population change between antibiotic-resistant and antibioticsusceptible bacteria has been seldom reported due to the lack of
competent techniques. We attempted using the HSFCM-based
quantitative approach to investigate the influence of antibiotics on
the growth of a minority population of antibiotic-resistant bacteria. Antibiotic-resistant E. coli JM109/pUC19 was mixed with E.
coli JM109 at a percentage of 2.5%. This mixture was inoculated
into freshly prepared liquid LB culture medium containing with or
without 100 μg/mL carbenicillin. After every one hour of cultivation, these two bacterial cultures were sampled, double fluorescent stained, and analyzed on the HSFCM. Fig. 3b indicates that
under the antimicrobial pressure, there was a rapid growth of the
resistant bacteria starting from the 3rd hour and the percentage
reached 87.2% of the total bacterial population after 7 h of cultivation. In contrast to this, the population of resistant bacteria only
grew to 10% without the presence of antibiotics. More detailed
information can be visualized in the bivariate dot-plots (Figs. 3c-e).
Our data provide solid evidence that improper prescription or
usage of antibiotics aids the enrichment and selection of resistant
bacterial populations. Therefore, rapid and accurate detection of
antibiotic-resistant infections caused by of minority population of
resistant strains is urgently needed to initiate appropriate antibiotic treatment. On the other hand, a rapid method that can
measure the dynamic population change between the resistant
and susceptible strains in a mixed infection is important to understand the effect of treatment and provide guidance for the
formulation and revision of the treatment (Sergeev et al., 2011).
3.5. Screening for antibiotic-resistant infection in clinical urine
samples
The as-proposed dual fluorescent staining method was applied
Fig. 2. Comparison between conventional approaches and the HSFCM-based dual fluorescent staining method for the detection of minority population of antibiotic-resistant
bacteria. (a-c) Results obtained from the disc diffusion test (a), β-lactamase activity assay (b), and the flow cytometric assay (c), respectively. (c1-c4) Bivariate dot-plots of
green fluorescence burst area versus red fluorescence burst area for bacterial mixtures containing 10%, 2%, 0.5%, and 0.1% of resistant E. coli JM109/pUC19, respectively. (c5)
Plot of the detected percentages of antibiotic-resistant bacteria versus the theoretical percentages along with the linear regression curve. For each sample analyzed on the
HSFCM, 4 min of data acquisition was carried out.
T. Huang et al. / Biosensors and Bioelectronics 80 (2016) 323–330 327
to the diagnosis of antibiotic-resistant infection in clinical urine
samples without cultivation. E. coli ATCC 35218 is a TEM-1 β-lactamase-producing strain with the blaTEM-1 gene harbored in the
chromosome, and it has been widely used as a quality control
strain for antibiotic resistance testing. Twenty-four clinical urine
samples were tested, and four of them were determined as TEM-1
β-lactamase positive on the HSFCM. Fig. 4 shows the flow cytometric data for E. coli ATCC 35218 and two representative TEM-1
β-lactamase positive samples. For E. coli ATCC 35218, green fluorescence of TEM-1 β-lactamase was detected concurrently with red
fluorescence of bacterial DNA for almost every individual bacterial
cell (97.4%, panel 4a). For clinical sample #1 (panel 4b), more
peaks were observed on the red fluorescence channel than those
on the green fluorescence channel. The bivariate dot-plot of the
green fluorescence burst area versus the red fluorescence burst
area suggests that there were two distinct populations of bacteria
in the specimen and the population of antibiotic-resistant bacteria
was measured to be 46.3%. For the dot-plot of clinical sample #2
(panel 4c), more resistant bacteria were detected and the population of antibiotic-resistant bacteria was measured to be 90.4%.
We also cultivated all twenty-four clinical urine samples and
identified that twelve specimens can grow in LB culture medium
containing carbenicillin. The HSFCM data for the representative
non-resistant and two antibiotic resistant but TEM-1 β-lactamase
negative clinical urine samples are provided in Figure S4 of the
Supplementary Information. It has been reported that TEM-1 β-
lactamase is responsible for 90% of ampicillin resistance in E. coli
(Barker, 1999). The reason why four out of twelve antibiotic-resistant urine samples were diagnosed as TEM-1 β-lactamase positive in the present study can be ascribed to the fact that since the
first isolation of TEM-1 β-lactamase in the early 1960s, there have
emerged extended spectrum β-lactamases (ESBLs) (Bradford,
2001). Although TEM-1 is still the most prevalent β-lactamase
(Olsen, 2015), the approximately one third incidence of TEM-1
positive in resistant clinical samples suggests the diversity of β-
lactamases in current clinical settings.
