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ラマン分光技術、3時間内に構成物質に対する耐性を特定

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March, 20, 2018, Jena--多耐性病原菌は増大する危険である。抗生物質の不必要な大量使用が頻繁になると、病原菌は薬剤に無感覚になる。これまで簡単に治った感染症が生命を脅かすことになりかねない。新しい迅速テストが、利用可能な抗生物質が具体的な例で、まだ効果的であることの情報を、わずか3時間で提供するようになる。診断迅速化により、個人化治療が可能になり、生命が救われる。抗生物質耐性拡大阻止要求は、広範な、最後の拠り所としての抗生物質の、経済的で、責任のあるターゲットアプリケーションである。
 ライプチッヒフォトニック技術研究所Technologies (Leibniz-IPHT)、イェーナ大学病院とフリードリッヒシラー大の敗血症コントロールと治療センターの研究チームは、これまで時間がかかった病原診断をより高速に安価に行う代替技術に取り組んでいる。プロジェクトマネージャー、Prof. Ute Neugebauerは、この新しいアプローチの利点を次のように説明している。
 「われわれは、光ベースの分析法とマイクロ流体サンプル処理を統合する。われわれのlab-on-a-chipシステムで、菌種とその耐性を明確に特定することができる、これは3時間とかからない」。
 「感染診断の標準的な技法では、信頼できる結果を得るのに最大72時間必要となる。これは、患者サンプルの病原菌の数が小さすぎてテストが難しいためである。従って、分析は、時間のかかる培養後に初めて可能になる。特に、深刻な感染症、たとえば敗血症の処置中、臨床応用では、時間が非常に重要になる。集中治療の医師は、「広範な抗生物質を闇雲に利用しなければならないことがあまりにも頻繁だ、病原体を分析することも潜在的な耐性を分析することもできないからだ。つまり、大きなハンマーで、小さなナッツを割ろうとしているようなものだ。新たな耐性を生む悪循環だ」とイェーナ大学病院の麻酔、集中治療クリニックディレクター、Prof. Michael Bauerは説明している。
 イェーナの新しい方法は、信頼できる治療決定の基準として、はるかに迅速な診断を下す。Leibniz-IPHTと University Hospital Jenaで働いているUte Neugebauerは、スタンプサイズのチップに固定された微小電極について、「電界が非常に小さな範囲でバクテリアを捉える」と指摘する。研究チームは次に、捉えたバクテリアに、様々な抗生物質を異なる濃度で適用し、ラマン分光計で検査する。「われわれは、レーザ光を病原体に照射し、その散乱スペクトルを評価する」とその方法を説明している。
 Leibniz-IPHTディレクター、 Institute of Physical Chemistry of the Friedrich-Schiller University Jenaの所長、Prof. Jürgen Poppは、「2時間後にわれわれは、ラマンスペクトルにはっきりとした変化を検出できる。これにより、その菌種が抵抗性があるかどうかを導き出すことができる。同時にわれわれは、バクテリアの成長を抑制するために必要な抗生物質の濃度についての情報も得る。これは重要な診断パラメータであり、処置の成功に決定的な影響を及ぼす。この研究成果は、Analytical Chemistryに発表された。
 迅速な光ベースの診断とハイレベルの自動化の組合せは、サンプリングから結果を得るまでの時間を72時間から3.5時間に減らす。「そのような高速手順は、感染病の診断に革命を起こす」とイェーナ大学病院医微生物学研究所長、Prof. Bettina Löfflerはコメントしている。
(詳細は、https://www.leibniz-ipht.de)