使用分类学的层级分类鉴定和/或表征微生物菌剂制造技术

用于鉴定和/或表征存在于样本中的微生物菌剂的方法包括下列步骤：从微生物菌剂获得分析测试数据（例如，获得在发射波长的范围内的内在荧光值）。该分析测试数据被变换，从而最小化生物组内的菌株间变化。借助于编程计算机，执行被编码为对经变换的分析测试数据操作的一组处理指令的多级别分类算法。多个级别相应于被怀疑在样本中的微生物菌剂的在分类层级中的不同级别。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用分类学的层级分类鉴定和/或表征微生物菌剂相关申请的交叉引用本申请涉及下面的美国专利申请，其内容通过引用被并入本文：2009年10月30日提交的标题为“Methodsfortheisolationandidentificationofmicroorganisms”的美国序列号12/589,929。2009年10月30日提交的标题为“Separationdeviceforuseintheseparation,identificationand/orcharacterizationofmicroorganisms”的美国序列号12/589,969。2009年10月30日提交的标题为“Methodforseparation,identificationand/orcharacterizationofmicroorganismsusingspectroscopy”的美国序列号12/589,952。2009年10月30日提交的标题为“Methodforseparation,identificationand/orcharacterizationofmicroorganismsusingmassspectrometry”的美国序列号12/589,936。2009年10月30日提交的标题为“Methodforseparationandcharacterizationofmicroorganismsusingidentifieragents”的美国序列号12/589,985。2009年10月30日提交的标题为“Methodfordetection,identificationand/orcharacterizationofmicroorganismsinasealedcontainer”的美国序列号12/589,968。2009年10月30日提交的标题为“Methodforseparation,identificationand/orcharacterizationofmicroorganismsusingRamanspectroscopy”的美国序列号12/589,976。本申请还涉及在与本申请相同的日子提交的下面申请，其内容通过引用被并入本文:2010年5月14日提交的标题为“Systemforrapididentificationand/orcharacterizationofamicrobialagentinasample”、律师档案号为09-271-B的美国序列号12/800,388。2010年5月14日提交的标题为“Methodsforrapididentificationand/orcharacterizationofamicrobialagentinasample”、律师档案号为09-271-A的美国序列号12/800,387。联邦资助的研究的声明不适用。
本申请涉及用于自动表征和/或鉴定存在于储存在样品容器中的样本例如血液或其它生物样本中的微生物菌剂的方法的领域。作为例子，本公开的方法快速和自动地提供关于微生物菌剂的革兰氏(Gram)类型(阳性或阴性)、形态学、种的信息或其它相关的临床信息。
技术介绍
目前在美国的市场上存在检测血液样本中的微生物的生长和因而检测微生物的存在的仪器。一种这样的仪器是本受让人bioMérieux公司的BacT/ALERT3D仪器。该仪器接收包含例如来自人类患者的血液样本的血液培养瓶。该仪器培养该瓶。在培养箱中的光学检测单元在培养期间定期地分析合并到瓶中的比色传感器，以检测微生物生长是否出现在瓶内。在专利文献中描述了光学检测单元、样品容器和传感器，见美国专利4,945,060、5,094,955、5,162,229、5,164,796、5,217,876、5,795,773和5,856,175，每个专利的全部内容通过引用被并入本文。通常涉及生物样本中的微生物的检测的所关注的其它现有技术包括下面的专利：U.S.5,770,394、U.S.5,518,923、U.S.5,498,543、U.S.5,432,061、U.S.5,371,016、U.S.5,397,709、U.S.5,344,417、U.S.5,374,264、U.S.6,709,857和U.S.7,211,430。在检测仪器例如BacT/ALERT3D和类似的仪器中，一旦血液培养瓶被测试为对于微生物存在是阳性的，由于血液成分的干扰和包含样本的一次性系统(例如，瓶)的假象，获得微生物菌剂的高水平的表征或微生物菌剂的种的鉴定很难。因此，当前的方法使用如上所述的用于样本中的微生物的自然生长和检测的瓶或其它适当的一次性容器和有关仪器。一旦仪器指示瓶对于微生物菌剂的存在是阳性的，根据当前方法“阳性”瓶就从仪器被人工取回，且样本的一部分从瓶被人工移出并在琼脂平板上被人工培养。在本领域中存在使样本介质在培养平板上的划线分离和平板的培养自动化的仪器。在美国专利6,617,146中描述了一种这样的仪器。在划线分离之后，平板被人工放置在培养箱中并被定期检查微生物的传代培养物的生长。在传代培养物充分生长之后，培养物的样本从平板获取并被放置在试管中。试管接着被插入又一仪器中用于经由具有多个单独的孔的一次性测试样本卡进行鉴定测试。