מיקרואורגניזמים פתוגניים הם מיקרואורגניזמים שעלולים לפלוש לגוף האדם, לגרום לזיהומים ואף למחלות זיהומיות, או לפתוגנים.בין הפתוגנים, החיידקים והנגיפים הם המזיקים ביותר.

זיהום הוא אחד הגורמים העיקריים לתחלואה ומוות של בני אדם.בתחילת המאה ה-20, גילוי התרופות האנטי-מיקרוביאליות שינתה את הרפואה המודרנית, נתנה לבני אדם "נשק" להילחם בזיהומים, וגם איפשרה ניתוח, השתלת איברים וטיפול בסרטן.עם זאת, ישנם סוגים רבים של פתוגנים הגורמים למחלות זיהומיות, כולל וירוסים, חיידקים, פטריות ומיקרואורגניזמים אחרים.על מנת לשפר את האבחון והטיפול במחלות שונות, ולהגן על בריאות האנשים

בריאות דורשת טכניקות בדיקה קליניות מדויקות ומהירות יותר.אז מהן טכנולוגיות הזיהוי המיקרוביולוגיות?

01 שיטת זיהוי מסורתית

בתהליך הגילוי המסורתי של מיקרואורגניזמים פתוגניים יש צורך לצבוע, לתרבת את רובם, ועל בסיס זה מתבצע זיהוי ביולוגי, כך שניתן לזהות סוגים שונים של מיקרואורגניזמים וערך הגילוי גבוה.שיטות הזיהוי המסורתיות כוללות בעיקר מיקרוסקופ מריחות, תרבית הפרדה ותגובה ביוכימית ותרבית תאי רקמה.

1 מיקרוסקופיה למריחה

מיקרואורגניזמים פתוגניים הם קטנים בגודלם ורובם חסרי צבע ושקופים.לאחר צביעה ניתן להשתמש בהם כדי להתבונן בגודלם, בצורתם, בסידורם וכו' בעזרת מיקרוסקופ.הבדיקה המיקרוסקופית של מכתים ישירה היא פשוטה ומהירה, והיא עדיין ישימה לאותם זיהומים מיקרוביאליים פתוגניים בעלי צורות מיוחדות, כגון זיהום גונוקוקלי, Mycobacterium tuberculosis, זיהום ספירוצ'טלי וכו' לצורך האבחון המוקדם המוקדם.השיטה של ​​בדיקה פוטומיקרוסקופית ישירה מהירה יותר, וניתן להשתמש בה לבדיקה חזותית של פתוגנים עם צורות מיוחדות.זה לא דורש מכשירים וציוד מיוחדים.זה עדיין אמצעי חשוב מאוד לזיהוי מיקרואורגניזמים פתוגניים במעבדות בסיסיות.

2 תרבות הפרדה ותגובה ביוכימית

תרבית הפרדה משמשת בעיקר כאשר ישנם סוגים רבים של חיידקים ואחד מהם צריך להיות מופרד.הוא משמש בעיקר ליחה, צואה, דם, נוזלי גוף וכו' מכיוון שהחיידקים גדלים ומתרבים לאורך זמן, שיטת בדיקה זו דורשת פרק זמן מסוים., ואינו ניתן לעיבוד בקבוצות, ולכן התחום הרפואי המשיך לערוך מחקר על כך, תוך שימוש בציוד הדרכה וזיהוי אוטומטיים לשיפור שיטות האימון המסורתיות ולשיפור דיוק הזיהוי.

3 תרבית תאי רקמה

תאי רקמה כוללים בעיקר כלמידיה, וירוסים וריקטסיה.מאחר וסוגי תאי הרקמה בפתוגנים שונים שונים, לאחר הוצאת הרקמות מהמיקרואורגניזמים הפתוגניים, יש לתרבת את התאים החיים על ידי תת-תרבות.מיקרואורגניזמים פתוגניים מתורבתים מחוסנים לתאי רקמה לצורך טיפוח כדי להפחית שינויים פתולוגיים בתאים ככל האפשר.בנוסף, בתהליך גידול תאי רקמה ניתן לחסן ישירות מיקרואורגניזמים פתוגניים בבעלי חיים רגישים, ולאחר מכן ניתן לבדוק את מאפייני הפתוגנים בהתאם לשינויים ברקמות ובאיברים של החיות.

02 טכנולוגיית בדיקות גנטיות

עם השיפור המתמיד של רמת הטכנולוגיה הרפואית בעולם, הפיתוח וההתקדמות של טכנולוגיית הגילוי הביולוגי המולקולרי, שיכולה לזהות ביעילות מיקרואורגניזמים פתוגניים, יכולה גם לשפר את המצב הנוכחי של יישום מאפיינים מורפולוגיים ופיזיולוגיים חיצוניים בתהליך הגילוי המסורתי, ויכולה להשתמש בגנים ייחודיים.

1 תגובת שרשרת פולימראז (PCR)

תגובת שרשרת פולימראז (Polymerase Chain Reaction, PCR) היא טכניקה המשתמשת בפריימרים ידועים של אוליגונוקלאוטידים כדי להנחות ולהגביר כמות קטנה של שבר הגן שייבדק במקטע לא ידוע במבחנה.מכיוון ש-PCR יכול להגביר את הגן המיועד לבדיקה, הוא מתאים במיוחד לאבחון מוקדם של זיהום פתוגן, אך אם הפריימרים אינם ספציפיים, הוא עלול לגרום לתוצאות חיוביות שגויות.טכנולוגיית PCR התפתחה במהירות ב-20 השנים האחרונות, ואמינותה השתפרה בהדרגה מהגברת גנים לשיבוט גנים והתמרה וניתוח גנטי.שיטה זו היא גם שיטת הגילוי העיקרית של נגיף הקורונה החדש במגפה זו.

