敏度、快速检测、无需或少量标记等优点，但也面临基底制备和检测环境要求等挑战。

3. 微流控技术

微流控技术通过操控微量流体在微米尺度通道内流动和反应，实现精确控制、混合、分离、反应和分析。Kaushik等[5]开发的基于液滴的单细胞16S rRNA测量技术，可在30分钟内实现细菌鉴定和抗菌药物敏感性测试。微流控技术具有超灵敏检测能力和对微量细菌的检测能力，未来有望在细菌检测领域发挥更大作用。

4. 纳米机械传感技术

纳米机械传感技术利用纳米传感器对细菌的物理或化学性质进行检测。基于非特异性DNA修饰的纳米酶传感器阵列，能够准确识别11种常见口腔细菌；翁怡薇[6]利用核壳结构的磁富集SERS纳米传感器，成功区分食品中的多种细菌。该技术可在短时间内对未经培养的细菌进行直接检测，但也面临高成本、技术复杂和特异性不足等挑战。

5. 智能手机可视化检测

智能手机凭借其数据采集、处理、传输等优势，在检测分析领域发挥重要作用。王春鑫等[7]开发的基于比色分析系统的细菌快速定量检测方法，利用智能手机实现细菌的定量检测。该技术具有便捷、低成本、高灵敏度等优点，但检测精度和准确性仍需提升。

6. 总结与展望

细菌快速药敏检测技术在过去几十年中取得了显著进展，从传统表型方法到新型质谱、光谱技术，为临床提供了多样选择。然而每种技术都有优缺点，需根据实际情况选择合适方法。随着技术发展，细菌快速药敏检测技术将更好地服务于临床，控制细菌耐药性，提高抗菌治疗效果。发展方向包括：优化检测技术、结合多种技术手段、利用人工智能辅助数据分析、发展个性化医疗与精准检测、开发具有治疗功能的检测试剂或设备等。持续的研究和创新是推动技术发展的关键，期待更多先进技术在临床中广泛应用。

参考文献

[1]贾亦琛，宋婷婷.基于微流控技术的细菌快速检测技术研究[J].智慧健康，2021，7（06）：36-38.

[2]Laure F. Marvin， Matthew A. Roberts， Laurent B. Fay. Matrix-Assisted LaserDesorption/Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometry in Clinical Chemistry [J]. Clin.Chim.Acta.，2003，337（1-2）：11-21

[3]R. Guo， J.R. Wang， W.S. Zhao， et al. A novel strategy for specific sensing and inactivation of constructing a targeted sandwich-type biosensor with multiple sers hotspots to enhance sers detection sensitivity and near-infrared light-triggered photothermal sterilization performance [J]. Talanta， 2024， 269： 125466.

[4]梁伟伟.标记和无标记SERS技术用于细菌的甄别，分选和定量检测[D].武汉大学[2024-10-28].

[5]Kaushik AM， Hsieh K， Mach KE， Lewis S， Puleo CM， Carroll KC， Liao JC， Wang TH. Droplet-Based Single-Cell Measurements of 16S rRNA Enable Integrated Bacteria Identification and Pheno-Molecular Antimicrobial Susceptibility Testing from Clinical Samples in 30 min. Adv Sci （Weinh）. 2021 Feb 1;8（6）：2003419. doi： 10.1002/advs.202003419. PMID： 33747737; PMCID： PMC7967084.

[6][6翁怡薇.基于多功能集成纳米传感器的食品细菌SERS快速检测研究[D].重庆工商大学，2022.

[7]王春鑫，邓荣，牛晓峰，等.基于智能手机比色分析系统的细菌快速定量检测[J].分析化学， 2023（8）：1302-1312.

作者简介：

石雅琴，女，2004年生人，内蒙古巴彦淖尔人，山东协和学院医学院医学检验技术专业本科在读

周凡骄，女，2003年生人，重庆万州人，山东协和学院医学院医学检验技术专业本科在读

张兆楠，男，2005年生人，河北唐山人，山东协和学院医学院医学检验技术专业本科在读

尚尔颉，男，2005年生人，内蒙古包头人，学生，山东协和学院医学院，医学检验技术本科在读

通讯作者：赵玲潇，女，1988年生人，山东滨州人，讲师，山东协和学院医学院，研究方向：医学检验

霍雨艳，女，1986年生人，山东济宁人，讲师，山东协和学院医学院，研究方向：医学检验

山东省高等学校国家级大学生创新创业训练计划项目《抗菌有“方”—细菌感染抗生素用药一站式自动化检测方案》项目编号：S202413324021