新工具可能允许医生“看到”在体内的细菌感染

旧金山加州大学的科学家开发了一种成像工具,将很快允许医生定位和可视化体内细菌感染和炎症,排除其他常见的原因,如自身免疫反应。

2017年8月11日科学报告,加州大学旧金山分校的研究小组报告说,扫描成像技术称为宠物(正电子发射断层扫描)有效地检测感染小鼠造成的两大类细菌革兰氏阴性和革兰氏阳性,不生成一个信号从其他炎症的原因。

新工作使用D-methionine,一种氨基酸由革兰氏阴性,易被人体吸收革兰氏阳性细菌,一个弱放射性原子化学连接。如果D-methionine-based PET成像被批准用于人类,它会让医生面临挑战性的诊断更快的发现和治疗感染。该方法也可以给医生开出抗生素处方时,更大的确定性,如果过度使用,可促进耐药菌株。

“我们这些场景,”迈克尔说Ohliger,医学博士,博士,放射学助理教授在加州大学旧金山分校生物医学成像和论文的资深作者之一。慢性疼痛的病人会抱怨——在一个新的植入物,或最近的手术切口,很难判断该地区是感染,或仅仅是手术后发炎,他解释说。

“目前,我们知道这是一个感染根据其他信息和猜测。但这将允许我们停止猜测和肯定,“Ohliger说。

合作建立了一个更好的PET显像剂

执行PET成像,医生给病人注射小剂量的放射性示踪剂,绑定到特定的蛋白质或积聚在肿瘤,炎症区域,和其他问题点。最常用的示踪剂,富硫分子称为壁,积累在感染地区,但也遵循无菌炎症网站和肿瘤的免疫细胞。和治疗无菌炎症——通常是某种形式的免疫抑制剂——医生想的最后一件事是患者感染。

其他示踪剂,如放射性标记的抗体连接到特定的细菌,很容易错过许多传染性病毒,也可以发出更强的信号从死亡的细菌——经常有破裂和泄漏其内容——比从完好无损,住的。

一起寻找一个更好的放射性示踪剂带来Ohliger的加州大学旧金山分校研究人员大卫·威尔逊,医学博士,博士和奥伦罗森博格,医学博士,博士论文的其他高级作者。罗森博格,医学助理教授,研究和治疗传染病,所以他一直希望到一个更好的成像工具。威尔逊,放射学副教授,在合成和测试新的成像实验室经验丰富的化学物质。“这是一个很好的例子,来自不同领域的人结合他们的专业技能,”罗森博格说。

理想的分子只会检测活细菌,而不是绑定到不加选择地活的还是死的细胞;在增长中发挥更加积极的作用。它无法物质被人体细胞,因为体内每一个细胞会“点亮”PET扫描。

分子纳入细菌细胞壁

一组分子的分子酸,细菌从他们的环境建设保护细胞壁。这些分子是镜子图片所有生物的l -氨基酸,用于构建蛋白质。但人类细胞小得多的使用D不同,所以他们的团队推断分子放射性标记的酸会瞄准细菌。

团队在D-methionine定居,一个小的组件细菌细胞壁放射性标记的时,他们发现了一个强烈的信号。探针D-methionine的功能,研究人员注射传染性细菌——革兰氏阴性金黄色葡萄球菌(金黄色葡萄球菌)和革兰氏阳性大肠杆菌——老鼠。当他们后来注入D-methionine分子标记与一个放射性原子Carbon-11到老鼠,PET扫描显示,放射性示踪剂在两种注射部位积累。

“许多放射性示踪剂可以检测感染革兰氏阴性,但是很多我们关心的是革兰氏阳性的感染,这是巨大的,”威尔逊说。

更重要的是,成像不检测注射死亡细菌,显示诊断工具只有拿起积极的感染。

放射性示踪剂应该很快适应

与其他实验放射性示踪剂”,放射性标记的D-methionine完全是微不足道的,”威尔逊说。“有自动化设备在许多医疗中心L-methionine,”并使D-methionine只需要从一个稍微不同的分子。

的团队因此希望快速翻译D-methionine人类患者的诊断结果。“我不预测老鼠和人类之间的任何差异,示踪剂以来只有目标细菌,”哈维尔Villanueva-Meyer说,医学博士,临床放射学助理教授弗吉尼亚大学,谁做宠物作为博士后在威尔逊的实验室实验。

如果得到批准,成像可以间接地帮助对抗抗生素耐药性。“如果医生不知道他们是否正在处理一个感染或炎症的问题,他们可能会开抗生素广谱抗生素,导致抗生素耐药性,”基尔Neumann说,博士,生物医学和放射学助理教授弗吉尼亚大学和其他论文的主要作者。“通过这种方法,临床医生明确诊断。”

此外,扫描治疗期间是否有感染反应可以帮助医生避免用抗生素治疗感染那些感染已经耐药。“你会看到你是否立即得到响应,”罗森博格说。

如果感染没有响应,医生会改变治疗。和治疗感染后会很快打败了。“这是精密医学的缩影,”纽曼说。

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