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“拉曼組”(Ramanome)是指在特定的條件和時間點下,一個細菌細胞群體之單細胞拉曼光譜的集合。基于拉曼測定法,中國的研究小組發明了一種新技術,可以評估即將進行根管治療的牙齒中仍然存在并且代謝活躍,但不再生長的病原體。
這項技術可以限制再次感染的發生,同時減少所需抗菌藥的劑量,以降低產生副作用的可能性。
牙齒微生物感染的常見病例主要包括蛀牙或損傷,使牙齒內部的神經組織和血管成為病原微生物生長的家園。基于這一點,病人必須接受根管治療,包括去除牙髓組織以及用抗生素對牙齒內部進行消毒。
在牙科感染中,經常出現的是糞腸球菌(E. faecalis),它對許多抗生素都產生了耐藥性。因此,糞腸球菌通常牙齒再次感染是罪魁禍首,90% 的病例都是由它引發。
與此同時,白色念珠菌(C. ablicans)作為一種真菌,不僅會感染牙齒,還可造成更加廣泛的口腔感染。
在根管治療中,通常會使用次氯酸鈉(NaClO)和葡萄糖酸氯己定(CHX)漱口水進行口腔消毒,并清除掉糞腸球菌和白色念珠菌。
在抗生素的最小抑菌濃度(MIC)下,微生物會停止繁殖,但這并不意味著它們的代謝停止。換句話說,它們不會繁殖,但仍然存活。
這種“不繁殖但代謝活躍”的狀態對臨床是一個巨大的挑戰,因其可導致復發性和難治性感染。“要解決這個問題,臨床醫生不僅需要評估微生物是否仍在繁殖,還需要知道它們是否仍然處在代謝活躍的狀態?!?青島市立醫院口腔醫學中心副主任、這兩篇論文的通訊作者楊芳說道:“因此,我們設計了一種新技術,使這樣的評估得以實現?!?/span>
研究人員們基于單細胞拉曼光譜法(SCRS),并借助臨床單細胞拉曼藥敏快檢儀(CAST-R)來完成了這項任務。這種新型儀器是由中國科學院由青島生物能源與過程研究所單細胞中心開發的,它使我們能夠在單個細胞而不是數十億細胞的水平(細菌或真菌,或其他任何類型的細胞)來識別新陳代謝活動。
SCRS 使用激光“鑷子”來操縱單個細胞,同時,拉曼光譜學技術可以識別這些分子。在用重水(D2O)喂養微生物后,SCRS 可以跟蹤微生物對 D2O 的攝取,以利用 D2O 來評估微生物的代謝活動。
D2O標記的白色念珠菌( C. albicans )的單細胞拉曼顯微光譜|參考資料[1]
接下來,研究人員使用基于D2O的SCRS技術來評估和比較三種抗菌藥抑制代謝的能力:包括前面提到的 NaClO,CHX,以及過氧化氫(H2O2)。他們發現,通過將抗生素最小抑菌濃度增加一倍,可以實現對微生物代謝活動(MIC-MA)更完全的抑制。
更令人興奮的是,他們的研究表明,如果將三種抗菌藥中的兩種結合使用,而不是只使用一種,低濃度的抗菌藥就足以產生同樣的抑菌作用,從而減少副作用的發生。
與最小抑菌濃度一樣,MIC- MA的劑量不是抗菌藥的固有屬性,而是取決于感染者本人。因此,研究人員希望今后繼續開發他們的技術,能對不同的病人個性化定制屬于他們的抑菌濃度。
這樣的話,就能降低抗菌藥物的使用劑量以達到同樣的治療效果,避免抗生素的過度使用。
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