Microfluidic-Chip-based Loop-Mediated Isothermal Amplification을 통해 하기도 감염을 일으키는 세균성 병원체의 신속한 검출

요약

다양한 박테리아 병원체는 호흡기 감염을 일으킬 수 있으며 정확하게 감지하고 신속하게 치료하지 않으면 심각한 건강 문제를 초래할 수 있습니다. 루프 매개 등온 증폭을 통해 이러한 병원체를 빠르고 정확하게 검출하면 임상 환경에서 호흡기 감염을 효과적으로 관리하고 제어할 수 있습니다.

초록

호흡기 감염(RTI)은 임상 환경에서 가장 흔한 문제 중 하나입니다. 세균성 병원체의 신속하고 정확한 식별은 RTI의 관리 및 치료를 위한 실용적인 지침을 제공할 것입니다. 이 연구는 다중 채널 루프 매개 등온 증폭(LAMP)을 통해 호흡기 감염을 일으키는 세균성 병원체를 신속하게 검출하는 방법을 설명합니다. LAMP는 높은 정확도와 신뢰성으로 박테리아 핵산을 신속하게 검출하는 민감하고 특이적인 진단 도구입니다. 제안된 방법은 시간이 많이 걸리고 종종 낮은 수준의 박테리아 핵산을 검출하기 위해 더 높은 감도를 필요로 하는 기존 박테리아 배양 방법에 비해 상당한 이점을 제공합니다. 이 논문은 K. pneumoniae 감염 및 LAMP를 사용하여 하부 호흡기에서 검체(객담, 기관지 세척액 및 폐포 세척액)를 검출하는 다중 동시 감염의 대표적인 결과를 제시합니다. 요약하면, 다중 채널 LAMP 분석법은 임상 샘플에서 단일 및 다중 세균 병원체를 식별하는 빠르고 효율적인 수단을 제공하며, 이는 세균 병원체의 확산을 방지하고 RTI의 적절한 치료를 지원하는 데 도움이 될 수 있습니다.

서문

세균성 병원체에 의한 호흡기 감염(RTI)은 주로 전 세계적으로 이환율과 사망률에 기여합니다¹. 2-3일 동안 지속되는 발열을 동반하는 상부 또는 하부 호흡기 증상으로 정의됩니다. 상기도 감염이 하기도 감염보다 더 흔하지만, 만성 및 재발성 호흡기 감염도 흔한 임상 상태로서 개인에게 큰 위험을 초래하고 의료 시스템에 상당한 부담을 준다². RTI의 일반적인 세균성 병원체로는 폐렴구균³, 헤모필루스 인플루엔자⁴, 황색포도상구균, 대장균, 폐렴균, 스테노트로포모나스 말토필리아 등이 있습니다. 이러한 병원성 박테리아는 일반적으로 숙주의 비인두와 상부 호흡기의 점막 표면에 서식하여 인후통 및 기관지염과 같은 RTI의 전형적인 증상을 유발합니다. 폐렴은 상부 호흡기에서 하부 호흡기의 무균 영역으로 퍼질 때 폐렴을 일으키며, 호흡기를 통해 사람에서 사람으로 퍼질 수 있다⁵. 심한 경우에는 침습성 세균성 질환, 특히 세균성 폐렴, 뇌수막염 및 패혈증으로 이어질 수 있으며, 이는 전 세계 모든 연령대....

프로토콜

본 연구의 모든 검체는 광동성인민병원 윤리심의위원회(승인번호: KY2023-1114-01)의 평가 및 승인을 받았다. 모든 참가자는 실험 전에 정보에 입각한 동의서에 서명했습니다. 연구에 사용된 시약 및 장비는 재료 표에 나열되어 있습니다. 프로토콜에 사용된 약어는 보충 표 1에 나열되어 있습니다.

1. 하부 호흡기에서 임상 검체 채취

1. 객담 채취
   1. 깨끗한 물로 구강과 치아를 세척하고 해당되는 경우 의치를 제거하십시오. 심한 기침을 하여 심부 호흡기 가래를 가래 용기(최소 0.6mL)에 넣습니다.
   2. 타액이나 콧물로 인한 오염을 피하십시오. 기침이 어려운 경우 45°C에서 100g/L NaCl 용액을 흡입하여 객담을 용이하게 합니다. 검체를 멸균되고 밀봉 가능한 용기에 옮깁니다.
      알림: 가래 샘플은 아침과 항균제를 사용하기 전에 수집해야 합니다.
2. 기관지 세척액(BLF)
   1. 수집기 머리를 콧구멍 또는 기관 절개술 부위(약 30cm 깊이)에서 기관으로 삽입합니다. 식염수 5mL를 주입하고 음압을 설정한 후 수집기 헤드를 회전시킨 후 천천히 빼냅니다.
   ....

토론

호흡기 감염은 병원 관련 감염이 만연하여 환자에게 심각한 결과를 초래하고 사망률을 높인다¹⁶. 잠재적인 병원체를 시기적절하고 정확하게 식별한 후 효과적인 항생제를 투여하는 것이 성공적인 치료와 예후 개선의 핵심이며, 특히 전통 배양 방법에 내재된 한계를 감안할 때^{더욱 그렇다 17}. 이 연구에서는 RTI를 빠르고 정확하게 탐지하기 위해 LAMP 기반 방법을 .......

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
Bath Incubator(MK2000-2)	ALLSHENG		Provide a constant temperature environment
Bronchial lavage fluid collector head	TIANPINGHUACHANG	SEDA 20172081375	Collecting bronchoalveolar lavage fluid
Fiberoptic bronchoscope	OLYMPUS	SEDA 20153062703	A flexible bronchoscope equipped with a fiberoptic light source and camera, to visually examine the airways and structures within the lungs. Assist in collecting bronchoalveolar lavage
HR1500-B2	Haier	SEDA 20183541642	Biosafety cabinet
NAOH	MACKLIN	S817977	Liquefy viscous lower respiratory tract sample
Nucleic acid detection kit for respiratory tract pathogens	Capitalbio Technology	SEDA 20173401346	Testing for bacteria infection
Nucleic acid extraction reagent	Capitalbio Technology	SEDA 20160034	For DNA extraction
RTisochip-W	Capitalbio Technology	SEDA 20193220539	Loop-mediated Isothermal Amplification
THERMO ST16R	Thermo Fisher Scientific	SEDA 20180585	Centrifuge the residual liquid off the wall of the tube.
Vortex mixer VM-5005	JOANLAB		For mixing reagent