应用于多重耐药细菌超灵敏检测的可编程适配体传感器

MDR细菌持续危害全球人类健康；早期有效地识别MDR细菌至关重要。目前，临床已开发了多种检测MDR细菌的方法，各有优缺。例如，传统的基于培养的生化检测和药敏测试能够提供较为准确的鉴定结果，但操作繁琐、周期长；基于核酸的检测技术具备免除病原分离培养且检测周期长的显著优势，但对设备、环境及专业人员具有很强的依赖性，且此检测策略跟表型的获得之间还存在较大的信息差；基于高效液相色谱（HPLC）和表面增强拉曼光谱（SERS）的检测技术也能够在脂多糖、蛋白、代谢产物等方面对耐药细菌进行鉴定，但是其仪器成本高昂，且效率较低。进一步，将免疫磁分离技术引入上述方法中，检测限（LOD）可提高至10² CFU/mL，但在面对低丰度和高密度的细菌检测时，仍分身乏力。为此，Zhao等人开发了一种简单且可编程的双模式适配体传感器，借助适配体-磁珠复合物特异性捕获细菌，利用纳米金-适配体-探针复合物及动态光散射（DLS）和荧光（Flu）两种模式实现10⁰-10⁸ CFU/mL的MDR细菌的定量检测（图1）。事实上，DLS模式能够实现MDR细菌的超灵敏检测，适用于低丰度细菌的检测；然而，在面对高浓度细菌样本时，DLS模式就不能满足实验要求了，而这也成为了Flu模式的工作优势。

研究中，通过优化实验参数，如适体修饰量和捕获时间，确保了DAPT策略的最佳性能。在最佳实验条件下，DAPT方法能够在60分钟内完成对MRSA的检测，且检测限（LOD）低至4.63 CFU/mL。通过在生理盐水和牛奶中添加不同浓度的MRSA（20-200000 CFU/mL）证明了方法具备应用于实际样本的潜力（回收率在96.3-%-101.10%）。另外，作者还展示了DAPT应用于临床样本（7例阳性+3例阴性）的表现性能：与常规培养方法相比，显示出100%的准确性和高预测能力。当然，在这里也可以观察到，在阴性样本中Flu模式表现出了较强的背景信号，而这也进一步强调了DLS检测的必要性。此外，作者还验证了DAPT平台的通用性，通过重新编程相应的序列，成功检测了其他四种超级细菌，包括MDR大肠杆菌、结核分枝杆菌、鲍曼不动杆菌和铜绿假单胞菌。

总的来说，本研究开发的DAPT可以作为一种快速、灵敏且准确的检测工具应用于临床MDR细菌的检测。通过简单的适体和探针重新编程，该平台有望成为检测多种MDR细菌的通用工具。不过，此研究目前仍然只能是应用于单一物种的检测，是否能将多种适配体同时应用尚需进一步证明。

图1 基于DAPT的MDR细菌检测流程示意图

原文DOI: 10.1039/d2bm01771g