Patogeni mikroorganizmi so mikroorganizmi, ki lahko vdrejo v človeško telo, povzročijo okužbe in celo nalezljive bolezni ali povzročitelji bolezni.Med povzročitelji bolezni so najbolj škodljive bakterije in virusi.

Okužba je eden glavnih vzrokov obolevnosti in smrti ljudi.V zgodnjem 20. stoletju je odkritje protimikrobnih zdravil spremenilo sodobno medicino in ljudem dalo »orožje« za boj proti okužbam ter omogočilo operacije, presaditve organov in zdravljenje raka.Vendar pa obstaja veliko vrst patogenov, ki povzročajo nalezljive bolezni, vključno z virusi, bakterijami, glivami in drugimi mikroorganizmi.Da bi izboljšali diagnostiko in zdravljenje različnih bolezni ter zaščitili zdravje ljudi

Zdravje zahteva natančnejše in hitrejše tehnike kliničnega testiranja.Kakšne so torej tehnologije mikrobiološkega odkrivanja?

01 Tradicionalna metoda odkrivanja

V procesu tradicionalne detekcije patogenih mikroorganizmov jih je večino treba obarvati, kultivirati in na tej podlagi opraviti biološko identifikacijo, tako da je mogoče identificirati različne vrste mikroorganizmov, detekcijska vrednost pa je visoka.Tradicionalne metode odkrivanja vključujejo predvsem mikroskopijo brisa, ločevalno kulturo in biokemično reakcijo ter kulturo tkivnih celic.

1 Mikroskopija brisa

Patogeni mikroorganizmi so majhni in večinoma brezbarvni in prosojni.Ko jih pobarvamo, lahko na njih s pomočjo mikroskopa opazujemo njihovo velikost, obliko, razporeditev itd.Mikroskopska preiskava z neposrednim barvanjem brisa je enostavna in hitra, za zgodnjo preliminarno diagnozo pa je še vedno uporabna pri tistih patogenih mikrobnih okužbah s posebnimi oblikami, kot so gonokokna okužba, Mycobacterium tuberculosis, spirohetalna okužba itd.Metoda direktne fotomikroskopske preiskave je hitrejša in se lahko uporablja za vizualni pregled patogenov s posebnimi obrazci.Ne zahteva posebnih orodij in opreme.Še vedno je zelo pomembno sredstvo za odkrivanje patogenih mikroorganizmov v osnovnih laboratorijih.

2 Ločevalna kultura in biokemijska reakcija

Ločevalno kulturo uporabljamo predvsem takrat, ko obstaja več vrst bakterij in je treba eno izmed njih ločiti.Večinoma se uporablja v izpljunku, blatu, krvi, telesnih tekočinah itd. Ker bakterije rastejo in se razmnožujejo dolgo časa, ta testna metoda zahteva določen čas., In jih ni mogoče obdelati v serijah, zato je medicinsko področje nadaljevalo z raziskavami o tem z uporabo avtomatizirane opreme za usposabljanje in identifikacijo za izboljšanje tradicionalnih metod usposabljanja in izboljšanje natančnosti zaznavanja.

3 Kultura tkivnih celic

Tkivne celice vključujejo predvsem klamidijo, viruse in rikecije.Ker so vrste tkivnih celic pri različnih patogenih različne, je treba po odstranitvi tkiv iz patogenih mikroorganizmov žive celice gojiti s subkulturo.Gojene patogene mikroorganizme cepimo v tkivne celice za gojenje, da čim bolj zmanjšamo celične patološke spremembe.Poleg tega lahko v procesu gojenja tkivnih celic patogene mikroorganizme neposredno cepimo v občutljive živali in nato glede na spremembe v tkivih in organih živali testiramo lastnosti patogenov.

02 Tehnologija genetskega testiranja

Z nenehnim izboljševanjem ravni medicinske tehnologije v svetu lahko razvoj in napredek tehnologije molekularno biološke detekcije, ki lahko učinkovito identificira patogene mikroorganizme, izboljša tudi trenutni status uporabe zunanjih morfoloških in fizioloških značilnosti v tradicionalnem procesu detekcije in lahko uporablja edinstvene gene Zaporedje fragmentov identificira vrste patogenih mikroorganizmov, zato se tehnologija genetskega testiranja pogosto uporablja na področju kliničnega medicinskega testiranja s svojimi edinstvenimi prednostmi.

1 Verižna reakcija s polimerazo (PCR)

Verižna reakcija s polimerazo (Polymerase Chain Reaction, PCR) je tehnika, ki uporablja znane oligonukleotidne začetnike za vodenje in pomnoževanje majhne količine genskega fragmenta, ki ga je treba testirati v neznanem fragmentu in vitro.Ker lahko PCR pomnoži gen, ki ga je treba testirati, je še posebej primeren za zgodnjo diagnozo okužbe s patogeni, če pa primerji niso specifični, lahko povzroči lažno pozitivne rezultate.Tehnologija PCR se je v zadnjih 20 letih hitro razvila, njena zanesljivost pa se je postopoma izboljševala od pomnoževanja genov do kloniranja in transformacije genov ter genetske analize.Ta metoda je tudi glavna metoda odkrivanja novega koronavirusa v tej epidemiji.

