Pathogene Mikroorganismen sind Mikroorganismen, die in den menschlichen Körper eindringen und dort Infektionen und sogar Infektionskrankheiten bzw. Krankheitserreger verursachen können.Unter den Krankheitserregern sind Bakterien und Viren die schädlichsten.

Infektionen sind eine der Hauptursachen für Morbidität und Tod beim Menschen.Zu Beginn des 20. Jahrhunderts veränderte die Entdeckung antimikrobieller Medikamente die moderne Medizin, indem sie dem Menschen eine „Waffe“ zur Bekämpfung von Infektionen in die Hand gab und auch Operationen, Organtransplantationen und Krebsbehandlungen ermöglichte.Es gibt jedoch viele Arten von Krankheitserregern, die Infektionskrankheiten verursachen, darunter Viren, Bakterien, Pilze und andere Mikroorganismen.Um die Diagnose und Behandlung verschiedener Krankheiten zu verbessern und die Gesundheit der Menschen zu schützen

Gesundheit erfordert genauere und schnellere klinische Testtechniken.Was sind also die mikrobiologischen Nachweistechnologien?

01 Traditionelle Erkennungsmethode

Beim traditionellen Nachweis pathogener Mikroorganismen müssen die meisten von ihnen gefärbt und kultiviert werden. Auf dieser Grundlage erfolgt eine biologische Identifizierung, sodass verschiedene Arten von Mikroorganismen identifiziert werden können und der Nachweiswert hoch ist.Zu den traditionellen Nachweismethoden gehören hauptsächlich Abstrichmikroskopie, Trennkultur und biochemische Reaktion sowie Gewebezellkultur.

1 Abstrichmikroskopie

Pathogene Mikroorganismen sind klein und die meisten sind farblos und durchscheinend.Nach dem Färben können sie mithilfe eines Mikroskops auf ihre Größe, Form, Anordnung usw. untersucht werden.Die mikroskopische Untersuchung mit direkter Abstrichfärbung ist einfach und schnell und kann für die frühe vorläufige Diagnose auch auf pathogene mikrobielle Infektionen mit Sonderformen wie Gonokokkeninfektion, Mycobacterium tuberculosis, Spirochäteninfektion usw. angewendet werden.Die Methode der direkten fotomikroskopischen Untersuchung ist schneller und kann zur visuellen Inspektion von Krankheitserregern mit Sonderformen eingesetzt werden.Es sind keine speziellen Instrumente und Geräte erforderlich.Es ist immer noch ein sehr wichtiges Mittel zum Nachweis pathogener Mikroorganismen in Basislabors.

2 Trennkultur und biochemische Reaktion

Die Trennkultur wird vor allem dann eingesetzt, wenn viele Bakterienarten vorhanden sind und eine davon getrennt werden muss.Die Anwendung erfolgt meist in Sputum, Kot, Blut, Körperflüssigkeiten etc. Da die Bakterien lange wachsen und sich vermehren, benötigt diese Testmethode eine gewisse Zeit., Und kann nicht in Chargen verarbeitet werden, daher hat der medizinische Bereich weiterhin diesbezüglich geforscht und automatisierte Trainings- und Identifizierungsgeräte verwendet, um die traditionellen Trainingsmethoden zu verbessern und die Genauigkeit der Erkennung zu verbessern.

3 Gewebezellkultur

Zu den Gewebezellen gehören hauptsächlich Chlamydien, Viren und Rickettsien.Da die Arten von Gewebezellen bei verschiedenen Krankheitserregern unterschiedlich sind, müssen die lebenden Zellen nach der Entfernung des Gewebes von den pathogenen Mikroorganismen durch Subkultur kultiviert werden.Kultivierte pathogene Mikroorganismen werden zur Kultivierung in Gewebezellen eingeimpft, um zellpathologische Veränderungen so weit wie möglich zu reduzieren.Darüber hinaus können bei der Kultivierung von Gewebezellen pathogene Mikroorganismen direkt in empfindliche Tiere eingeimpft werden, und dann können die Eigenschaften von Krankheitserregern anhand der Veränderungen in den Geweben und Organen der Tiere getestet werden.

02 Gentesttechnik

Mit der kontinuierlichen Verbesserung des Niveaus der Medizintechnik in der Welt können die Entwicklung und der Fortschritt der molekularbiologischen Nachweistechnologie, mit der pathogene Mikroorganismen effektiv identifiziert werden können, auch den aktuellen Status der Anwendung externer morphologischer und physiologischer Merkmale im herkömmlichen Nachweisprozess verbessern und einzigartige Gene verwenden. Die Fragmentsequenz identifiziert die Arten pathogener Mikroorganismen, sodass die Gentesttechnologie im Bereich der klinischen medizinischen Tests weit verbreitet ist und ihre eigenen einzigartigen Vorteile bietet.

1 Polymerase-Kettenreaktion (PCR)

Die Polymerase-Kettenreaktion (Polymerase-Kettenreaktion, PCR) ist eine Technik, die bekannte Oligonukleotid-Primer verwendet, um eine kleine Menge des zu testenden Genfragments in einem unbekannten Fragment in vitro zu steuern und zu verstärken.Da die PCR das zu testende Gen amplifizieren kann, eignet sie sich besonders für die Frühdiagnose einer Pathogeninfektion. Wenn die Primer jedoch nicht spezifisch sind, kann es zu falsch positiven Ergebnissen kommen.Die PCR-Technologie hat sich in den letzten 20 Jahren rasant weiterentwickelt und ihre Zuverlässigkeit hat sich von der Genamplifikation über das Klonen und Transformieren von Genen bis hin zur genetischen Analyse schrittweise verbessert.Diese Methode ist auch die wichtigste Nachweismethode für das neue Coronavirus bei dieser Epidemie.