ประชากรเปลี่ยนแปลงระหว่างการดื้อยา และ antibioticsusceptible แบคทีเรียไม่ค่อยรายงานเนื่องจากมีเทคนิคที่มีความสามารถ เราพยายามใช้การใช้ HSFCMวิธีการเชิงปริมาณเพื่อตรวจสอบอิทธิพลของยาปฏิชีวนะในการเจริญเติบโตของประชากรชนกลุ่มน้อยของเชื้อแบคทีเรียดื้อยา ดื้อยา E. coli JM109/pUC19 ผสมกับอีcoli JM109 ในเปอร์เซ็นต์ของ 2.5% ส่วนผสมนี้ถูก inoculatedในแสนอร่อยของเหลว LB กลางวัฒนธรรมประกอบด้วย หรือโดย 100 ไมโครกรัม/มล. carbenicillin หลังจากทุกหนึ่งชั่วโมงของการเพาะปลูก เชื้อแบคทีเรียเหล่านี้สองวัฒนธรรมได้ลิ้มลอง ฟลูออเรสเซนต์คู่สี และวิเคราะห์บน HSFCM รูป 3b แสดงว่าภายใต้ความดันต้านจุลชีพ มีการเติบโตอย่างรวดเร็วของการป้องกันแบคทีเรียเริ่มต้นชั่วโมง 3 และเปอร์เซ็นต์ถึง 87.2% ของประชากรแบคทีเรียรวมจาก 7 ชม.ของการเพาะปลูก ตรงข้ามกับนี้ ประชากรของแบคทีเรียทนเท่านั้นเติบโต 10% ไม่มียาปฏิชีวนะ รายละเอียดมากขึ้นข้อมูลสามารถจะ visualized ใน bivariate จุดแปลง (มะเดื่อ. 3c-e)ข้อมูลของเราให้มีหลักฐานไม้ใบสั่งยาที่ไม่เหมาะสม หรือการใช้ยาปฏิชีวนะช่วยเพิ่มคุณค่าและการเลือกทนประชากรแบคทีเรีย ดังนั้น ตรวจสอบอย่างรวดเร็ว และถูกต้องของการติดเชื้อดื้อยาที่เกิดจากของประชากรชนกลุ่มน้อยของสายพันธุ์ทนจำเป็นเร่งด่วนเพื่อเริ่มการรักษาด้วยยาปฏิชีวนะที่เหมาะสม บนมืออื่น ๆ วิธีการอย่างรวดเร็วที่สามารถวัดการเปลี่ยนแปลงประชากรแบบไดนามิกระหว่างการทนและสายพันธุ์ที่อ่อนแอในการติดเชื้อแบบผสมจะต้องเข้าใจผลกระทบของการรักษา และให้คำแนะนำสำหรับการกำหนดและแก้ไขของการรักษา (Sergeev et al. 2011)3.5. การคัดกรองการติดเชื้อดื้อยาในปัสสาวะทางคลินิกตัวอย่างนำเสนอเป็นสองหลอดฟลูออเรสเซนต์สีผมวิธีใช้รูป 2 เปรียบเทียบระหว่างวิธีทั่วไปและหลอดสำหรับคู่ HSFCM ใช้ย้อมสีวิธีการสำหรับการตรวจสอบของประชากรชนกลุ่มน้อยดื้อยาเชื้อแบคทีเรีย (แบบ c) ผลลัพธ์ที่ได้จากการกระจายแผ่นทดสอบ (a) กิจกรรมβ-lactamase assay (b) และ cytometric ไหล assay (c) ตามลำดับ (c1-c4) Bivariate จุดผืนเรืองแสงสีเขียวต่อเนื่องที่ตั้งและพื้นที่ต่อเนื่องเรืองแสงสีแดงสำหรับแบคทีเรียผสมที่ มี 10%, 2%, 0.5%, 0.1% ของทน E. coli JM109/pUC19 ตามลำดับ (c5)พล็อตของเปอร์เซ็นต์การตรวจพบเชื้อแบคทีเรียดื้อยาเทียบกับเปอร์เซ็นต์ตามทฤษฎีพร้อมกับเส้นโค้งการถดถอยเชิงเส้น