尿路感染快速诊断新技术：β-内酰胺酶检测的突破

《Microbiology Spectrum 3.7》：Rapid detection of β-lactamase activity using the rapid Amp NP test

本研究开发了一种快速检测尿路感染中β-内酰胺酶活性的新方法，有望优化抗生素使用并减少耐药性（β-lactamase resistance）的传播。

　　尿路感染（UTI）是人类最常见的细菌感染之一，主要由大肠杆菌（Escherichia coli）等肠杆菌目（Enterobacterales）细菌引起，且这些细菌对 β-内酰胺类抗生素的耐药性日益增加。目前检测 β-内酰胺酶耐药表型的方法耗时较长（约 18 小时），导致大多数治疗在未获得抗生素敏感性测试结果的情况下进行，常使用广谱抗生素。这不仅增加了医疗成本，还加剧了抗生素耐药性问题。

为解决这一问题，研究人员开发了一种名为 Rapid Amp NP 的生化诊断测试，旨在快速评估革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌（Gram-positive and Gram-negative isolates）中 β-内酰胺酶的产生，从而确定 β-内酰胺类抗生素耐药性。该测试针对 112 株代表尿路感染病原体的细菌菌株进行了评估，这些菌株包括大肠杆菌、肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae）、粪肠球菌（Enterococcus faecalis）等常见致病菌。测试原理是通过离心步骤分离细菌后，利用硝基头孢菌素（nitrocefin）作为底物检测 β-内酰胺酶活性。结果显示，在细菌负荷为 10⁵ CFU/mL 时，该测试对 87.6% 的耐药菌株呈阳性反应，对所有检测的超广谱 β-内酰胺酶（ESBL）和碳青霉烯酶（carbapenemase）产生菌株也呈阳性反应。这一成本效益高的测试可在任何实验室进行，且有望在患者端和全科医生处使用，其结果周转时间少于 2 小时。进一步改进后，该测试有望快速指导非复杂性尿路感染的治疗，减少广谱抗生素的使用和耐药性的出现。

研究背景部分指出，全球每年约有 70 万人死于抗生素耐药性细菌感染，预计到 2050 年，这一数字将上升至每年 1000 万人，并带来沉重的经济负担。同时，抗生素研发投资占比极小，新分子上市数量逐年减少。因此，开发快速、易用的诊断测试以识别和表征临床样本中的耐药菌，对于优化抗生素管理至关重要。

在材料与方法部分，研究人员详细描述了菌株选择过程。他们从不同国家收集了 112 株临床样本中的细菌分离株，这些菌株涵盖了引起尿路感染的多种细菌种类。通过 PCR 和 DNA 测序技术对这些菌株的 β-内酰胺酶编码基因进行了表征。测试过程中，研究人员将菌株分别以 10⁵ CFU/mL 和 10⁴ CFU/mL 的初始接种量进行肉汤培养，模拟尿路感染的细菌负荷。经过 90 分钟的培养后，通过离心过滤步骤去除培养液，再加入裂解液和硝基头孢菌素进行检测。结果显示，该测试对 ESBL 产生菌株的检测率为 100%，对碳青霉烯酶产生菌株的检测率也为 100%。然而，对于一些非 β-内酰胺酶产生菌株，如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA），该测试未能检测到 β-内酰胺酶活性。此外，当细菌负荷降低至 10³ CFU/mL 时，检测阳性率显著下降，这表明测试的灵敏度与细菌负荷密切相关。

在结果与讨论部分，研究人员指出，尽管 Rapid Amp NP 测试在检测 β-内酰胺酶活性方面表现出较高的灵敏度和特异性，但仍存在一些局限性。例如，测试的灵敏度依赖于细菌负荷，较低的细菌负荷可能导致假阴性结果。此外，测试需要 90 分钟的预培养步骤，这可能限制了其在即时诊断中的应用。尽管如此，该测试的快速周转时间和操作简便性使其有望在医疗实验室和全科医生处得到广泛应用。研究人员还提到，结合其他快速鉴定方法（如质谱、PCR 或宏基因组测序）可以进一步提高诊断的准确性。未来的工作将集中在评估该测试在非复杂性尿路感染患者尿液样本中的性能，并进一步优化测试条件，以提高其灵敏度和可靠性。

总之，Rapid Amp NP 测试作为一种快速检测 β-内酰胺酶活性的新方法，为尿路感染的诊断和抗生素管理提供了新的思路。通过进一步改进和验证，该测试有望在临床上得到广泛应用，从而减少广谱抗生素的使用，延缓抗生素耐药性的传播。