科学家们在识别和治疗致命病原体感染的准确性和速度方面取得了重大突破。在许多情况下，这是挽救病人生命的关键时刻。

韩国蔚山国家科学技术研究所（UNIST）的科学家们公布了他们的新型诊断技术，称为荧光原位杂交（FISH），该技术使用人工聚合物 —— 肽核酸（PNA） —— 作为探针，与细菌内的不同基因序列结合。当两个探针分子与目标结合时，就会发出荧光信号，从本质上揭示不同病原体的指纹。

科学家们指出：“荧光原位杂交（FISH）技术可以根据微生物基因组序列的变化快速检测和鉴定微生物，而无需耗时的培养或测序。”“然而，最近微生物基因组数据的爆炸使得设计一套合适的微生物混合物探针变得具有挑战性。我们通过分析所有细菌种类中16S核糖体RNA序列的变化，开发了一套新的基于肽核酸（PNA）的FISH探针，具有最佳的靶标特异性。”

在实验室中，FISH检测到七种常见的感染人类的细菌 —— 肺炎克雷伯菌、奇迹变形杆菌、枯草芽孢杆菌、粪肠球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌。事实证明，除了金黄色葡萄球菌（一种感染皮肤组织的病原体）之外，它的准确率超过99%，其成功率仍然很高，为96.3%。有的检出率高达99.9%。

“检测基于Förster共振能量转移（FRET）对相邻的结合PNA探针消除了物种之间的串扰，”科学家们说。“使用化学可切割的荧光团，在不影响检测准确性的情况下，实现了快速序列物种鉴定。由于其出色的准确性和提高的速度，这套技术在临床应用中显示出巨大的潜力。”

虽然这听起来（有点）简单，但该系统的有效性掩盖了为开发它所做的工作。该团队分析了14614种细菌的19885个已知基因序列，然后设计了物种特异性PNA序列，以细菌的核糖体RNA为目标。与传统的DNA探针相比，PNA探针具有明显的优势，可以穿过病原体的细胞壁。将两个探针与同一病原体结合可以提高准确性，特别是在由几种病原体引起的疾病的情况下。

FISH可以在不到三小时的时间内产生这些结果。传统的诊断工具 —— 血液测试和聚合酶链反应（PCR）分析 —— 可能需要几天到几周的时间。对于与脓毒症等时间紧迫、危及生命的感染作斗争的患者来说，尽快诊断和治疗至关重要。

结果的快速转变也有助于避免患者服用不正确的抗生素。

“这种方法将有助于诊断需要立即抗生素治疗的感染，如败血症、尿路感染和肺炎，同时也有助于减少不必要的抗生素使用，”来自UNIST生物医学工程系的第一作者Sungho Kim博士说。

现在，该团队将对从病人身上采集的血液样本进行更多的测试，以评估FISH在临床环境中的表现。

这项研究发表在《生物传感器与生物电子学》杂志上。

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