用于诊断微生物感染的组合物和装置制造方法及图纸

本发明专利技术关于对在人类和动物中诊断微生物感染的、包括检测和表征微生物感染的新型、可靠、快速和廉价方法的需求，或对用于在各种环境诸如食物或饲料样品中检测和表征微生物感染的方法的需求。本发明专利技术提供用于诊断、检测和／或表征微生物感染或污染的组合物、平台、试剂盒和方法。尤其是，本发明专利技术涉及用于诊断、检测和／或表征尿路感染的这种组合物、平台、试剂盒和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于诊断、检测和/或表征微生物感染或污染的组合物、平台、试剂盒和方法。尤其是，本专利技术涉及用于诊断、检测和/或表征尿路感染的这种组合物、平台、试剂盒和方法。
技术介绍
尿路感染(UTI): 尿路感染是通常实践中最常见的感染之一以及西方世界最常见的医院感染。总患 病率是3_5%，每年在18/1， 000居民发生1。 感染在女性最为普遍(风险比男性高六倍)，这通常解释为这样的事实，即尿道的 开口处于与阴道菌群直接接触，且女性尿道相当短，相反男性尿道长4-5倍，从而保护了尿 道。至于年龄组，感染在生命的早期即一岁以下、和生命的晚期即>60岁的年龄最为常见。 尽管大多数感染是简单的下UTI即膀胱感染，通常不经抗菌素治疗而自身痊愈， 但UTI还可以是复杂的，带有上行的肾感染，可以扩散到血液，导致败血症和败血性休克。 大约50%的大肠杆菌(Escherichia coli)菌血症以尿道为病灶，尽管有有效的抗菌素，这 些感染的死亡率是大约20%。尿毒症和透析治疗的肾损伤在超过三分之一的病例中是由慢 性尿路感染导致的。对尿道的操作步骤和其它医原性的操作诸如膀胱镜检查、导管插入术 等导致大量感染，如膀胱导管插入术导致一周后30-50%的患者的、一个月后几乎100%的菌尿。致病机理和病原学 UTI可以是由诸如腺病毒的病毒和由鞭毛虫类诸如阴道毛滴虫(Trichomonas vaginalis)导致的，但大多数的感染(> 98% )是由细菌导致的，在多数病例中该细菌来 源于患者自身直肠的菌群。由于偶然或卫生差，细菌可以从直肠和肛门经由会阴扩散到阴 道，细菌可以在阴道和尤其是尿道外周围的区域形成菌落。根据这一点，由诸如如抑制局部 免疫功能的低温等因素或由物理因素诸如性交帮助，细菌获得进入尿道的机会。如果该细 菌含有特异性致病因子，帮助它们粘附到尿道和膀胱的粘膜上，细菌就可以渗入上皮并穿 过上皮，进入下方的组织。传染过程接着发生的是细胞内微菌落形成，上皮细胞凋亡，细胞 物质和细菌释放到膀胱腔，有重新感染的危险。在许多情况，免疫系统将大体上除去细菌并 恢复膀胱壁组织的正常功能，但膀胱腔中的细菌可以提供足够时间经由输尿管再次上升到 肾盂，在肾盂中细菌可以进一步扩散到肾脏的髓质和皮质，导致肾盂肾炎、肾周脓肿或肾内 脓肿或其它不幸事件。 免疫反应可以通过尿和牵涉到的组织中增加数目的白细胞，大多数是粒细胞而观 察到。在大多数持续病例中，在2-3周后也可以测量到针对侵入者的特定抗体。大肠杆菌 是主要起因，造成60-90X的UTI，因为这种细菌通常保持有造成UTI必需的致病因子，即 粘附性质(对膀胱上皮上的受体有特别嗜好的纤毛或菌毛)、细胞移动(鞭毛)和大量其 它致病因子，这使得该细菌规避免疫功能并渗入人类组织。其余的感染是由其它肠杆菌科 (Enterobacteriaceae)(克雷伯氏菌属(Klebsiella)禾口肠杆菌属(Enterobacterspp.)、变形杆菌属(Proteus spp.))