อย่างวิเคราะห์ในการHSFCM, 4 นาทีของข้อมูลดำเนินการT. หวงร้อยเอ็ด / Biosensors และ Bioelectronics 80 (2016) 323-330 327การวินิจฉัยการติดเชื้อดื้อยาในปัสสาวะทางคลินิกตัวอย่างโดยไม่ต้องปลูก E. coli ATCC 35218 เป็นสายพันธุ์ผลิตβ-lactamase TEM-1 มียีน blaTEM-1 ที่ harbored ในการโครโมโซม และได้ถูกใช้เป็นตัวควบคุมคุณภาพสายพันธุ์สำหรับการทดสอบความต้านทานยาปฏิชีวนะ ยี่สิบสี่คลินิกปัสสาวะตัวอย่างที่ทดสอบ และสี่นั้นได้กำหนดเป็น TEM-1Β-lactamase บวกบน HSFCM การ รูป 4 แสดงข้อมูล cytometric ไหลสำหรับ E. coli ATCC 35218 และสองตัวแทน TEM-1Β-lactamase บวกอย่าง สำหรับ E. coli ATCC 35218 สารเรืองแสงสีเขียวของ TEM-1 β-lactamase พบพร้อมกันกับสีแดงเรืองแสงของแบคทีเรียดีเอ็นเอสำหรับแบคทีเรียเกือบทุกแต่ละเซลล์ (97.4% แผง 4a) สำหรับคลินิกอย่าง #1 (แผง 4b), เพิ่มเติมข้อสังเกตในช่องสีแดงเรืองแสงที่ยอดสถานีสีเขียวเรืองแสง พล็อตจุด bivariate ของการเรืองแสงสีเขียวออกมาตั้งเทียบกับระเบิดสีแดงเรืองแสงพื้นที่แนะนำว่า มีประชากรแตกต่างกันสองของแบคทีเรียในตัวอย่างและประชากรของแบคทีเรียดื้อยามีวัดเป็น 46.3% สำหรับพล็อตจุดของทางคลินิกอย่าง #2(แผง 4c), ต้านแบคทีเรียพบ และมีวัดเป็น 90.4% ประชากรของแบคทีเรียดื้อยานอกจากนี้เรายังปลูกตัวอย่างปัสสาวะคลินิกยี่สิบสี่ทั้งหมด และระบุว่า ตัวอย่างสิบสองสามารถเติบโตในวัฒนธรรม LBประกอบด้วย carbenicillin ข้อมูล HSFCM สำหรับตัวแทนไม่ทน และยาปฏิชีวนะสองแต่ TEM-1 β-lactamaseตัวอย่างปัสสาวะคลินิกที่ลบไว้ใน S4 ในรูปของการข้อมูลเสริม ได้มีรายงานว่า TEM 1 β -lactamase รับผิดชอบสำหรับ 90% ของความต้านทานแอมพิซิลลินใน E. coli(บาร์คเกอร์ 1999) เหตุผลทำไมตัวอย่างปัสสาวะดื้อยาสี่ที่สิบสองถูกวินิจฉัยเป็นบวกβ-lactamase TEM-1 ในการศึกษาปัจจุบันสามารถจากนี้ความจริงที่ว่าตั้งแต่แยกแรกของ TEM-1 β-lactamase ในช่วงต้นทศวรรษ 1960 มีมีเกิดคลื่นขยายβ-lactamases (ESBLs) (แบรดฟอร์ด2001) . แม้ว่า TEM-1 จะยังคงสุดβ-lactamase(Olsen, 2015) ประมาณหนึ่งในสามเกิดของ TEM-1บวกในตัวอย่างทางคลินิกที่ทนแนะนำความหลากหลายของβ-lactamases ในการตั้งค่าทางการแพทย์ปัจจุบัน
การแปล กรุณารอสักครู่..