Foregene hat ein RT-PCR-Kit entwickelt, das auf der Direct-PCR-Technologie basiert und zum Nachweis von normalen 2-Genen, 3-Genen und Varianten aus Großbritannien, Brasilien, Südafrika und Indien, der B.1.1.7-Linie (UK), der B.1.351-Linie (ZA), der B.1.617-Linie (IND) bzw. der P.1-Linie (BR) dient.

2 Gen-Chip-Technologie

Unter Genchip-Technologie versteht man den Einsatz der Microarray-Technologie, um hochdichte DNA-Fragmente in einer bestimmten Reihenfolge oder Anordnung durch Hochgeschwindigkeitsrobotik oder In-situ-Synthese an feste Oberflächen wie Membranen und Glasscheiben zu binden.Mit isotopen- oder fluoreszenzmarkierten DNA-Sonden und mit Hilfe des Prinzips der Basenkomplementärhybridisierung wurden zahlreiche Forschungstechniken wie Genexpression und Monitoring durchgeführt.Durch den Einsatz der Genchip-Technologie zur Diagnose pathogener Mikroorganismen kann die Diagnosezeit deutlich verkürzt werden.Gleichzeitig kann es auch erkennen, ob der Erreger eine Arzneimittelresistenz aufweist, gegen welche Arzneimittel resistent ist und gegen welche Arzneimittel empfindlich ist, um so Referenzen für klinische Medikamente bereitzustellen.Allerdings sind die Produktionskosten dieser Technologie relativ hoch und die Empfindlichkeit der Chiperkennung muss verbessert werden.Daher wird diese Technologie immer noch in der Laborforschung eingesetzt und hat in der klinischen Praxis keine breite Anwendung gefunden.

3 Nukleinsäure-Hybridisierungstechnologie

Bei der Nukleinsäurehybridisierung handelt es sich um einen Prozess, bei dem einzelne Nukleotidstränge mit komplementären Sequenzen in pathogenen Mikroorganismen in Zellen zu Heteroduplexen verschmelzen.Der zur Hybridisierung führende Faktor ist die chemische Reaktion zwischen Nukleinsäure und Sonden zur Identifizierung pathogener Mikroorganismen.Derzeit umfassen die Nukleinsäure-Rückkreuzungstechniken, die zum Nachweis pathogener Mikroorganismen verwendet werden, hauptsächlich die Nukleinsäure-in-situ-Hybridisierung und die Membran-Blot-Hybridisierung.Als Nukleinsäure-in-situ-Hybridisierung bezeichnet man die Hybridisierung von Nukleinsäuren in Erregerzellen mit markierten Sonden.Membran-Blot-Hybridisierung bedeutet, dass, nachdem der Experimentator die Nukleinsäure der Pathogenzelle abgetrennt hat, diese gereinigt und mit einem festen Träger kombiniert und dann mit der Abrechnungssonde hybridisiert wird.Die Buchhaltungshybridisierungstechnologie bietet die Vorteile einer bequemen und schnellen Bedienung und ist für empfindliche und zielgerichtete pathogene Mikroorganismen geeignet.

03 Serologische Tests

Serologische Tests können pathogene Mikroorganismen schnell identifizieren.Das Grundprinzip der serologischen Testtechnik besteht darin, Krankheitserreger anhand bekannter Erregerantigene und -antikörper nachzuweisen.Im Vergleich zur herkömmlichen Zelltrennung und -kultur sind die Arbeitsschritte serologischer Tests einfach.Zu den häufig verwendeten Nachweismethoden gehören der Latexagglutinationstest und die enzymgebundene Immunoassay-Technologie.Die Anwendung der enzymgebundenen Immunoassay-Technologie kann die Empfindlichkeit und Spezifität serologischer Tests erheblich verbessern.Es kann nicht nur das Antigen in der Testprobe, sondern auch die Antikörperkomponente nachweisen.

Im September 2020 hat die Infectious Diseases Society of America (IDSA) Richtlinien für serologische Tests zur Diagnose von COVID-19 herausgegeben.

04 Immunologische Tests

Der immunologische Nachweis wird auch als immunomagnetische Bead-Separationstechnologie bezeichnet.Diese Technologie kann pathogene und nicht pathogene Bakterien in Krankheitserreger trennen.Das Grundprinzip ist: die Verwendung magnetischer Mikrokügelchen zur Trennung eines einzelnen Antigens oder mehrerer Arten spezifischer Krankheitserreger.Die Antigene werden zusammengefügt und die pathogenen Bakterien werden durch die Reaktion des Antigenkörpers und des externen Magnetfelds von den Krankheitserregern getrennt.

Hotspots zur Erkennung von Krankheitserregern – Erkennung von Krankheitserregern in den Atemwegen

Foregenes „15-Kit zum Nachweis pathogener Bakterien im Atmungssystem“ befindet sich in der Entwicklung.Das Kit kann 15 Arten pathogener Bakterien im Sputum nachweisen, ohne dass die Nukleinsäure im Sputum gereinigt werden muss.Was die Effizienz betrifft, verkürzt es die ursprünglichen 3 bis 5 Tage auf 1,5 Stunden.