和一些革兰氏阳性细菌(肠球菌(Enterococci)、腐生性葡萄 球菌(Staphylococcus saprophytics)、气球菌属(Aerococcus spp.))禾口很少的念珠菌属 (Candida spp.)导至文的。支原体(Mycoplasma)禾口脲原体属(Ureaplasma spp)在UTI中的 可能作用仍有争论。 细菌可能见于不具有症状或其它体征(如白细胞尿)的患者的尿中，即所谓的无 症状菌尿。这在老年患者尤其常见，在许多研究中已发现10_15%的普遍性。 临床表现 膀胱感染导致局部疼痛，可以在耻骨后感觉到，或可能在腰部感觉到-但这通常 是牵涉到肾的体征，以及排泄期间疼痛。还有，膀胱中的剌激将导致频繁排泄。还可演变为 发热，尽管这通常在肾盂肾炎的情形常见。尿将改变颜色和浑浊度，变得发暗、浑浊和有时 伴有血尿，即由于从受创的膀胱上皮的少量出血而存在红细胞。如果继发菌血症，患者将发 展败血症的体征，伴有全身痛和不舒服、高热和战栗。 即使是患上简单的UTI，患者也将由于该疾患而丧失工作能力，因此将留在家里无法工作并寻求医学帮助。 UTI的诊断 因为尿道通常是无菌的并带有低数目白细胞，细菌和增加数目的白细胞的存在指 示感染。UTI的诊断是基于典型症状以及无菌地获得的尿样中细菌和增加数目的白细胞的 存在。由于尿道外部分通常形成菌落，难以在排泄期间获得样品而不污染样品。为了避免 这种污染，获得无菌尿样的最佳途径是通过耻骨弓上穿剌，或经由膀胱导管或在肾盂感染 的情形经由经皮肤的肾造口术。但因为后面这些方法是相当麻烦和通常在绝大多数情况下 对患者是疼痛的，还需要入院，多数情况下收集的尿是中段尿(MSU)，即用无菌盐水润湿的 棉签清洁尿道口 ，随后患者排泄少量第一部分的尿来清洁尿道，之后排泄_中段_在无菌容 器中收集的样品_最后排泄剩余的尿体积到厕所。 还获取其它样品诸如尿道拭子或血培养物来指示尿道炎(如淋病)或菌血症。 用于诊断UTI的定量标准 由于当以MSU获取尿样时污染和随后评价结果的问题，以及一些患者可能具有无 症状菌尿的事实，直到十九世纪六十年代才在Edward Kass2的研究中发现，为了辨别无症 状患者和肾盂肾炎患者，至少10s细菌/ml尿的一种可能的尿病原体(见上述)必须存在 于间隔至少24h获取的两份尿样中。 后来发现，低至103细菌/ml尿的计数的典型尿病原体(见上述)指示患者中的 感染，该患者具有典型症状的UTI3，即Kass-标准2用于患有无症状菌尿的患者。 目前使用的诊断尿中细菌的方法 a)直接方法 1.^^:细菌可以通过对湿涂片的相差镜检术或通过对革兰氏染色制品的简 单光镜检术在尿样中可见。在湿涂片中，可观察到细菌的形状和可能的移动，但当然观察不 到细菌的革兰氏类型。这可以通过对革兰氏染液的光镜检术来分辨，在两种情况都可以观 察到白细胞并大致地定量。镜检术的问题是缺少特异性，即只能提供假定的细菌诊断，和敏 感性，即细菌只有当以至少105细菌/ml尿的数目存在时才可见。此外，镜检术将不揭示细 菌的抗菌素敏感性。关于以^ 1Q5细菌/ml的定量培养物作为UTI的标准4，相差镜检术具有58%的阳性预测值。 2. :诊断UTI的金标准。在实验室中，这通过定量培养进行，即标准化的环施加1 iU或10 iU尿到琼脂平板上。这允许通过计数培养的平板上菌落数目(菌落形成单 位，CFU)来定量细菌。如果预期低数目的细菌(如耻骨弓上穿剌或导管样品)，可以培养达 lml尿，允许计数低至l-2CFU/ml尿。培养可导致通过生化和其它类型的实验室检查进一 步诊断细菌。此外，可进行敏感性检验。方法的敏感性是通过定义100%，但在一些情况如 果未使用特定的培养基、大气或温度条件，细菌可能不生长( 一些气球菌属菌株可能只在 血琼脂上和C02中生长)，或如果患者已经开始抗菌素治疗，由于抗菌素阻遏，细菌可能不生 长。