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病原微生物侦探:如何通过医学检验发现感染
2024-03-27 21:20:16
作者:李艳涛
作者单位:大同市四医院
病原体侦探通常在微生物学和传染病领域开展工作,他们利用各种医学检验来找出感染背后的罪魁祸首。他们的工具包包括培养技术,通过培养病人的样本来培养细菌或真菌,以便进行鉴定。聚合酶链式反应(PCR)等分子方法可扩增病原体的 DNA 或 RNA,从而提供快速、精确的鉴定。血清学检测可检测血液中的抗体,揭示当前或过去的感染情况。下一代测序等先进方法提供了一种广谱方法,可在一次检测中识别多种病原体。通过这些不同的技术,医疗专业人员可以诊断感染,指导有效的治疗策略,防止疾病传播。这项侦查工作对于管理公共卫生和确保及时干预疾病爆发至关重要。

培养技术

在鉴定传染性病原体的过程中,培养技术是医学实验室的基础支柱,这种方法是将患者的血液、尿液、咽拭子或其他体液样本置于能促进细菌、真菌或病毒生长的培养基上。随着时间的推移,这些微生物会不断繁殖,形成可见的菌落,并可对其进行分离和检查。通过显微镜评估、生化测试和敏感性分析,科学家可以确定病原体的具体类型及其对抗生素的敏感性,这不仅能确认是否存在感染,还能指导临床医生选择最有效的治疗方法。尽管与快速分子方法相比,培养技术的周转时间较长,但它仍然是诊断复杂感染、了解微生物耐药性和定制个性化抗菌疗法所不可或缺的。它们的使用揭示了人类与微生物世界之间错综复杂的关系,为有效的医疗干预提供了至关重要的见解。

分子检测

分子诊断法以病原体的遗传物质为目标,为检测传染病病原体带来了革命性的变化,这种方法主要通过聚合酶链式反应(PCR)及其变体,从生物体中扩增微量的 DNA 或 RNA,使其即使含量极低也能被检测到,这种技术的强大之处在于其特异性和速度;它可以在数小时内高精度地识别病原体,这在管理传染病方面是一个至关重要的优势。除 PCR 外,基于 CRISPR 的诊断和下一代测序等新方法提供了更广泛的功能,可在一次检测中检测多种病原体,并发现可能影响治疗反应的基因突变。分子检测对于诊断流感和 COVID-19 等病毒感染非常重要,快速准确的鉴定可以指导公共卫生应对措施和病人护理。随着技术的进步,分子诊断技术将继续拓展我们检测和了解传染病的能力,为我们提供一个更清晰、更详细的微生物世界。

血清学测试

血清学检测是检测感染的重要工具,其重点在于免疫反应而非病原体本身,这种方法可以检测血液中的抗体或抗原,提供人体对特定微生物的防御证据。抗体检测对确定既往感染或免疫水平尤为重要,因为在感染清除后,抗体通常会在血液中保留很长时间。抗原检测可通过确定病原体的部分结构来显示当前的感染情况。血清学检测,如酶联免疫吸附试验(ELISA)、快速侧流试验和中和试验,可用于诊断和流行病学研究。虽然血清学不能直接检测病原体,但它在了解疾病流行情况、疫苗效力和人群免疫状态方面发挥着至关重要的作用。血清学的应用范围超出了个人诊断,而是为公共卫生战略和控制疾病爆发提供信息,因此血清学检测是抗击传染病武器库中不可或缺的资产。

下一代测序

下一代测序(NGS)是我们检测和鉴定传染性病原体能力的一次飞跃。与针对特定病原体或遗传标记的传统方法不同,NGS 可同时对数百万个 DNA 或 RNA 片段进行测序,从而对样本中的所有遗传物质进行全面分析,这种"元基因组"方法可以在事先不知道病原体存在的情况下识别已知和新型病原体,为诊断异常或复杂感染、追踪疾病爆发和了解样本中微生物多样性提供了强大的工具。NGS 的高通量和高精确度有助于快速鉴定病原体、其基因突变和抗药性模式,为了解感染机制和指导量身定制的治疗策略提供了宝贵的信息。随着成本的降低和可及性的提高,NGS 正日益成为传染病研究和临床诊断不可或缺的一部分,有望开创一个新的精准医学时代,在这个时代,微生物检测和特征描述比以往任何时候都更加详细,信息量更大。

显微镜检查

显微镜检查是检测传染病病原体的一项基本技术,可直接观察微观世界。通过在显微镜下对样本进行染色和观察,临床医生和实验室科学家可以观察到细菌、寄生虫、真菌和某些病毒的形状、大小和排列,从而为确定感染原因提供线索,革兰氏染色法等技术可根据细胞壁特性区分细菌,有助于初步鉴定和选择抗生素。对于寄生虫和真菌,特异性染色可突出诊断的关键特征。虽然较新的分子方法可提供快速、特异的鉴定,但显微镜检查仍可提供快速、经济的初步评估,尤其是在资源有限的环境中。显微镜在鉴定不可培养的病原体或需要长时间培养的病原体方面也发挥着至关重要的作用。尽管诊断技术在不断进步,但显微镜检查能够提供病原体的即时直观证据,这确保了它在传染病诊断和管理中的持续相关性。

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