一种实时跟踪系统，用于监测身体内部的危险细菌

将宠物扫描仪与新的化学示踪剂相结合，可选择地标记特定类型的细菌，约翰霍普金斯研究人员与小鼠报告合作，他们已经设计了一种方法可以在危险的革兰氏阴性细菌的实时感染中检测和监测。这些越来越耐药的细菌负责一系列疾病，包括致命的肺炎和医院内外的各种血液或固体器官感染。

“我们所产生的基本上是一个定位震中的系统感染和provides real-time tracking of bacterial activity, giving us rapid feedback on how the bacteria respond to antibiotics," says principal investigator Sanjay Jain, M.D., an infectious disease specialist at the Johns Hopkins Children's Center and director of the Center for Inflammation Imaging and Research at Johns Hopkins.

在10月22日期刊中描述他们的工作科学翻译医学，该团队表示，成像模型的简单性，速度和准确性可以改变危险细菌感染的诊断，监测和处理的方式。虽然这项工作在小鼠中进行，但研究人员认为，在人类中可能会迅速发生临床应用，因为系统利用已经可用的成像装置 - 宠物扫描和材料。

"Our approach could quickly and reliably detect infections caused by certain Gram-negative organisms and could speed up diagnosis and treatment by eliminating days-long waits for lab test results," says study co-author Edward Weinstein, M.D., Ph.D., an infectious disease specialist at the Johns Hopkins University School of Medicine. "Perhaps more importantly, the technique can give us critical insights into the basic mechanisms of disease and can help us evaluate the effect of drug therapy quickly."

研究人员所说的新技术优于当前的成像工具，因为它选择性地精确靶向靶心的革兰阴性细菌enterobacteriaceae.这包括臭名昭着的毒性细菌，如大肠杆菌那沙门氏菌那Klebsiella.和数十种其他病原体，可在住院人员中特别危险。课堂上的一些细菌，研究团队票据，也可以用作生物武器。

研究人员说，当前的成像工具，如CT，MRI和PET扫描，使用炎症作为替代诊断和监测感染。然而，炎症是身体对感染而不是感染本身的反应，并不特异于细菌，不能区分来自非传染性炎症的真​​正感染，例如癌症引起的炎症。

从现有PET扫描技术的创造性组合出来的新模型 - 一种用于肿瘤成像的复杂3-D可视化系统 - 具有常用于无糖食品的成分，称为山梨糖醇。该模型大写林氏阴性细菌对山梨糖醇的喜爱，它们易于吸收。相比之下，其他类别的细菌和其他微生物，癌症和人体细胞不吸收山梨糖醇。研究人员假设，将已经可用的宠物成像示踪剂转化为无线电标记的山梨糖醇将选择性地标记和升高体内革兰氏阴性细菌的簇。它做了。

当研究人员用革兰氏阴性细菌注射小鼠时大肠杆菌在另一条大腿的大腿和无害的死细菌中，两种注射都产生炎症。但是，只有直播的群集大肠杆菌吸引了无线电示踪剂并点亮了屏幕 - 一个关键特征，让研究人员区分实际细菌感染从非缺浮炎症。当研究人员用克造成的一条大腿注射了大腿时大肠杆菌而另一条大腿与革兰氏阳性细菌金黄色葡萄球菌，无线电示踪剂仅亮起由革兰氏阴性生物体感染的大腿。换句话说，含山梨糖醇的示踪剂在细菌和无菌炎症之间分化，以及由不同类别的细菌引起的感染之间。接下来，研究人员将其修改的示踪剂进行了比较引起脑炎症大肠杆菌来自癌症诱导的脑炎症。示踪剂可靠地亮起，可预测地亮起大肠杆菌大脑中的热点但不是脑肿瘤细胞。

当怀疑严重的耐药性感染时，研究人员解释说，患者经常赋予广谱抗生素，同时等待常见的日子，以确定负责感染的特定生物，并且应该使用哪种药物。广谱抗生素同时对待许多细菌，但近年来，它们的频繁和滥炸液均促进了耐药性，使许多病原体对常见的抗生素不渗透。

“使用广谱抗生素并不像射击炮弹杀死飞行，”学习合作社阿尔瓦罗·曼德（M.D.），小儿科学系列传染性疾病在约翰霍普金斯大学医学院。“虽然这种治疗在患有未知来源的严重感染的患者中临床证明，但促进了细菌抗性，因此患者和临床医生支付的长期价格相当陡峭。”

快速了解哪些生物导致患者的感染，抗生素可以杀死细菌可能会严重降低那个成本，Ordonez增加。这是新成像系统可以发挥关键作用的地方。

在一组单独的实验中，研究人员表明，他们的成像系统迅速捕获了细菌如何实时对药物治疗。针对正确的抗生素，染色细菌产生了明显且逐渐较弱的图像。相比，何时细菌未能响应抗生素，信号的强度仍然像以往一样激烈，包覆治疗失败。在小时内收到这种快速反馈而不是天数可能对治疗决策产生深远的影响。

“早期的细菌药物敏感性鉴定不仅可以通过给予他们正确的抗生素，但在长远来看，它可以挽救美国保健系统在不必要的药物治疗中拯救美国的卫生保健系统，”Jain说。

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