微型機械人極速驗難辨梭菌毒素
2019-02-14

難辨梭菌感染,是常見的醫院內腸道感染,最嚴重可令腸道穿孔,甚至死亡。以往確診此病,檢測往往需時2至3日,而利用香港中文大學最新研發的微型「機械人」,只需15分鐘即可檢測出毒素,可讓醫護人員盡快對症下藥。研究亦已刊登於《Science Advances》期刊。

 

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將載有排泄物樣本及微型機械人的容器放入左邊的儀器,便可以右邊的控制器開始檢測程序。

中大莫慶堯醫學講座教授、消化疾病研究所主任沈祖堯表示,「近年難辨梭菌感染個案數字升幅顯著,由2006年每10萬名公立醫院住院病人有15.4人確診,上升至2014年的36.3人;逾一成住院兩星期的病人受感染。」

毒素可致命
難辨梭菌通常透過接觸患者排泄物或受污染物件傳播。沈祖堯表示,「此菌分泌的毒素,會引致患者腸道黏膜潰爛,出現腹瀉、發燒、出血、脫水等症狀,嚴重時患者或會穿腸、引發腹膜炎、敗血病,甚至死亡。長者、正服用抗生素人士為高危一族。」威爾斯親王醫院的數據指出,有25.7%患者會於60日內死亡,亦有10.7%人士於30日內復發。
 

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沈祖堯(左)及張立(右)手上的,就是以孢子合成的微型機械人。

螢光顯示檢測結果
治療難辨梭菌感染需服用特定的抗生素,但傳統的檢驗方法,以患者排泄物樣本做GDH及NAAT兩個測試才可以確診,一般需時2至3日,對於患者而言比較漫長。因此中大機械與自動化工程學系副教授張立及其研究團隊,研發出以孢子合成的微型機械人,能夠大大縮短檢測時間。張立解釋,「它們帶有發出螢光的『碳量子點』,當遇上難辨梭菌的毒素,便會產生化學反應,使螢光減弱,從而確診病症。」沈祖堯補充,今年內將會於醫院實試,有望未來取代傳統檢測方法。


15分鐘完成
由於微型機械人能夠在外部施加磁場之下於排泄物樣本中遊走,並主動尋找毒素,檢測度及敏感度較一般被動的化學檢測高,難辨梭菌毒素測試只需15分鐘便可完成。張立表示,「孢子就像一個載具可帶上不同東西,因此這檢查方法亦適用於其他生物分析領域,如食品、化學品及其他細菌檢測等。我們亦將建構一個臨床應用的自動化微型機械人診斷平台,提升臨床化驗效率及準確度。」

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測試結果(紅圈)顯示,沒有毒素的樣本(左)螢光強度不變,而有毒素(右)的話,螢光會變暗。
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