一次性测试卡在专利文献中是已知的，见例如美国专利4,118,280、3,963,355、4,018,65；4,116,775和4,038,151、5,609,828、5,746,980、5,766,553、5,843,380、5,869,005、5,916,812、5,932,177、5,951,952和6,045,758，这些专利的全部内容通过引用被并入本文。接着在受让人的在本领域中被称为VITEK2仪器的分析仪器中处理测试样本卡。VITEK2仪器培养并使用阅读器单元(readerunit)定期地读取测试样本卡的孔。在卡的一个或多个孔中的样本的生长导致微生物菌剂的鉴定。在专利文献中描述了VITEK2仪器，见美国专利5,762,873和6,086,824，其内容通过引用被并入本文。从将样本引入到血液收集瓶中的时间起到通过VITEK2仪器进行微生物的培养、微生物存在的检测和接着微生物的鉴定的这整个过程一般花费2-5天。发生在阳性瓶检测之后的单独的鉴定步骤一般占这些天中的1-3天。
技术实现思路
如果血液样本中的微生物菌剂的检测和鉴定以及将结果报告给临床医生所花费的时间可从当前的2-5天减小到少于一天，则对患者的相当大的和可能救命的临床益处是可能的。本文件公开了用于使用分类学的层级分类方法来快速鉴定和/或表征生物样本例如血液样本中的微生物菌剂的方法。在第一方面中，公开了用于鉴定和/或表征存在于样本中的微生物菌剂(microbialagent)的方法。该方法包括从微生物菌剂获得在发射波长的范围内的内在荧光(intrinsicfluorescence)值的步骤。荧光值在多个激发波长处被获得。内在荧光测量结果(intrinsicfluorescencemeasurement)经受变换操作，从而最小化生物组(organismgroup)内的内在荧光测量结果的菌株间变化(straintostrainvariati本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于快速鉴定和/或表征存在于样本中的微生物菌剂的方法，包括下列步骤：从所述微生物菌剂获得对于发射波长的范围的荧光测量结果，所述发射波长的范围在多个激发波长处被获得；变换所述荧光测量结果，从而最小化生物组内的荧光测量结果的菌株间变化；以及借助于编程计算机，执行被编码为对经变换的荧光测量结果操作的一组处理指令的多级别分类算法，多个级别相应于被怀疑在所述样本中的微生物菌剂的在分类层级中的不同级别；其中所述多级别分类算法对于所述多级别分类算法中的每个级别包括下列步骤：对一组预定的激发/发射对的经变换的荧光测量结果和协方差矩阵的逆矩阵执行距离计算；使用所述距离计算的结果以及最小距离阈值和低区别阈值执行分类解释；以及产生分类结果；其中所述一组预定的激发/发射对在激发和发射值的整个范围内从来自已知的微生物菌剂的内在荧光测量结果得到，所述一组预定的激发/发射对针对其区分开不同的微生物菌剂的能力而被选择。2.如权利要求1所述的方法，其中所述多级别分类算法以所述分类层级中的较高级别到所述分类层级中的较低级别的顺序单调地进行。3.如权利要求2所述的方法，其中所述多级别分类算法首先按革兰氏类别、接着按科并接着按种对所述微生物菌剂分类。4.如权利要求1所述的方法，其中所述变换步骤包括计算给定的激发波长的所述荧光测量结果的自然对数并计算所述自然对数的值的一阶导数的步骤。5.如权利要求1所述的方法，其中所述多级别分类算法包括处理指令的革兰氏分类级别组，以及其中所述革兰氏分类级别组包括处理指令的第一分支，所述处理指令的第一分支包括对在包括被怀疑在所述样本中的一组微生物菌剂的模型中限定的每个革兰氏类别的距离计算和革兰氏分类解释步骤；其中所述革兰氏分类级别组包括处理指令的第二分支，所述处理指令的第二分支包括对在所述模型中限定的所有生物科的距离计算和所有科分类解释步骤；以及其中产生分类结果的步骤包括合并来自革兰氏分类解释和所有科分类解释的结果的步骤。6.如权利要求1所述的方法，其中所述多级别分类算法包括革兰氏-科分类级别，其中所述革兰氏-科分类级别包括处理指令，所述革兰氏-科分类级别包括的处理指令执行对在包括被怀疑在所述样本中的一组微生物菌剂的模型中限定的每个生物科的距离计算和使用对在模型中限定的每个生物科的距离计算的结果、最小距离阈值和低区别阈值的革兰氏-科分类解释步骤。7.如权利要求1所述的方法，其中所述多级别分类算法包括革兰氏-科种分类级别，其中所述革兰氏-科种分类级别包括处理指令，所述革兰氏-科种分类级别包括的处理指令执行对在包括被怀疑在所述样本中的一组微生物菌剂的模型中限定的每个生物种的距离计算和使用对在模型中限定的每个生物种的所述距离计算的结果、最小距离阈值和低区别阈值的革兰氏-科种分类解释步骤。8.如权利要求1所述的方法，其中所述样本包括动物血液的样本。9.如权利要求8所述的方法，其中所述动物血液是人类血液。10.如权利要求1所述的方法，其中所述微生物菌剂浓缩到团粒沉淀或团粒沉淀状块中，且其中所述荧光测量结果从所述团粒沉淀或团粒沉淀状块得到。11.如权利要求10所述的方法，其中所述团粒沉淀或团粒沉淀状块被包含在密封的一次性设备内。12.一种用于快速鉴定和/或表征存在于样本中的微生物菌剂的测量设备，包括：用于从所述微生物菌剂获得对于发射波长的范围的荧光测量结果的装置，所述发射波长的范围在多个激发波长处被获得；以及计算机，其被编程为变换所述荧光测量结果从而最小化生物组内的荧光测量结果的菌株间变化，且被编程为执行被编码为对经变换的荧光测量结果操作的一组处理指令的多级别分类算法，多个级别相应于被怀疑在所述样本中的微生物菌剂的在分类...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·厄勒里，艾琳·马蒂亚斯，琼斯·海曼，约翰·D·沃尔什，
申请(专利权)人：生物梅里埃有限公司，
类型：
国别省市：