[发明专利]使用光介电泳力鉴别微生物特征异质性的方法

说明书

一种使用光介电泳力鉴别微生物特征异质性的方法，先取得一定量的微生物样品溶液进行前处理步骤，经挑选条件处理后的待测微生物样品溶液可能发生导电性、电偶极距诱导性等电特性差异，将待测微生物样品溶液放置于晶片本体上后，透过操作光源投影装置，藉由光介电泳力原理产生作用力与待测微生物样品溶液的流动方向相反，做出微生物特征异质性的鉴别，藉此达到临床微生物检验实务上对于正确性及检验时效快的双重要求。

技术领域

本发明为鉴别微生物特征异质性的方法，尤指一种使用光介电泳力鉴别微生物特征异质性的方法，藉此提供方便、快速检验临床微生物检体中存在的异质特性，并提出更正确的检验报告，提高感染治疗的便利性、经济性及正确性。

背景技术

精准医学能提供改善疾病预后的机会。精准医学除了引领了更好、更个人化的癌症医学外，精准医学的概念在传染病领域的应用也日趋重要。传染病的关键预后因素是使用正确的抗生素，治疗特定的病原体。然而，在目前的临床实务当中，微生物检验室所操作的抗生素敏感试验，并无法精确地报告，造成临床照护人员仍无法使用最正确的抗生素治疗感染症。当前临床微生物检验的所以无法提供精确抗生素敏感试验的原因，在于样本中其实存在着一定的微生物异质性：虽然检体中的微生物可能皆属于同一菌种，然而在微生物个体间却在基因、基因表现、蛋白表现、代谢上存在着差异。这样的差异，说明着同一菌种的微生物中，其实存在着不同抗药能力、不同毒性、不同致病能力的亚群体。这样微生物亚群体间的特征差异通常很细微，无法使用当前临床微生物检验方法鉴定出来，进而导致临床照护端难以精确施用正确的抗生素。

目前，在几种不同重要的临床细菌物种中，皆发现了微生物的异质性，包括：大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、草绿色链球菌和结核分枝杆菌。对抗生素具有较高抗性的异质亚族群体，可以在常规的抗生素处理下存活。接着，异质亚族群可以通过抗生素的选择，发展成更大的群体。因而，具有高抗生素抗性的异质菌株正在不断增长，并对全球医疗保健系统提出了严峻挑战。根据中国台湾的一项多中心监测研究，异质性万古霉素中度敏感金黄色葡萄球菌(hVISA)的流行率从0.7％(2003年)增加到10.0％(2013年)。单一样品、检体中微生物存在抗药异质性的问题，已经是未来临床照护中无可避免要面对的重要议题。

存在抗药异质性病原体的感染，会造成更高的治疗失败率和死亡率。治疗抗药异质性病原体感染的失败，可归因于大多数临床微生物检验室中的抗生素敏感性试验(antibiotics susceptibility test,AST)，并无法检测单一样品、检体中微生物存在抗药异质性的情况。抗生素敏感性试验，是引导临床照护医师开立正确、合适抗生素的重要依据。然而，通过目前常规的抗生素敏感性试验，并无法检测到样品中微生物存在抗药的异质性，因为具抗药异质性的菌株亚族群，可能只占全部菌株数目的一小部分(≤10-5至10-6)。当前临床微生物检验，主要是依据微生物跟特定药物共同培养后的表型来做出检验结果。这样的表型结果是巨观下的观察结果，因此无法检测到存在于微生物族群中可能相当微量的异质性。目前，在微生物异质性研究领域，已有数种可应用的检测方法，包括：流式细胞仪(flow cytometry)、脑心浸液筛选琼脂平板(brain heart infusion screening agarplates)和曲线下的种群分析曲线区域(population analysis profile–area under thecurve)。新一代测序(next generation sequencing)亦可以检测细菌分离物中的次要亚群。然而，这些方法通常具有些共同的缺点而无法广泛应用于临床检验上，包括：劳动密集、耗时、价钱昂贵，这可能妨碍它们在临床实践中检测异质亚群的广泛应用。

目前习知技术问题如下所述：

1、在治疗感染症的临床实务上，缺乏可用的技术，能够系统性、方便且经济实惠地检测出微生物特性的异质性，除了需要高度依赖操作人员技术的外，检测微生物特性的异质性价格高，以现有技术，需耗费较大量的人力、技术经验、金钱，检验整体的耗用过大，目前仅能实验研究，不适合用于临床微生物检验中。