옥스포드 대학의 연구원들은 단 30분 만에 항생제 내성을 검출할 수 있는 새롭고 신속한 항균제 감수성 테스트를 개발하는 데 상당한 진전을 이루었습니다. "대장균의 신속한 항균제 감수성 검출을 위한 딥러닝 및 단일세포 표현형 분석"이라는 제목의 이번 연구에서는 형광현미경과 인공지능(AI) 기술을 활용해 박테리아 세포 이미지를 분석하고 세포가 항생제에 노출될 때 발생하는 구조적 변화를 확인했습니다.
이러한 변화를 식별하기 위해 딥러닝 모델을 훈련함으로써 연구원들은 여러 항생제에 걸쳐 세포당 기준으로 최소 80%의 정확도를 달성했습니다. 이 방법은 임상 샘플에서 항생제 내성을 식별하는 유망한 잠재력을 보여 주며 향후 다양한 항생제의 효과를 결정하는 데 사용될 수 있습니다.
항생제 내성을 테스트하기 위한 현재 표준에는 항생제가 있는 상태에서 박테리아 콜로니를 성장시키는 것이 포함되는데, 이는 잠재적으로 생명을 위협하는 감염이 있는 환자의 치료를 지연시키고 시간이 많이 걸릴 수 있습니다. 새로운 진단 방법의 빠른 특성은 치료 시간을 크게 단축하고 표적 항생제 치료를 가능하게 하며 부작용을 최소화하고 항생제 내성 증가를 늦출 수 있습니다.
생물물리학 교수이자 Oxford Martin 항균제 내성 테스트 프로그램 책임자인 Achillefs Kapanidis 박사는 다음과 같이 설명했습니다. “우리의 AI 기반 접근 방식은 항생제로 인한 박테리아 세포의 구조적 변화를 안정적이고 신속하게 감지합니다. 이러한 변화를 식별함으로써 우리는 세포가 항생제에 내성인지 감수성인지를 판단할 수 있습니다.”
연구진은 진단 방법을 더욱 발전시켜 임상 용도로 더 빠르고 확장 가능하게 만들 계획입니다. 그들은 또한 다양한 종류의 박테리아와 항생제에 대한 적용을 확대하는 것을 목표로 하고 있습니다.
1.3년 항생제 내성으로 인해 거의 2019만 명이 사망한 이 새로운 진단 방법은 정밀 치료를 개선하고 항생제의 효능을 보존할 수 있는 희망을 제공합니다. 적시에 항생제 내성을 정확하게 감지함으로써 의사는 적절한 치료 요법을 처방하여 감염 악화 위험과 추가 항생제의 필요성을 줄일 수 있습니다.
자주하는 질문 :
Q: 항생제 내성(AMR)이란 무엇입니까?
A: 항균제 내성은 박테리아, 바이러스, 곰팡이 등의 미생물이 원래 이러한 유기체로 인한 감염을 치료하는 데 효과적이었던 약물의 효과를 견딜 수 있는 능력을 의미합니다.
Q: 새로운 진단 방법은 어떻게 작동하나요?
A: 새로운 진단법은 형광현미경과 인공지능을 결합해 세균 세포 영상을 분석하고 항생제로 인한 구조적 변화를 찾아내는 방식이다. 연구자들은 딥러닝 모델을 훈련함으로써 이러한 변화를 식별하고 항생제 내성의 존재 여부를 판단할 수 있습니다.
Q: 새로운 진단법의 장점은 무엇인가요?
A: 새로운 진단 방법은 현재의 표준 접근 방식보다 훨씬 빠르며 30분 이내에 결과를 제공합니다. 또한 표적 항생제 치료를 가능하게 하고, 치료 시간을 단축하며, 부작용을 최소화하고, 항균제 내성 증가를 늦출 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.