每年，超過(guò)170萬(wàn)美國(guó)人患有敗血癥，其中超過(guò)27萬(wàn)人死于敗血癥。這種情況很少有治療策略。這種情況發(fā)生在身體對(duì)細(xì)菌或病毒感染反應(yīng)極端時(shí)，會(huì)引起連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致器官衰竭甚至死亡。
這是薩瓦斯泰幾年前發(fā)現(xiàn)的，當(dāng)時(shí)他的母親死于敗血癥。芝加哥大學(xué)普利茲克分子工程學(xué)院(PME)的分子工程副教授Tay說(shuō)：“我了解到他們無(wú)法真正監(jiān)測(cè)和診斷這些患者?！薄翱紤]到我們擁有的高質(zhì)量設(shè)施、醫(yī)生和療法，其中很大一部分最終會(huì)死亡，這是不可接受的。我對(duì)這種情況非常惱火?！?
因此，泰開(kāi)始著手做一些事情?，F(xiàn)在，他和他的合作者開(kāi)發(fā)了一種新的極其靈敏的方法，可以量化敗血癥患者體內(nèi)細(xì)菌、抗生素抗性基因和免疫分子的水平，其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前的方案。
通過(guò)不定期部署這些測(cè)試，研究人員還發(fā)現(xiàn)，重要的不是這些標(biāo)記的絕對(duì)水平，而是水平的變化。通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)，他們可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)哪些敗血癥患者會(huì)很快康復(fù)、以后康復(fù)，或者最終屈服于這種情況。這些信息最終可以幫助醫(yī)生以更個(gè)性化的方式診斷和治療患者。
烏切卡戈醫(yī)學(xué)教授、肺和重癥醫(yī)學(xué)負(fù)責(zé)人、該研究的合著者Gokhan Mutlu說(shuō)：“我們的發(fā)現(xiàn)為膿毒癥的診斷提供了一種新的方法，有可能盡早發(fā)現(xiàn)病原體。”“這將使我們能夠在獲得培養(yǎng)結(jié)果之前更早地使用適當(dāng)?shù)目股?，并最大限度地減少治療感染所需的抗生素的使用。通過(guò)結(jié)合病原體相關(guān)和宿主反應(yīng)數(shù)據(jù)，我們可以預(yù)測(cè)患者膿毒癥的預(yù)后?！?
研究結(jié)果發(fā)表在5月25日的《自然通訊》雜志上。
了解如何治療敗血癥。
因?yàn)閿⊙Y通常是由微生物感染引起的，所以最初通常使用抗生素來(lái)治療這種疾病。治療必須迅速進(jìn)行——抗生素正確使用的任何延誤都會(huì)增加死亡的機(jī)會(huì)。然而，醫(yī)生經(jīng)常不確定是哪種細(xì)菌引起的感染，可能需要幾天時(shí)間培養(yǎng)才能找到細(xì)菌。
即使醫(yī)生可以直接治療感染，這種情況也會(huì)導(dǎo)致免疫反應(yīng)被夸大。通過(guò)攻擊病原體，免疫系統(tǒng)可以釋放太多被稱為細(xì)胞因子的免疫系統(tǒng)蛋白質(zhì)，最終會(huì)淹沒(méi)人體，殺死患者。消炎藥可以幫助治療這種疾病，但通常醫(yī)生不知道這種“細(xì)胞因子風(fēng)暴”什么時(shí)候會(huì)發(fā)生，直到為時(shí)已晚。
泰伊說(shuō)：“免疫系統(tǒng)有一個(gè)油門(mén)和一個(gè)剎車(chē)?！薄澳阈枰?dú)怏w來(lái)殺死病原體，但你需要?jiǎng)x車(chē)，這樣才能避免過(guò)度炎癥和對(duì)患者的傷害。在所有這些情況下，時(shí)間是最重要的。我們想知道能否監(jiān)測(cè)醫(yī)院的細(xì)菌負(fù)荷和細(xì)胞因子。同時(shí)，監(jiān)測(cè)他們的變化，以更好地指導(dǎo)誰(shuí)應(yīng)該接受某些治療。”
創(chuàng)建一個(gè)極其敏感的測(cè)試。
Tay是單細(xì)胞分析和微流技術(shù)專家。他和他的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種數(shù)字聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)測(cè)試，該測(cè)試使用數(shù)字鄰近訴訟分析來(lái)量化血液中某些基因和蛋白質(zhì)的水平。
具體來(lái)說(shuō)，這種檢測(cè)使用血液樣本來(lái)檢測(cè)革蘭氏陰性(GN)和革蘭氏陽(yáng)性(GP)細(xì)菌的DNA，這種細(xì)菌在許多敗血癥患者中非常豐富。它還測(cè)試白細(xì)胞介素-6和腫瘤壞死因子蛋白的水平，這是免疫系統(tǒng)釋放的細(xì)胞因子，用于攻擊病原體。此外，它還檢測(cè)到blaTEM基因，這表明抗生素耐藥性。
這項(xiàng)測(cè)試非常敏感——它可以量化這些分子濃度的微小變化——并在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)提供結(jié)果。泰與芝加哥大學(xué)的一名肺外科醫(yī)生合作，檢測(cè)敗血癥患者的樣本。
研究人員連續(xù)兩天每天從32名患者身上采集樣本，測(cè)試他們的細(xì)菌和蛋白質(zhì)水平。他們發(fā)現(xiàn)，隨著時(shí)間的推移，存活患者的細(xì)菌水平會(huì)下降。
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