[发明专利]用于病原体的鉴定和定量的光谱学系统和方法

说明书

用于检测由患者生物流体衍生的样品中的致病物的系统可以包含与通信网络偶联的接收器和与所述接收器偶联的控制器。所述控制器可包含处理器和存储器。所述控制器可以被配置为生成样品的红外光谱。样品光谱可包含一个或多个样品光谱成分，所述样品光谱成分包括样品波数和样品吸光度值。一组参考光谱模型可包含一个或多个参考光谱成分。所述参考光谱成分可包含参考波数和参考吸光度值。所述参考光谱成分可包含与脓毒症有关的一个或多个病原体特征。可以使用所述参考光谱模型将所述一个或多个样品光谱成分分类为致病性的。可以使用所分类的样品光谱成分生成病原体数据。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年8月19日提交的标题为“用于诊断引起脓毒症的病原体的光谱学方法和装置(Spectroscopic Method and Device for Diagnosis of Pathogenscausing Sepsis)”的澳大利亚临时专利申请号2016903287的优先权，所述澳大利亚临时专利申请的内容通过引用以整体并入本文。

背景技术

脓毒症

脓毒症是由患者的免疫反应引起的，所述免疫反应由病原体感染触发。所述感染最通常是细菌性的，但是也可以来自于真菌、病毒或寄生虫。脓毒症在患者对感染的应答损害其自身组织和器官时是可危及生命的。常见的体征和症状包括发烧、心率增加、呼吸频率增加、和意识模糊。但是在非常幼年、老年和免疫系统减弱的人中，可能没有特异性感染症状且体温可能降低或正常而不是升高。疾病的严重程度部分地决定了结果，脓毒症的死亡风险高达30％，严重的脓毒症死亡率高达50％，而脓毒性休克的死亡率高达80％。因为发展中国家的数据非常少，世界范围的病例总数是未知的，但是据估计脓毒症每年影响数百万人。

过去，诊断是基于对由于假定的感染所致的至少两种全身炎症应答综合症(SIRS)标准的评估。在2016年，通过SIRS的筛选被qSOFA(快速脓毒症相关器官衰竭评价)替代，包括以下三者中的两者：呼吸频率增加、意识水平改变和低血压。但是这可能是不准确的，因为诸如过敏症、肾上腺功能不全、低血容量、心力衰竭和肺栓塞的其它病况经常具有与脓毒症非常相似的体征和症状。

因此，通常在启动治疗之前进行血培养诊断法。传统的鉴定前血培养诊断法需要超过一天进行诊断，所以经常是滞后的。新的分子方法，例如由Dark等人(Intensive caremedicine,2015,41,21-33)所述的那些，包括质谱学和多路实时PCR(Septifast)且可以在采血后6小时内获得结果和需要复杂的扩增步骤。

当前用于脓毒症诊断的技术对于床旁(point-of-care)检测来说是不实用的。这意味着，由于问题的紧要性质而需要立即采取的医学处理经常被延迟，对于病原体类型不具有特异性，且基于主观诊断。

其它发展中的技术如集成的全面小滴数字检测(Integrated ComprehensiveDroplet Digital Detection)将实时检测与基于DNA酶的传感器、小滴微囊化和高通量3D粒子计数系统集成，以检测每毫升血液中的1-10,000个细菌(Kang等人，NatureCommunications,2014,5,5427)。尽管这种方法可能具有非常高的灵敏度，但是其仅在增量掺杂(spiked)的血样中得到证明且需要熟练的操作人员和非常昂贵的设备。

T2磁共振最近被应用于检测念珠菌属(Candida)的真菌感染，检测限为血样中的一个集落形成单位，但是该试验仍需大约3小时(Neely等人，Science TransiationalMedicine,2013,5,182ral154)。所有这些技术依赖于宿主和病原体之间的DNA序列差异且需要某些类型的DNA提取或扩增过程。

因此，需要有效的床旁检测来为急诊发热患者评价脓毒症，以提供专门的和更及时的治疗。

血液的振动光谱学分析