流式细胞术(FCM)助力透析水微生物监测:灵敏度提升与临床应用前景探索

【字体: 时间:2025年04月15日 来源:Scientific Reports 3.8

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  在透析治疗中,水的微生物质量至关重要。为对比传统异养平板计数法(HPC)和流式细胞术(FCM)监测透析水微生物质量的效果,研究人员开展相关研究。结果显示 FCM 灵敏度更高,或能更早采取纠正措施,这对优化透析水监测方法意义重大。

  在现代医疗体系中,血液透析是肾衰竭患者维持生命的重要治疗手段。患者每周多次进行 4 小时透析,会接触大量透析液。透析水的质量直接关系到患者的健康,若受到微生物污染,细菌及其代谢产物如内毒素等,可能通过透析膜进入患者血液,引发炎症反应、发热等症状,长期还可能影响患者的生存质量和预后。传统的异养平板计数法(HPC)是目前监测透析水微生物质量的常用方法,但它存在明显缺陷,需长达 7 天的孵育时间,无法及时发现污染问题并采取措施。因此,寻找一种更快速、灵敏的监测方法迫在眉睫。
为解决这一问题,来自德国费森尤斯医疗护理德国有限公司(Fresenius Medical Care Deutschland GmbH)等多个机构的研究人员开展了一项研究,对比 HPC 和流式细胞术(FCM)在监测透析水微生物质量方面的差异。该研究成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员采用了多种技术方法。在样本采集方面,他们在葡萄牙一家拥有 35 个透析站的门诊血液透析诊所进行单中心研究,从透析水治疗系统的 4 个代表性采样点(SP1 - 预处理步骤结束后;SP2 - 初级治疗后;SP3 - 次级治疗后;SP4 - 分配系统回路返回处)每周采集样本,持续 36 周 。在检测方法上,HPC 检测依据 ISO 23500 - 3 标准,采用倾注平板技术,使用低营养琼脂(Reasoner’s Agar No. 2 - R2A),样本在 17 - 23°C 孵育 168 小时,结果以菌落形成单位(CFU/mL)表示;FCM 则使用 AQU@Sense MB 细胞仪在离线模式下检测,通过微流控样本制备实现自动化采样和 DNA 染色(使用 PI 和 SYBR Green I),能区分完整 / 活细胞(以 ICC/mL 表示)、高核酸(HNA)细胞和低核酸(LNA)细胞;内毒素检测采用动力学显色鲎试验(Kinetic chromogenic LAL test) 。数据处理上,运用描述性分析、Mann - Whitney 检验、散点图和广义线性估计(GLM)模型进行统计分析。

研究结果如下:

  • 预试验结果:对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、粪肠球菌(Enterococcus faecalis)等多种参考微生物进行检测,发现 HPC 和 FCM 评估微生物负荷的结果存在差异。例如,枯草芽孢杆菌的 FCM 检测结果(310 ICC/mL)远高于 HPC(76 CFU/mL)。
  • 不同采样点微生物检测结果:在所有采样点,FCM 和 HPC 的微生物检测结果均有显著差异。以 SP2 为例,FCM 检测的平均细胞浓度为 10.00 ICC/mL,HPC 仅为 1.97 CFU/mL,FCM 的检测灵敏度更高。整体来看,在透析水采样点(SP2、SP3 和 SP4),FCM 检测到的细胞数量比 HPC 高 4.36 倍 。
  • 内毒素检测结果:各采样点的内毒素浓度平均值均低于国际标准设定的典型行动水平(<0.125 EU/mL) 。
  • HNA 细胞比例分析:不同采样点均存在 HNA 和 LNA 细胞,且比例存在差异。如 SP4 的 HNA 细胞比例(平均 92.4%)相对其他上游采样点更高,可能暗示该环境营养物质更丰富。

研究结论和讨论部分表明,FCM 在透析水微生物监测方面具有显著优势。它比传统 HPC 方法更快,仅需约 30 分钟就能得出结果,可及时发现污染并采取纠正措施,极大地降低了患者的感染风险。同时,FCM 灵敏度更高,能检测到更多微生物,这对建立新的透析水微生物质量标准意义重大。然而,FCM 目前尚未成为行业标准参考方法,其推广面临一些挑战。如设备初始投资成本高,对于单个透析中心,从 HPC 转换为 FCM 进行常规监测在经济上缺乏吸引力。但通过区域设备共享(如诊所集群)、扩大样本检测范围(包括透析液监测)等方式,有望降低成本,提高 FCM 的实用性。此外,还需进一步研究确定 FCM 监测透析水时的最大允许水平和典型行动水平。总体而言,FCM 为透析水微生物监测提供了新的思路和方法,具有广阔的应用前景,后续研究应致力于解决其应用中的问题,推动其在临床实践中的广泛应用。
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