血流感染快速药敏检测：从“更快出结果”到“真正可落地”

血流感染（bloodstream infection，BSI）可进一步引发脓毒症或脓毒性休克，是临床死亡负担较高的严重感染。流行病学资料显示，BSI相关30天死亡率约为17%至40%，全球每年近300万人死于BSI。传统流程从采血、血培养报阳，到病原鉴定和药敏结果，通常需要48至72小时；其中，自动血培养系统一般需要约10至19小时报阳，报阳后的常规药敏仍常需24小时或更久。

一项经典研究曾报告：在脓毒性休克患者出现低血压后，有效抗菌治疗每延迟1小时，生存率平均下降约7.6%。因此，越早获得可靠、可执行的药敏信息，越有机会及时调整经验性用药。

图1  不同检测流程的起始样本和时间构成。数据依据原综述重新绘制。

综述将快速检测分为两条主线：表型药敏检测和基因型病原/耐药标志物检测。两者解决的问题并不完全相同。表型方法观察细菌在抗生素作用下是否继续生长、代谢或发生形态与分子响应；基因型方法则检测病原核酸和预设耐药决定因子，用于早期病原鉴定与耐药推断。

表1  表型快速AST与基因型检测的功能差异。

综述汇总了8种已获得FDA许可或CE标志的商业化表型快速AST平台。它们均可检测革兰阴性菌，平均报告时间约为2至6小时；不同平台分别利用流式细胞术、显微成像、光散射、荧光、纳米机械传感或挥发性有机物等信号判断细菌是否受到抑制。

表2  商业化快速表型AST平台概览。TTR从阳性血培养物起算。

FASTinov和QuickMIC将时间压缩至2至3小时，但前者需要较多人工前处理，后者的菌种—抗菌药物覆盖相对有限；dRAST和ASTar约需6小时，却在覆盖范围上更均衡。因此，“快”并不能弥补检测菜单的缺口。若致病菌、所需药物或关键耐药机制不在检测范围内，再快的信号也难以改变临床决策。

新兴表型技术的原理非常多样：拉曼及表面增强拉曼检测代谢变化，光散射和显微成像观察早期生长，流式或阻抗细胞术读取单细胞变化，纳米机械传感器测量细菌运动或质量，ATP、代谢物以及16S rRNA和转录签名则反映药物暴露后的生理响应。部分研究已将报告时间缩短至30分钟至6小时，但成熟度从概念验证、分析验证到临床验证不等。

图2  快速AST从复杂样本到可靠输出的关键链条。

四类代表性技术，分别“快”在哪里？

光谱与光散射：CAST-R利用D2O代谢拉曼在阳性血培养后约3小时报告结果，分类一致性约93%；SLIC光散射可在约2小时获得结果，但验证中仍出现较高的主要错误和极重大错误，提示“总体一致性高”并不等于每一种错误都可忽略。

单细胞与显微成像：微流控可固定单细胞或微菌落，在短时间内观察分裂、伸长或形态变化。BSI-AST芯片约3.5小时完成阳性血培养物检测，但当时仅适用于革兰阴性菌。

生物传感器：纳米机械、阻抗、电化学和LC谐振传感可把细菌生理变化转化为机械或电学信号。无线LC传感器曾在30分钟内获得MIC，但实验采用低盐培养基而非标准Mueller-Hinton肉汤，临床标准化仍是关键问题。

分子与代谢响应：RAMAST通过qPCR比较抗生素暴露前后16S rRNA变化，约4小时获得结果；GoPhAST-R读取多基因转录响应，多数药物可在4小时内判断，但部分慢作用药物或特定菌药组合需要更长暴露时间。

 五、微流控不等于全流程自动化，全血检测也不等于完整药敏

微流控技术把细菌分离、药物暴露和成像检测整合到同一芯片中。例如，BSI-AST芯片利用分离凝胶提取细菌，并把细胞分配到预装抗菌药物的反应腔；但流程仍需离心和真空辅助操作。另一些全血单细胞方案也要先通过右旋糖酐沉降去除血细胞。微流控提高了集成度，却不会自动消除低菌量回收、基质去除和接种量标准化问题。

直接全血分子检测是当前最活跃的方向之一。旋转中空盘分离联合五重PCR、双相干燥联合LAMP，以及微流控液滴数字PCR，可在约1至2.5小时内从全血检测病原体和/或预设耐药标志物。但这些结果属于病原和耐药线索，并不等同于完整的表型AST。

对于省略细菌分离步骤的全血分子检测，信号可能同时来自完整细菌DNA和微生物游离DNA。游离DNA可能提示真实感染，也可能反映背景DNA血症、其他部位定植或污染。一项临床研究中，液滴数字PCR与血培养的一致结果占63.9%；其中12.9%不一致病例为假阳性，其余还包括“可能”或“很可能”的血流感染。

直接全血表型AST也并非完全不存在。已有概念验证方案在2小时内完成全血中大肠埃希菌对氨苄西林的检测，uRAST则把病原捕获、鉴定与表型AST整合到约13小时流程中。不过，前者覆盖极窄，后者的AST性能主要来自模拟血液样本，仍需前瞻性临床验证。

综述把样本制备视为快速血流感染检测落地的关键限制。离心、选择性裂解、稀释、亲和捕获和密度分离各有取舍：稀释操作简单，却会降低细菌浓度；获得较纯菌体的分离方法可改善信号，却增加处理步骤、菌体损失和自动化难度。

但未来突破不能被简化为“只要解决血里取菌就够了”。快速平台还必须扩大菌种—抗菌药物覆盖范围，完成多中心临床验证，证明其能够缩短有效治疗时间、减少不必要的广谱用药，并通过成本效益分析说明其值得被实验室长期采用。

分子方法不依赖活菌保存，可通过核酸扩增克服低丰度问题，因此可能比广谱表型AST更早进入全自动直接全血流程；但它仍不能取代表型药敏。真正成熟的下一代平台，应当把可靠样本处理、足够宽的检测菜单、可解释结果和现有实验室工作流整合在一起。

这篇综述没有给出“哪种技术最好”的单一答案，而是建立了一个更接近真实应用的评价坐标系：任何快速AST都应同时回答四个问题——从什么样本开始、多久得到什么结果、覆盖哪些菌药组合，以及证据是否足以支持临床决策。真正值得期待的，不只是更快的检测仪器，而是能够把复杂血样稳定转化为可靠、全面且可执行药敏信息的完整系统。

文献来源：Nicoletti D, Goodacre R, Jindal S, Kell DB. Rapid antimicrobial susceptibility testing in bloodstream infections: current landscape and emerging technologies. Analyst. 2026;151:3613-3627. DOI: 10.1039/D6AN00294C.