3小时内以99%准确率查明感染致病菌……UNIST成功研发
Kim Hajin·Kwon Taejun·Kang Jooheon教授团队利用2个PNA分子开发FISH诊断技术
以99％准确度鉴别大肠杆菌、铜绿假单胞菌等…论文发表于《Biosens. Bioelectron.》
能够在3小时内以接近100%的准确度判读出感染致病菌的诊断技术已经被开发出来。
相比细菌培养或聚合酶链式反应分析，这一技术速度更快、准确度更高，有望降低败血症等对抗生素给药黄金时间要求极高疾病的病死率。
蔚山科学技术院（UNIST）生物医学工程系Kim Hajin·Kwon Taejun·Kang Jooheon教授团队于12日表示，他们开发出一种利用人工设计分子PNA作为探针的荧光原位杂交（FISH）诊断技术。
FISH技术是一种诊断技术，其原理是读取探针分子与细菌特定基因序列结合时所产生的荧光信号。
此次开发的FISH技术采用同时使用两个PNA分子的方式。研究团队分析了2万种细菌基因组序列，设计出只会结合到特定种类核糖体RNA上的PNA序列。与常规的DNA探针相比，PNA对序列不匹配更为敏感，且穿透细菌细胞壁的性能也更出色。
此外，只有当两个PNA都附着在靶标位点时才会产生信号，因此可以大幅减少探针分子错误识别结合位点而引发的“串扰”（crosstalk）。通过这一方式，不仅在针对单一细菌感染的检测中，而且在多种细菌混合存在的情况下，也提高了诊断的准确度。
在利用该诊断技术对大肠杆菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌等7种细菌进行单一样本检出的实验中，除金黄色葡萄球菌外，其余细菌的检出准确度均超过99%。
金黄色葡萄球菌则以96.3%的准确度被检出。研究团队还验证了在多种菌株混合情况下的性能。将肠球菌与大肠杆菌混合后进行实验，两种细菌的检出准确度均超过99%。
利用两个PNA分子的技术是基于福斯特共振能量转移现象（FOrster Resonance Energy Transfer）。当两个PNA分子相互靠近时，能量会从一个分子向另一个分子转移，此时测量受能分子发出的荧光，即可实现检测。
Kim Hajin教授表示：“这一技术有望用于败血症、泌尿道感染、肺炎等需要立即进行抗生素治疗的传染病诊断，并有助于减少不必要的抗生素使用。”他补充称，研究团队计划通过利用真实患者血液样本开展进一步实验，探索临床应用的可能性。
本研究由UNIST的Kim Seongho博士和Hyun Hwi博士作为第一作者参与，并在韩国研究财团、基础科学研究院（IBS）、国立保健研究院以及UNIST的支持下完成。
研究成果已于3月1日发表在国际学术期刊《Biosensors and Bioelectronics》上。
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