การเปลี่ยนแปลงประชากรระหว่างแบคทีเรียที่ทนต่อยาปฏิชีวนะและ antibioticsusceptible ได้รับรายงานไม่ค่อยเนื่องจากการขาดของ
เทคนิคอำนาจ เราได้พยายามใช้ HSFCM ตาม
วิธีการเชิงปริมาณเพื่อตรวจสอบอิทธิพลของยาปฏิชีวนะใน
การเจริญเติบโตของประชากรชนกลุ่มน้อยของเชื้อแบคทีเรียยาปฏิชีวนะทน ทนต่อยาปฏิชีวนะ E. coli JM109 / pUC19 ผสมกับ E.
coli JM109 ในอัตราร้อยละ 2.5% ใน ส่วนผสมนี้ได้รับเชื้อ
เป็นของเหลวปรุงสดใหม่ LB ขนาดกลางที่มีวัฒนธรรมที่มีหรือ
โดยไม่ได้ 100 ไมโครกรัม / มิลลิลิตร carbenicillin หลังจากที่ทุกหนึ่งชั่วโมงของการเพาะปลูกทั้งสองวัฒนธรรมแบคทีเรียเก็บตัวอย่าง, Fluorescent คู่สีและวิเคราะห์ใน HSFCM มะเดื่อ. 3b แสดงให้เห็นว่า
ภายใต้ความดันยาต้านจุลชีพที่มีการเติบโตอย่างรวดเร็วของ
เชื้อแบคทีเรียทนเริ่มต้นจากชั่วโมงที่ 3 และร้อยละ
ถึง 87.2% ของประชากรแบคทีเรียรวมหลัง 7 ชั่วโมงของการเพาะปลูก ในทางตรงกันข้ามนี้ประชากรของแบคทีเรียทนเท่านั้น
ขยายตัวถึง 10% โดยไม่ต้องมียาปฏิชีวนะ รายละเอียดเพิ่มเติม
ข้อมูลที่สามารถมองเห็นในจุด bivariate แปลง (มะเดื่อ. 3C-E).
ข้อมูลของเราให้มีหลักฐานที่เป็นของแข็งที่มีใบสั่งยาที่ไม่เหมาะสมหรือ
การใช้ยาปฏิชีวนะโรคเอดส์เพิ่มปริมาณและการเลือกทน
ประชากรแบคทีเรีย ดังนั้นการตรวจสอบอย่างรวดเร็วและถูกต้องของ
การติดเชื้อที่ทนต่อยาปฏิชีวนะที่เกิดจากของประชากรชนกลุ่มน้อยของ
สายพันธุ์ที่ทนเป็นสิ่งจำเป็นเร่งด่วนที่จะเริ่มต้นการรักษาด้วยยาปฏิชีวนะที่เหมาะสม บนมืออื่น ๆ , วิธีการที่รวดเร็วที่สามารถ
วัดการเปลี่ยนแปลงของประชากรแบบไดนามิกระหว่างทน
สายพันธุ์และอ่อนไหวในการติดเชื้อผสมเป็นสิ่งสำคัญที่จะเข้าใจผลของการรักษาและให้คำแนะนำสำหรับ
การกำหนดและการแก้ไขของการรักษา (Sergeev et al., 2011).
3.5 การตรวจคัดกรองการติดเชื้อทนต่อยาปฏิชีวนะในปัสสาวะคลินิก
ตัวอย่าง
คู่วิธีการย้อมสีตามที่เสนอเรืองแสงถูกนำมาใช้
รูป 2. เปรียบเทียบระหว่างวิธีการแบบเดิมและ HSFCM ตามวิธีการย้อมสีเรืองแสงแบบ dual สำหรับการตรวจสอบของประชากรชนกลุ่มน้อยของยาปฏิชีวนะทน
แบคทีเรีย (AC) ผลที่ได้รับจากการทดสอบการแพร่กระจายแผ่นดิสก์ (a) β-lactamase กิจกรรมการทดสอบ (ข) และการทดสอบการไหลของ cytometric (c) ตามลำดับ (C1-C4) ทวิจุดแปลง
พื้นที่สีเขียวเรืองแสงออกมาเมื่อเทียบกับการเรืองแสงออกมาในพื้นที่สีแดงสำหรับผสมแบคทีเรียที่มี 10%, 2%, 0.5% และ 0.1% ของทน E. coli JM109 / pUC19 ตามลำดับ (C5)
แปลงเปอร์เซ็นต์ตรวจพบแบคทีเรียทนต่อยาปฏิชีวนะเมื่อเทียบกับร้อยละทฤษฎีพร้อมกับเส้นโค้งการถดถอยเชิงเส้น สำหรับแต่ละตัวอย่างวิเคราะห์ใน
HSFCM 4 นาทีของการเก็บข้อมูลได้ดำเนินการ.