Foregene פיתחה ערכת RT-PCR המבוססת על טכנולוגיית Direct PCR, לזיהוי של 2 גנים תקינים, 3 גנים וגרסאות מבריטניה, ברזיל, דרום אפריקה והודו, שושלת B.1.1.7 (UK), שושלת B.1.351 (ZA), שושלת B.1.617 (IND) ו-P.1 שושלת (BR), בהתאמה.

2 טכנולוגיית שבב גנים

טכנולוגיית שבב גנים מתייחסת לשימוש בטכנולוגיית מיקרו-מערכים להצמדת שברי DNA בצפיפות גבוהה למשטחים מוצקים כגון ממברנות ויריעות זכוכית בסדר או סידור מסוים באמצעות רובוטיקה במהירות גבוהה או סינתזה במקום.באמצעות בדיקות DNA המסומנות באיזוטופים או פלואורסצנטיות, ובעזרת עקרון ההכלאה המשלימה של הבסיס, בוצעו מספר רב של טכניקות מחקר כגון ביטוי גנים וניטור.היישום של טכנולוגיית שבבי גנים לאבחון של מיקרואורגניזמים פתוגניים יכול לקצר משמעותית את זמן האבחון.במקביל, הוא יכול גם לזהות האם לפתוגן יש עמידות לתרופות, לאילו תרופות עמידות ולאילו תרופות רגישות, כדי לספק אסמכתאות לטיפול תרופתי קליני.עם זאת, עלות הייצור של טכנולוגיה זו גבוהה יחסית, ויש לשפר את הרגישות של זיהוי השבבים.לכן, טכנולוגיה זו עדיין משמשת במחקר מעבדה ולא נעשה בה שימוש נרחב בפרקטיקה הקלינית.

3 טכנולוגיית הכלאה של חומצות גרעין

הכלאה של חומצות גרעין הוא תהליך שבו גדילים בודדים של נוקלאוטידים עם רצפים משלימים במיקרואורגניזמים פתוגניים מתמזגים בתאים ליצירת הטרו-דופלקסים.הגורם המוביל להכלאה הוא התגובה הכימית בין חומצת גרעין לבדיקות לזיהוי מיקרואורגניזמים פתוגניים.נכון לעכשיו, טכניקות ההצלבה החוזרת של חומצות גרעין המשמשות לאיתור מיקרואורגניזמים פתוגניים כוללות בעיקר הכלאה של חומצת גרעין במקום והכלאה של ממברנה כתם.הכלאה של חומצת גרעין באתרו מתייחסת להכלאה של חומצות גרעין בתאי פתוגן עם בדיקות מסומנות.הכלאה של ממברנה כתם פירושה שלאחר שהנסיין מפריד את חומצת הגרעין של תא הפתוגן, היא מטוהרת ומשולבת עם תומך מוצק, ולאחר מכן הכלאה עם הבדיקה החשבונאית.לטכנולוגיית ההכלאה החשבונאית יתרונות של תפעול נוח ומהיר, והיא מתאימה למיקרואורגניזמים פתוגניים רגישים ותכליתיים.

03 בדיקה סרולוגית

בדיקות סרולוגיות יכולות לזהות במהירות מיקרואורגניזמים פתוגניים.העיקרון הבסיסי של טכנולוגיית בדיקות סרולוגיות הוא זיהוי פתוגנים באמצעות אנטיגנים ונוגדנים פתוגנים ידועים.בהשוואה להפרדה והתרבות תאים מסורתיים, שלבי הפעולה של בדיקה סרולוגית הם פשוטים.שיטות הזיהוי הנפוצות כוללות בדיקת אגלוטינציה לטקס וטכנולוגיית בדיקות חיסוניות מקושרות אנזים.היישום של טכנולוגיית בדיקות אימונו המקושרות לאנזים יכול לשפר מאוד את הרגישות והספציפיות של בדיקות סרולוגיות.הוא יכול לא רק לזהות את האנטיגן בדגימת הבדיקה, אלא גם לזהות את רכיב הנוגדן.

בספטמבר 2020, האגודה למחלות זיהומיות של אמריקה (IDSA) פרסמה הנחיות לבדיקות סרולוגיות לאבחון של COVID-19.

04 בדיקה אימונולוגית

זיהוי אימונולוגי נקרא גם טכנולוגיית הפרדת חרוזים אימונומגנטית.טכנולוגיה זו יכולה להפריד בין חיידקים פתוגניים ולא פתוגניים בפתוגנים.העיקרון הבסיסי הוא: השימוש במיקרוספרות חרוזים מגנטיים כדי להפריד בין האנטיגן היחיד או מספר סוגים של פתוגנים ספציפיים.האנטיגנים מורכבים יחד, והחיידקים הפתוגניים מופרדים מהמחוללים באמצעות תגובת גוף האנטיגן והשדה המגנטי החיצוני.

נקודות חמות לגילוי פתוגנים-זיהוי פתוגנים נשימתיים

ערכת "15 חיידקים פתוגניים של מערכת הנשימה" של Foregene נמצאת בפיתוח.הערכה יכולה לזהות 15 סוגים של חיידקים פתוגניים בליחה ללא צורך לטהר את חומצת הגרעין בליחה.מבחינת יעילות, זה מקצר את ה-3 עד 5 ימים המקוריים ל-1.5 שעות.