特异性不是100%，因为阳性培养物仍然可能包含污染物-这一结果应该联合症状和体 征以及尿中增加数目的白细胞的存在。定量环有+/-1/2108 CFU/ml的偏差，这表示只能进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，其包含半固体微生物生长培养基、两种或多种生色物质或荧光物质（或底物）和抗微生物剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2007-8-31 07115480.1;US 2007-8-31 60/969,260一种组合物，其包含半固体微生物生长培养基、两种或多种生色物质或荧光物质(或底物)和抗微生物剂。2. 根据权利要求1所述的组合物，其中所述半固体生长培养基包含色氨酸。3. 根据前述权利要求的任一项所述的组合物，其中所述半固体微生物生长培养基是这样一种培养基，在其上i) 加入16mg/l氨苄西林导致由参考菌株大肠杆菌(Escherichia coli)ATCC 25922形 成的菌落的生长或菌落的数目减少至少51ogCFU/ml，如将该组合物与包含105CFU/ml的悬 液接触并在37t:和环境大气培养该组合物18-24小时后确定的；ii) 加入32mg/l呋喃妥因导致由参考菌株腐生性(s即rophytics)ATCC49907形成的菌 落的生长或菌落的数目减少至少41ogCFU/ml，如将该组合物与包含105CFU/ml的悬液接触 并在37t:和环境大气培养该组合物18-24小时后确定的；iii) 加入700mg/l磺胺甲噻二唑导致由参考菌株大肠杆菌ATCC 25922形成的菌落的 生长或菌落的数目减少至少31og CFU/ml，如将该组合物与包含105CFU/ml的悬液接触并在 37t:和环境大气培养该组合物18-24小时后确定的；iv) 加入16mg/l甲氧苄啶导致由参考菌株大肠杆菌ATCC 25922形成的菌落的生长或 菌落的数目减少至少31og CFU/ml，如将该组合物与包含105CFU/ml的悬液接触并在37°C 和环境大气培养该组合物18-24小时后确定的；v) 加入16mg/l美西林导致由参考菌株大肠杆菌ATCC 25922形成的菌落的生长或菌落 的数目减少至少51og CFU/ml，如将该组合物与包含105CFU/ml的悬液接触并在37。C和环 境大气培养该组合物18-24小时后确定的。4. 根据前述权利要求的任一项所述的组合物，其中所述半固体培养基包含半乳糖聚合 物(琼脂)或明胶。5. 根据前述权利要求的任一项所述的组合物，其中所述微生物生长培养基选自以下组 成的组lso—sensitest琼月旨、Danish血琼月旨禾口 Mueller—Hinton培养基。6. 根据权利要求4或5所述的组合物，其中所述培养基包含从4-25g/l半乳糖聚合物。7. 根据前述权利要求的任一项所述的组合物，其中所述微生物生长培养基是对其上生 长的有机体(被处理以施加)或(能够施加)选择压的选择培养基，诸如对革兰氏阴性细 菌或对革兰氏阳性细菌选择性的培养基。8. 根据前述权利要求的任一项所述的组合物，所述组合物包含2种或更多种抗微生物 剂，诸如3种或更多种抗微生物剂，诸如4种或更多种抗微生物剂，或诸如5种或更多种抗 微生物剂。9. 