ตัน Huang et al, / ไบโอเซนเซอร์และ Bioelectronics 80 (2016) 323-330 327
ไปสู่การวินิจฉัยการติดเชื้อทนต่อยาปฏิชีวนะในปัสสาวะคลินิก
ตัวอย่างโดยไม่ต้องเพาะปลูก E. coli ATCC 35218 เป็น TEM-1 β-lactamase ผลิตสายพันธุ์กับ blaTEM-1 ยีนเก็บงำใน
โครโมโซมและมันได้ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางว่าเป็นการควบคุมคุณภาพ
สายพันธุ์สำหรับการทดสอบความต้านทานยาปฏิชีวนะ ยี่สิบสี่ปัสสาวะคลินิก
ตัวอย่างได้รับการทดสอบและสี่ของพวกเขาได้รับการพิจารณาเป็น TEM-1
β-lactamase ในเชิงบวกต่อ HSFCM มะเดื่อ. 4 แสดงการไหลของข้อมูล cytometric สำหรับเชื้อ E. coli ATCC 35218 และสองตัวแทน TEM-1
β-lactamase ตัวอย่างในเชิงบวก สำหรับเชื้อ E. coli ATCC 35218, เรืองแสงสีเขียวของ TEM-1 β-lactamase ตรวจพบพร้อมกับสีแดง
เรืองแสงของดีเอ็นเอของแบคทีเรียสำหรับเกือบทุกรายแบคทีเรีย
เซลล์ (97.4% แผง 4A) สำหรับตัวอย่างทางคลินิก # 1 (แผง 4b) มากขึ้น
ยอดเขาถูกตั้งข้อสังเกตในช่องเรืองแสงสีแดงกว่าที่
ในช่องสีเขียวเรืองแสง bivariate จุดพล็อตของ
พื้นที่สีเขียวเรืองแสงออกมาเมื่อเทียบกับการเรืองแสงสีแดงระเบิด
พื้นที่แสดงให้เห็นว่ามีสองประชากรที่แตกต่างกันของแบคทีเรีย
ในชิ้นงานและจำนวนประชากรของแบคทีเรียยาปฏิชีวนะทน
วัดจะเป็น 46.3% หาจุดพล็อตของกลุ่มตัวอย่างทางคลินิก # 2
(แผง 4C) แบคทีเรียทนถูกตรวจพบและประชากรของเชื้อแบคทีเรียที่ทนต่อยาปฏิชีวนะที่ถูกวัดจะเป็น 90.4%.
นอกจากนี้เรายังได้รับการปลูกฝังยี่สิบสี่ตัวอย่างปัสสาวะทางคลินิกและ
การระบุที่สิบสองตัวอย่าง สามารถเจริญเติบโตได้ใน LB วัฒนธรรมกลาง
ที่มี carbenicillin ข้อมูล HSFCM สำหรับตัวแทน
ที่ไม่ทนและทนต่อยาปฏิชีวนะสอง แต่ TEM-1 β-lactamase
เชิงลบตัวอย่างปัสสาวะทางคลินิกที่มีให้ในรูปของ S4
ข้อมูลเพิ่มเติม มันได้รับรายงานว่า TEM-1 β-
lactamase เป็นผู้รับผิดชอบสำหรับ 90% ของความต้านทาน ampicillin ใน E. coli
(Barker, 1999) เหตุผลที่สี่สิบสองตัวอย่างปัสสาวะทนต่อยาปฏิชีวนะได้รับการวินิจฉัยว่าเป็น TEM-1 β-lactamase ในเชิงบวกในการศึกษาครั้งนี้สามารถกำหนดความจริงที่ว่าตั้งแต่
แยกแรกของ TEM-1 β-lactamase ในต้นปี 1960 มี ได้
โผล่ออกมาขยายสเปกตรัมβ-lactamases (เชื้อ E.coli หรือ) (แบรด,
2001) แม้ว่า TEM-1 ยังคงเป็นที่แพร่หลายมากที่สุดβ-lactamase
(โอลเซ่น, 2015) ที่อุบัติการณ์ประมาณหนึ่งในสามของ TEM-1
ในเชิงบวกในตัวอย่างทางคลินิกทนให้เห็นถึงความหลากหลายของβ-
lactamases ในการตั้งค่าทางคลินิกในปัจจุบัน
การแปล กรุณารอสักครู่..