抗生素耐藥性（Antimicrobial resistance,AMR）是一個日益嚴(yán)峻的全球性衛(wèi)生問題，導(dǎo)致人類和動物的許多疾病無法得到有效治療。目前動物耐藥性監(jiān)測方法效率低下，且效果不佳，使問題進(jìn)一步復(fù)雜化。然而，自動化液體處理系統(tǒng)與高通量測序平臺的聯(lián)合使用，意味著可以從食用動物中獲得的大量樣本中識別抗生素耐藥性，可以有效防止耐藥基因流向人類。

AMR的影響

AMR正在全球范圍內(nèi)上升，已成為與氣候變化一樣緊迫的挑戰(zhàn)。它的出現(xiàn)是因?yàn)榭股�素的不�?dāng)使用，以及未經(jīng)處方使用抗生素。更重要的是，缺乏治療細(xì)菌感染的新藥物。這個問題并不僅限于人類，因?yàn)樵S多相同或密切相關(guān)的抗生素也同樣被用于治療動物。這可能導(dǎo)致耐藥病原體在動物體內(nèi)得以進(jìn)化，然后通過食物鏈轉(zhuǎn)移給人類——并攜帶了耐藥基因。動物身上發(fā)現(xiàn)的越來越多的耐藥病原體可能會導(dǎo)致：

人類發(fā)病率增加

人類死亡率增加

人類使用相關(guān)抗生素的療效降低

人類醫(yī)療保健成本增加

攜帶和傳播病原體的可能性增加

人類病原體的耐藥性發(fā)生頻率增加

因此，從食用動物獲得的抗生素耐藥性對人類健康構(gòu)成的威脅迫在眉睫，必須在轉(zhuǎn)移給人類之前進(jìn)行檢測，這也是抗生素耐藥性監(jiān)測的切入點(diǎn)。

根據(jù)2019年AMR報(bào)告，AMR在全球?qū)е铝?27萬人死亡，已超過了獲得性免疫缺陷病(AID)導(dǎo)致的死亡人數(shù)。此外，AMR還間接導(dǎo)致495萬人的死亡。

AMR監(jiān)測

AMR監(jiān)測系統(tǒng)專門用于尋找出現(xiàn)在食用動物中的耐藥病原體，同時為保護(hù)人類健康提供了一個至關(guān)重要的屏障。盡管這些系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)持續(xù)運(yùn)行，但目前的做法仍然是不夠的。主要問題是成本，因?yàn)橐粋�單獨(dú)菌株從開始到結(jié)束的費(fèi)用約為300澳元，相當(dāng)于每年同一來源的一個菌群的檢測費(fèi)用為6萬澳元。這導(dǎo)致檢測的樣本量較少，且最終得出的結(jié)論也非常有限。

例如，丹麥擁有世界上最好的養(yǎng)豬場監(jiān)測系統(tǒng)之一。但是，平均每年只調(diào)查了193個大腸桿菌菌落。這幾乎不可能準(zhǔn)確表述耐藥病原體的分布情況，當(dāng)然也沒有足夠的數(shù)據(jù)來指導(dǎo)AMR的關(guān)鍵決策。然而，實(shí)驗(yàn)室自動化可以為這些問題提供一個有潛力的解決方案，可以對大批量樣本進(jìn)行高成本效益的處理，從而提供更切實(shí)的證據(jù)，幫助保護(hù)這些救命的藥物。

自動化藥敏平臺(RASP)

RASP是一個自動化平臺，可高通量監(jiān)測多種應(yīng)用，包括食品生產(chǎn)動物的耐藥性。它可以提供快速和可靠的數(shù)據(jù)，為獸醫(yī)、農(nóng)民和政府機(jī)構(gòu)就動物種群中的AMR 提供建議。由于AMR會隨著時間和地點(diǎn)的變化而變化，因此該靈活平臺能夠捕捉到現(xiàn)有和新出現(xiàn)的耐藥性，并對進(jìn)化模式提供科學(xué)分析。

更重要的是，這個平臺可以處理和檢測大批量的樣本，并提供可靠數(shù)據(jù)。將Tecan®的自動化平臺、Bruker®的MALDI-TOF和Illumina®測序平臺結(jié)合到一個高通量解決方案中，在遵守國際公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)的同時，可以快速篩選數(shù)千個樣本，并在大量菌種中研究AMR。

傳統(tǒng)的檢測方法只隨機(jī)挑選一種不代表該物種AMR的菌株。使用RASP，整個過程是自動化的，可以處理上千個分離株，以生成可靠的、具有代表性的AMR數(shù)據(jù)。在短短兩周內(nèi)，可以處理多達(dá)4000個分離株，而成本只是傳統(tǒng)方法的一小部分——用于MIC敏感性檢測的每個分離株只需6澳元。

這些數(shù)據(jù)可以用來鑒定高度耐藥的菌株，以及一個物種內(nèi)和不同農(nóng)場之間的耐藥性。這些數(shù)據(jù)還可以被整理進(jìn)國家的數(shù)據(jù)庫，更重要的是，這些數(shù)據(jù)可以反饋給農(nóng)民、獸醫(yī)和決策者，以指導(dǎo)適當(dāng)?shù)闹委焹?yōu)化。

自動化與基因組學(xué)結(jié)合帶來的影響

耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）對人類和動物造成嚴(yán)重的健康問題。在澳大利亞，發(fā)現(xiàn)了一種高毒性的MRSA菌株，它從人類轉(zhuǎn)移到豬身上，然后再次感染人類。利用高通量自動化和基因組學(xué)，可以追蹤該菌株的起源。人們發(fā)現(xiàn)，來自不同國家的農(nóng)場工人攜帶的人類MRSA菌株最終在在澳大利亞的豬身上定居。最后通過增強(qiáng)農(nóng)民教育和優(yōu)化流程來改善這一影響，工人也開始戴口罩并改善手部衛(wèi)生。

結(jié)論

自動化和基因組學(xué)的結(jié)合是微生物學(xué)的未來。升級使用先進(jìn)的液體處理平臺，使我們能夠快速評估AMR干預(yù)措施，改變細(xì)菌管理策略，調(diào)查疫情并篩查人類和動物中的病原體。RASP是AMR監(jiān)測的新一代方法，可顯著提高通量并降低成本，從而更好地制定決策，以減少AMR的全球影響。