Foregene je razvil komplet RT-PCR, ki temelji na tehnologiji Direct PCR, za odkrivanje normalnih genov 2, 3 genov in različic iz Združenega kraljestva, Brazilije, Južne Afrike in Indije, linije B.1.1.7 (UK), linije B.1.351 (ZA), linije B.1.617 (IND) in linije P.1 (BR).

Tehnologija 2 genskih čipov

Tehnologija genskega čipa se nanaša na uporabo tehnologije mikromrež za pritrditev fragmentov DNK z visoko gostoto na trdne površine, kot so membrane in steklene plošče, v določenem vrstnem redu ali razporeditvi s pomočjo hitre robotike ali sinteze in situ.Z DNA sondami, označenimi z izotopi ali fluorescenco, in s pomočjo principa bazno komplementarne hibridizacije je bilo izvedenih veliko število raziskovalnih tehnik, kot sta izražanje genov in spremljanje.Uporaba tehnologije genskega čipa pri diagnostiki patogenih mikroorganizmov lahko bistveno skrajša čas diagnoze.Hkrati lahko tudi odkrije, ali je patogen odporen na zdravila, na katera zdravila je odporen in na katera so občutljiva, da zagotovi reference za klinična zdravila.Vendar so proizvodni stroški te tehnologije razmeroma visoki, zato je treba izboljšati občutljivost zaznavanja čipov.Zato se ta tehnologija še vedno uporablja v laboratorijskih raziskavah in ni bila široko uporabljena v klinični praksi.

3 Tehnologija hibridizacije nukleinskih kislin

Hibridizacija nukleinske kisline je proces, pri katerem se posamezne verige nukleotidov s komplementarnimi zaporedji v patogenih mikroorganizmih zlijejo v celicah in tvorijo heteroduplekse.Dejavnik, ki vodi do hibridizacije, je kemična reakcija med nukleinsko kislino in sondami za identifikacijo patogenih mikroorganizmov.Trenutno tehnike ponovnega križanja nukleinske kisline, ki se uporabljajo za odkrivanje patogenih mikroorganizmov, vključujejo predvsem hibridizacijo nukleinske kisline in situ in hibridizacijo membranskega blota.Hibridizacija nukleinske kisline in situ se nanaša na hibridizacijo nukleinskih kislin v patogenih celicah z označenimi sondami.Membranska blot hibridizacija pomeni, da potem, ko eksperimentator loči nukleinsko kislino patogene celice, jo očisti in združi s trdnim nosilcem ter nato hibridizira z obračunsko sondo.Tehnologija računovodske hibridizacije ima prednosti priročnega in hitrega delovanja ter je primerna za občutljive in namenske patogene mikroorganizme.

03 Serološko testiranje

S serološkim testiranjem lahko hitro prepoznamo patogene mikroorganizme.Osnovno načelo tehnologije serološkega testiranja je odkrivanje patogenov preko znanih patogenih antigenov in protiteles.V primerjavi s tradicionalnim ločevanjem in gojenjem celic so operativni koraki serološkega testiranja preprosti.Običajno uporabljene metode odkrivanja vključujejo test aglutinacije z lateksom in tehnologijo encimskega imunskega testa.Uporaba tehnologije encimsko vezanega imunskega testa lahko močno izboljša občutljivost in specifičnost serološkega testiranja.Ne more samo zaznati antigena v testnem vzorcu, ampak tudi zaznati komponento protiteles.

Septembra 2020 je Ameriško združenje za nalezljive bolezni (IDSA) izdalo smernice za serološko testiranje za diagnozo COVID-19.

04 Imunološko testiranje

Imunološko odkrivanje se imenuje tudi tehnologija imunomagnetnega ločevanja kroglic.Ta tehnologija lahko loči patogene in nepatogene bakterije v patogenih.Osnovno načelo je: uporaba mikrosfer z magnetnimi kroglicami za ločevanje posameznega antigena ali več vrst specifičnih patogenov.Antigeni so sestavljeni skupaj, patogene bakterije pa so ločene od patogenov z reakcijo antigenskega telesa in zunanjega magnetnega polja.

Žariščne točke za odkrivanje patogenov - odkrivanje respiratornih patogenov

Foregeneov “15 komplet za odkrivanje patogenih bakterij v dihalnem sistemu” je v razvoju.Komplet lahko zazna 15 vrst patogenih bakterij v sputumu, ne da bi bilo treba očistiti nukleinsko kislino v sputumu.Z vidika učinkovitosti skrajša prvotnih 3 do 5 dni na 1,5 ure.