幽門(mén)螺桿菌（Helicobacterpylori）是人類(lèi)常見(jiàn)的慢性感染細(xì)菌，它生長(zhǎng)緩慢且培養(yǎng)條件苛刻，因此臨床合理用藥和溯源均面臨挑戰(zhàn)。中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究所與中國(guó)疾病預(yù)防控制中心傳染病預(yù)防控制所（中國(guó)疾控中心傳染病所）、青島市立醫(yī)院、青島星賽生物等醫(yī)產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，依托原創(chuàng)的臨床單細(xì)胞拉曼藥敏快檢系統(tǒng)（CAST-R），建立了單個(gè)細(xì)菌細(xì)胞精度、“鑒定-藥敏-溯源”全流程一體化的H.pylori診療技術(shù)CAST-R-HP，其具有快速病原鑒定、精確藥敏表型檢測(cè)、基于單細(xì)胞全基因組支撐耐藥機(jī)制研究與溯源等優(yōu)勢(shì)。相關(guān)成果近日發(fā)表于《臨床化學(xué)》（ClinicalChemistry）。

全球約半數(shù)人口感染H.pylori，70%以上的胃癌與H.pylori感染有關(guān)，H.pylori可顯著減少胃癌發(fā)生。我國(guó)H.pylori感染呈現(xiàn)高感染率（約50%）、高疾病負(fù)擔(dān)、高耐藥率和低率特征，而低率的主要原因?yàn)?/strong>H.pylori菌株耐藥嚴(yán)重。因此，建立一個(gè)高效的藥敏診斷、治療與溯源體系，對(duì)于臨床和相關(guān)疾病防控至關(guān)重要。

目前H.pylori耐藥菌鑒定的臨床金標(biāo)準(zhǔn)是內(nèi)鏡檢查與細(xì)菌培養(yǎng)相結(jié)合的藥敏檢驗(yàn)。由于其生長(zhǎng)條件苛刻，分離和培養(yǎng)胃活檢標(biāo)本中的H.pylori通常需7~10天，且難以考察臨床樣品中“原位”的病原多樣性。在獲得純培養(yǎng)后開(kāi)展的表型藥敏實(shí)驗(yàn)，同樣耗時(shí)很長(zhǎng)，且技術(shù)要求高。而基于基因型的藥敏檢測(cè)方法僅能預(yù)測(cè)部分已知耐藥基因的突變，并存在不同程度的假陰性。目前臨床醫(yī)生主要依賴經(jīng)驗(yàn)用藥而非藥敏結(jié)果指導(dǎo)性下的治療。但是，隨著H.pylori耐藥性的不斷增加，經(jīng)驗(yàn)治療的失敗率日益嚴(yán)重。

針對(duì)以上瓶頸問(wèn)題，合作團(tuán)隊(duì)建立了單個(gè)細(xì)菌細(xì)胞精度、“鑒定-藥敏-溯源”全流程一體化的H.pylori診療技術(shù)CAST-R-HP。他們構(gòu)建了15種臨床常見(jiàn)胃部共生菌的單細(xì)胞拉曼光譜（SCRS）參考數(shù)據(jù)庫(kù)；進(jìn)而利用端到端的深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（DCNN），將拉曼光譜特征提取與分類(lèi)模型訓(xùn)練過(guò)程相融合，有效提升了基于SCRS的病原鑒定準(zhǔn)確率。直接從臨床胃黏膜樣品出發(fā)，對(duì)H.pylori細(xì)胞進(jìn)行識(shí)別和鑒定，準(zhǔn)確率達(dá)98.5±0.27%。此外，研究人員建立了單細(xì)胞精度測(cè)定代謝抑制程度的H.pylori藥敏表型快檢技術(shù)。與臨床標(biāo)準(zhǔn)E-test法相比，17株H.pylori臨床分離株對(duì)左氧氟沙星、克拉霉素的藥敏檢測(cè)準(zhǔn)確率分別為94%和99%。針對(duì)7例患者胃黏膜組織樣本，通過(guò)48~72小時(shí)的重水飼喂和藥物孵育，無(wú)需分離培養(yǎng)，研究直接測(cè)定樣品中H.pylori細(xì)胞對(duì)于左氧氟沙星的藥敏性，準(zhǔn)確率為99%。針對(duì)耐藥機(jī)制研究和全基因組溯源，研究人員進(jìn)一步從臨床樣品中直接識(shí)別特定藥敏表型的H.pylori細(xì)胞，進(jìn)而通過(guò)拉曼光鑷液滴單細(xì)胞分選（RAGE）芯片，完成高均衡性的目標(biāo)單細(xì)胞分選和核酸擴(kuò)增。拉曼分選后的單個(gè)H.pylori細(xì)胞，全基因組覆蓋度可達(dá)99.7%，通過(guò)基因型驗(yàn)證了藥敏表型。

該研究表明，利用CAST-R-HP，從臨床樣品到藥敏結(jié)果的完整流程可大幅縮短至3天，而且能在單細(xì)胞分辨率、全基因組水平完成耐藥機(jī)制研究與溯源。下一步，研究人員將基于“微生物藥敏單細(xì)胞技術(shù)臨床示范網(wǎng)絡(luò)”（SinCheckNet），進(jìn)一步開(kāi)發(fā)CAST-R-HP系統(tǒng)，拓展其應(yīng)用，從而為建立單細(xì)胞精度的H.pylori診療與疾控體系奠定技術(shù)和裝備基礎(chǔ)。