根据前述权利要求的任一项所述的组合物，其中所述抗微生物剂或至少一种所述 抗微生物剂选自以下组成的组阿米卡星、阿莫西林、阿莫西林_克拉维酸、两性霉素_B、 氨苄西林、氨苄西林-舒巴坦、安普霉素、阿奇霉素、氨曲南、杆菌肽、苄青霉素、卡泊芬净、 头孢克洛、头孢羟氨苄、头孢氨苄、头孢噻吩、头孢唑林、头孢地尼、头孢吡肟、头孢克肟、 头孢甲肟、头孢哌酮、头孢哌酮舒巴坦、头孢噻肟、头孢西丁、头孢匹罗、头孢泊肟、头孢泊 肟_克拉维酸、头孢泊肟_舒巴坦、头孢丙烯、头孢喹肟、头孢他啶、头孢布烯、头孢噻呋、 Ceftobiprole、头孢曲松、头孢呋辛、氯霉素、氟苯尼考、环丙沙星、克拉霉素、克林沙星、克 林霉素、氯唑西林、粘菌素、复方磺胺甲噁唑(甲氧苄啶/磺胺甲噁唑)、达巴万星、达福普汀/Quinopristin、达托霉素、地贝卡星、双氯西林、多利培南、多西环素、恩氟沙星、尔他培南、 红霉素、氟氯西林、氟康唑、氟胞嘧啶、磷霉素、夫西地酸、加雷沙星、加替沙星、吉米沙星、庆 大霉素、亚胺培南、伊曲康唑、卡那霉素、酮康唑、左氧氟沙星、林可霉素、利奈唑胺、氯碳头 孢、美西林(氮卓西林)、美罗培南、双唑泰栓、美洛西林、美洛西林-舒巴坦、米诺环素、莫西 沙星、莫匹罗星、萘啶酸、新霉素、奈替米星、呋喃妥因、诺氟沙星、氧氟沙星、苯唑西林、培氟 沙星、青霉素V、哌拉西林、哌拉西林-舒巴坦、哌拉西林-三唑巴坦、利福平、罗红霉素、司 帕沙星、大观霉素、螺旋霉素、链霉素、舒巴坦、磺胺甲噁唑、替考拉宁、特拉万星、泰利霉素、 替莫西林、四环素、替卡西林、替卡西林_克拉维酸、替加环素、妥布霉素、甲氧苄啶、曲伐沙 星、泰洛星、万古霉素、维吉霉素、伏立康唑。10. 根据前述权利要求的任一项所述的组合物，其中所述抗微生物剂或至少一种所述 抗微生物剂选自以下组成的组氨基糖苷类、哌拉西林/三唑巴坦、碳青霉烯类、头孢菌素 类、糖肽类、脂肽类、抗微生物肽(如多霉素或粘菌素)。11. 根据前述权利要求的任一项所述的组合物，其中所述抗微生物剂选自以下组成 的组氨苄西林/阿莫西林、磺胺、甲氧苄啶、呋喃妥因、美西林、环丙沙星(或其它氟喹诺 酮)。12. 根据前述权利要求的任一项所述的组合物，其中所述抗微生物剂选自以下组成的组甲氧苄啶、磺胺甲二唑、氨苄西林、呋喃妥因和美西林(氮卓西林)。13. 根据权利要求l-10任一项所述的组合物，其中所述抗微生物剂选自以下组成的组阿莫西林、克拉维酸/氨苄西林、舒巴坦、环丙沙星(或其它氟喹诺酮)、磺胺甲噁唑、甲 氧苄啶、头孢氨苄/头孢呋辛/头孢羟氨苄(或其它口服头孢菌素)、呋喃妥因和磷霉素(磷 霉素-trometerole)。14. 根据权利要求1-10任一项所述的组合物，其中所述抗微生物剂选自以下组成的组阿莫西林、克拉维酸/氨苄西林、舒巴坦、环丙沙星(或其它氟喹诺酮)、磺胺甲噁唑、甲 氧苄啶、头孢氨苄/头孢呋辛/头孢羟氨苄/头孢克洛(或其它口服头孢菌素)、呋喃妥因 禾口磷霉素(磷霉素-trometerole)。15. 根据权利要求1-10任一项所述的组合物，其中所述抗微生物剂选自以下组成的 组阿莫西林/克拉维酸(或舒巴坦)、苯氧甲基-青霉素、头孢菌素(如头孢呋辛酯、头孢 氨苄)、环丙沙星、左氧氟沙星、氧氟沙星、氟罗沙星、磺胺甲噁唑/甲氧苄啶(任选地组合用 于口服治疗)、四环素(多西环素或任何其它四环素组)、氯霉素、磷霉素、大环内酯/克林 霉素和利福平。16. 根据权利要求1-10任一项所述的组合物，其中所述抗微生物剂选自以下组成的 组氨基糖苷类、头孢菌素类(头孢噻肟、头孢他啶、头孢吡肟、头孢泊肟、头孢曲松及其 它)、哌拉西林/三唑巴坦、碳青霉烯类、头孢菌素类、糖肽类、脂肽类、利奈唑胺、抗微生物 肽(如多霉素或粘菌素)。17. 