快速药敏检测技术方法、原理、临床转化需求（一）
在全球公共卫生领域，微生物耐药问题正以严峻态势威胁人类健康，成为亟待解决的重大挑战。世界卫生组织于2011年率先发出“今天不采取行动，明天就无药可用！”的警示，呼吁全球遏制微生物耐药；G20峰会多次将细菌耐药问题纳入议程，“世界提高抗微生物药物认识周”历经十年持续宣传，我国亦出台多项政策举措推进耐药防控工作。当前，全球已就微生物耐药的严重性与应对紧迫性达成共识，而合理使用抗菌药物作为防控核心，其实施高度依赖快速、精准的药敏检测技术支撑。
传统微生物培养与药敏检测流程往往需要2～3天，部分复杂菌株检测周期更长，这一滞后性严重制约临床医生对抗菌药物的精准选择，延缓患者救治进程。相关研究数据显示，对于经验性抗菌药物治疗无效的感染患者，每延迟1小时使用正确药物，其死亡率将上升10%[1]。由此可见，研发兼具快速性与准确性的药敏检测技术，不仅是指导临床合理用药、提升患者治疗效果的关键，更是减缓微生物耐药发展速度的重要手段。
基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDITOF MS）在临床微生物鉴定中的应用，实现了鉴定时间从小时级到分钟级的突破，但药敏检测效率仍未得到同步提升。为缩短药敏报告周期，研究者尝试优化药敏检测前处理环节，以替代传统耗时的菌落纯培养过程，例如采用4～6小时培养形成的菌膜[2]、通过短时增菌制备符合药敏检测要求的菌悬液[3]、利用离心富集技术直接将临床标本中的细菌导入药敏检测流程[4]等。然而，这些方法仅在流程上进行局部优化，未能从根本上突破传统药敏试验的效率瓶颈。
为推动快速药敏技术标准化，欧洲抗菌药物敏感性试验委员会（EUCAST）于2018年推出纸片法血培养阳性瓶直接快速药敏试验（RAST）方案，美国临床实验室标准化协会（CLSI）也在2021年发布同类方案[56]。其中，EUCAST方案可在4～8小时内出具药敏结果，CLSI方案则需8～10小时。但受限于技术原理，RAST方法需依赖专属药敏折点，目前仅适用于大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌等常见革兰阴性杆菌，以及金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌等少数革兰阳性球菌（EUCAST已建立上述阳性球菌的RAST折点，CLSI暂未明确），难以覆盖更多细菌种类与抗菌药物，临床应用范围受限。
荧光定量聚合酶链式反应（qPCR）、基因芯片、全基因组测序等分子生物学技术，以及胶体金免疫层析法等免疫学技术，虽能在数分钟至数小时内获得药敏结果，但这类技术仅针对已知耐药基因或耐药蛋白设计检测靶点，无法识别新型耐药机制或非典型耐药菌株，难以满足临床对广谱药敏检测的需求。因此，若要开发适用于临床常见病原菌、可覆盖所有药敏试验需求，且兼顾准确性与快速性的检测技术及设备，必须突破传统技术路径，实现颠覆性创新。
当前新型快速药敏检测技术的核心设计思路，是将微生物生长观察的时间点前移——在药敏孵育早期，微生物尚未形成肉眼可见菌落时，借助高精度设备与先进技术，捕捉微生物在数量、形态、代谢等方面的细微变化，进而判断微生物与抗菌药物的耐受关系。以下从四类技术方向展开详细阐述，并重点分析丹麦Biosense微生物生长动态监测系统oCelloScope在该领域的技术应用与核心优势。
一、基于微生物生长现象观察的快速药敏技术
此类技术的核心逻辑的是通过直接捕捉微生物生长过程中的数量变化与形态特征，实现药敏结果的早期判断。其关键技术突破在于借助高精度检测设备，放大微生物生长的早期信号，打破传统肉眼观察的局限，大幅缩短检测周期。
1.1电阻抗单细胞计数法
该技术以微量肉汤稀释法为基础，仅需2小时孵育即可通过电阻抗信号分析细菌生长状态。其检测原理为：在专用检测池内，正负电极构建稳定电流场，自动探针将待检菌液吸入检测池；当细菌通过电极间的微小通道时，会导致局部电阻瞬时升高，形成脉冲信号——通过统计脉冲信号的数量可实现细菌计数，通过分析脉冲振幅的大小可评估细菌体积。结合不同药物浓度药敏孔的检测结果，即可计算得出药物的最低抑菌浓度（MIC）[7]。该技术不仅适用于纯培养菌落的药敏检测，还可直接处理血培养阳性标本与单纯性尿路感染患者的尿液标本，无需额外纯化步骤，进一步拓展了临床应用场景。
1.2单细胞形态分析技术
该技术通过高精度光学系统追踪单个病原微生物细胞的形态变化，结合智能算法处理图像数据，实现药敏结果的快速判断。其中，微流控技术与光学检测的结合是当前主流技术路径：通过调节微流控系统的流体阀，可精准控制菌液流动速度与方向，配合光学检测模块实现对单个细胞的动态追踪，最短30分钟即可获得MIC值[89]；另有研究将微生物固定于含抗菌药物的琼脂糖凝胶中，通过显微镜进行动态成像，3～4小时内可完成药敏结果判读[10]。
此外，Zhang等学者开发的散射成像系统，可直接追踪尿液标本中单个细菌的分裂过程，通过分析细菌分裂频率与形态变化，1小时内即可出具药敏结果[11]；还有研究者设计的微流控芯片单细胞药敏检测技术，可在2小时内完成7种细菌混合样本的药敏分析，有效解决了复杂样本中多菌株同时检测的难题[12]。
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