藉由固相式吸附富集微生物核酸以快速鑑定微生物與抗藥性的檢測系統

隨著菌血症與敗血症案例上升，臨床對於快速、準確診斷病原體與抗藥性的需求日增。然而現行血液培養流程繁瑣、耗時，常延誤治療。總體基因體定序（mNGS）雖具潛力，卻受限於臨床樣本中人源核酸過多，導致病原核酸偵測困難。為解決此問題，本團隊開發一套專為奈米孔定序（ONT）設計的血液樣本前處理流程，具備選擇性裂解宿主細胞與固相吸附去除核酸功能，能有效提升病原體核酸比例，加速定序與分析，改善臨床診斷效率。此技術特色如下：

• 選擇性裂解宿主細胞：使用非離子性界面活性劑破壞宿主細胞膜，使宿主核酸游離於樣本中。
• 固相吸附去除非目標核酸：透過物理方式吸附游離核酸，取代傳統酵素法，有效去除宿主核酸同時保留病原菌的長片段核酸，並排除定序抑制物。
• 搭配奈米孔定序平台後，15分鐘內可產出初步定序資料，並即時進行分析。
• 若微生物在樣本中所佔讀序比例達1%以上，即可判定為目標微生物，並估算其相對豐度。

本技術進一步結合團隊開發的抗藥性預測方法，可在約 20倍基因體覆蓋深度下，準確判定：

• 病原菌染色體突變位點
• 質體抗藥基因之亞型與數量

透過模擬實驗，我們成功在含 29個抗藥基因的克雷伯氏肺炎菌（Klebsiella pneumoniae）中進行血液瓶培養後的快速鑑定，並證實僅需 6小時內的定序時間即可產出足以完成抗藥性分析的資料。

本技術檢測系統已獲得台灣發明專利(專利號：I865877)，美國發明專利(申請號:18/062,181)審查中，並與醫學中心合作進行臨床樣本驗證，已完成超過100件樣本測試，結果與傳統檢驗方法高度一致。整體檢測流程從取得血液培養瓶樣本起算，最快可於6～10小時內提供菌種及抗藥基因報告，大幅縮短診斷時間。

未來，本團隊將進一步推動技術移轉與系統優化，朝向開發具自動化、快速、高效率與低成本的產品原型，並拓展其臨床應用場景。本技術商品化後所獲得之回饋資源，亦將反饋於研究團隊，持續投入於即時分子診斷技術的精進與開發，期望打造出能守護感染症病患健康的精準診斷平台。