根据前述权利要求的任一项所述的组合物，其中所述两种或多种生色物质选自以 下组成的组5-溴-4-氯-3-吲哚基磷酸酯、5-溴-6-氯-3-吲哚基磷酸酯对甲苯胺、3， 3' -(3，3' -二甲氧基-4，4'-联苯亚基)-双-2-(对硝基苯基)-5-苯基-211-氯化四唑、 5_溴-4-氯-3-吲哚基-13 -D-吡喃型半乳糖苷、5-溴-6-氯-3-吲哚基-|3 -D-吡喃型 半乳糖苷、5_溴-3-吲哚基-13 -D-吡喃型半乳糖苷、6-溴-2-萘基-13 -D-吡喃型半乳糖苷、6-氯-3-吲哚基-13 -D-吡喃型半乳糖苷、6-溴-3-吲哚基-13 -D-吡喃型半乳糖苷、 1-甲基-3-吲哚基-13 -D-吡喃型半乳糖苷、邻硝基苯基_ 13 -D-吡喃型半乳糖苷、对硝基苯 基-13 -D-吡喃型半乳糖苷、3， 4-环己酮七叶苷-13 -D-半乳糖苷、8-羟基喹啉-13 -D-半乳 糖苷、5_溴_4-氯-3-吲哚基-a -D-吡喃型半乳糖苷、5-溴_4_氯_3_吲哚基_|3 _D_吡 喃型葡萄糖苷、5-溴-4-氯-3-吲哚基-e-D-葡萄糖醛酸苷、5-溴-6-氯-3-吲哚 基-P -D-葡萄糖醛酸苷、8-羟基喹啉-13 -D-葡萄糖醛酸苷、2， 2'-连氮基-双(3-乙基 苯并噻唑啉_6-磺酸)、4-氯-1-萘酚、3， 3' - 二氨基联苯胺四盐酸盐、邻苯二胺、3， 3' ， 5， 5' _四甲基联苯胺、4-[2-(4-辛酰基氧-3，5- 二甲氧基苯基)-乙烯基]_喹啉鎗-l-(丙 烷_3-基_羧酸)_溴化物、5-溴-6-氯-3-吲哚基-辛酸酯、5-溴-4-氯-3-吲哚氧 基-肌-肌醇-l-磷酸酯。18. 根据前述权利要求的任一项所述的组合物，其中所述两种或多种生色物质的至 少一种选自以下组成的组5-溴-4-氯-3-吲哚基-13 -D-吡喃型半乳糖苷、6-氯-3-吲 哚基-13 -D-吡喃型半乳糖苷、5-溴-4-氯-3-吲哚基-13 -D-吡喃型葡萄糖苷、 5_溴-4-氯-3-吲哚基-13 -D-葡萄糖醛酸苷、5-溴-6-氯-3-吲哚基-磷酸酯。19. 根据前述权利要求的任一项所述的组合物，其中所述荧光物质选自以下组成的组 4_甲基伞形基磷酸酯、4-甲基伞形基-P -D-吡喃型半乳糖苷-甲基伞形基13 -D-吡喃型 乳糖苷和4-甲基伞形基b-D-葡萄糖醛酸苷。20. 根据前述权利要求的任一项所述的组合物，其中每种所述生色物质或荧光物质以 0. 001-1. 0g/1的量存在。21. 根据前述权利要求的任一项所述的组合物，其中所述组合物包含3种或更多种生 色物质或荧光物质，诸如4种或更多种生色物质或荧光物质、5种或更多种、6种或更多种、7 种或更多种、8种或更多种、9种或更多种、或10种或更多种生色物质或荧光物质。22. 根据前述权利要求的任一项所述的组合物，其中所述组合物包含2、3、4、5、6、7、8、 9、 10或11种生色物质或荧光物质。23. 根据前述权利要求的任一项所述的组合物，其中当在4t:或更低的温度储存时所述组合物稳定长达12个月的期间。24. —种平台，其包含根据权利要求1-23任一项所述的组合物。25. 根据权利要求24所述的平台，其中所述平台是为了诊断、检测和/或表征微生物感 染或污染。26. 根据权利要求24或25任一项所述的平台，其包含多种根据权利要求1-23任一项 所述的组合物，其中至少2种组合物包含不同的抗微生物剂包含不同的抗微生物剂或其中 每种组合物包含不同的抗微生物剂。27. 根据权利要求24-26任一项所述的平台，其中所述平台包含以下i) 检验组合物，其包含...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼尔斯弗瑞莫特莫勒，
申请(专利权)人：国立血清研究所，
类型：发明
国别省市：DK[丹麦]