破解「細菌軍火庫」！國衛院基因解碼精準揪細菌 用藥不再憑運氣
國家衛生研究院與台中榮總攜手開發的PanAMR（泛基因體病原體鑑定與抗藥性診斷系統）開啟了血流感染診斷邁入第三代定序精準醫療的新時代。這套系統可偵測出76種常見感染病原，提早48小時提供精準病原及抗藥性分析，協助醫師精準用藥，避免廣效性抗生素的不當使用，大幅縮短診斷流程，為臨床感染症的診斷及治療帶來突破性進展。
高解析度基因體分析提供感染控制新武器
PanAMR平台還具備高解析度的基因體分析能力，能偵測混合性感染、發現新種病原體，並提供流行病學追蹤與院內感染溯源的重要依據，為醫院感染控制提供全新武器，展現出強大的即時監測潛力。
國衛院解釋，血流感染指的是病原體入侵人體血液循環系統，可能引起敗血症、器官衰竭等嚴重併發症，甚至致死。為了更快速準確地確定感染病原體，並使用適當抗生素治療，他們開發了這套創新的即時分析與監測血流感染症臨床精準診斷平台。
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奈米孔定序技術結合適配採樣排除人類DNA干擾
國衛院感染症與疫苗研究所副研究員陳逢叡博士解釋，如果把病原菌比喻成一本加密的書，基因定序就是把它解碼，讀出裡面的內容，也就是DNA序列，完整記錄了病原菌的身分與特性，包括它會不會對抗生素有抗藥性。
傳統的定序技術速度有限，第一代定序很慢，一條一條的序列的解碼，無法用在臨床上。第二代雖然快一些，可以同時解碼多條序列，但通常要等整個定序跑完才能開始分析，就像把整本書解碼完才能開始讀。
PanAMR平台準確率達90.6%符合FDA最高標準
研究顯示，PanAMR平台可偵測出76種常見血流感染病原，抗藥性預測準確率高達90.6%，並成功降低臨床高風險病原體如肺炎克雷伯氏桿菌與金黃色葡萄球菌的偵測錯誤率至1.5%以下，符合美國食品藥物管理局（FDA）針對診斷工具的最高標準。
精準解譯基因密碼 破解敵軍軍火庫
國衛院廖玉潔博士指出，定序機器的設計概念是藉由不同核甘酸的特性，在通過奈米孔洞時產生一連串的電流訊號組合，搭配先進的演算法，再將這些訊號即時解譯成精準的基因密碼。有了這些基因序列的情報，我們就可以進行情報分析，了解我們所面對的敵人是什麼樣的物種，以及敵人帶著什麼樣的武器裝備入侵，也就是他們獨特的抗藥基因。
就像解析出敵軍的軍火庫清單，利用這些清單，臨床醫師們就可以採取適當的藥物對抗並消滅它們，以確保能夠達到藥到病除的效果。透過這整套整合系統，我們能洞察微生物造成血流感染的威脅，將複雜的基因資訊轉化為醫師能夠立即使用的情報。
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落地驗證協助醫師精準診斷避免抗生素濫用
PanAMR平台自今年起在台中榮總實施臨床落地驗證，預計年底前完成示範場域建置與臨床驗證資料收集。內科部感染科主任劉伯瑜醫師表示，這項技術不僅快速，更能即時協助臨床醫師精準診斷、強化治療決策，對敗血症與嚴重感染病人而言可能是扭轉病程的關鍵。相較傳統方法，PanAMR平台可提早48小時提供精準病原及抗藥性分析，協助醫師精準用藥，避免廣效性抗生素的不當使用。
透過定序了解菌種與抗藥性 確立精準用藥方向
他舉例，經過1個小時的定序，知道是鏈球菌，在15個小時情況下，知道這個鏈球菌並沒有任何的抗藥基因。這樣就可以把抗生素改成針對鏈球菌的盤尼西林，不僅殺菌力更好，而且不具有殺掉其他好菌的優勢。就臨床醫師來說，最重要的核心價值是怎麼樣把病人照顧得更好。這套系統給臨床醫師非常大的幫忙，能夠把病人複雜的微生物表現，從基因層次去做核心的理解，在於對抗微生物能夠有優勢。
標準化流程20小時獲得完整抗藥基因預測
該平台結合奈米孔定序技術（nanopore sequencing）與即時生物資訊分析，可以從血液培養陽性樣本直接定序，在上機1小時內完成病原體鑑定、15小時內完成精準藥物使用建議、20小時內獲得完整的抗藥基因預測結果，大幅縮短原本各需1及3天的流程，對臨床血液感染症的診斷及治療是一大創新突破。
簡易網頁介面供醫師即時查看輔助診斷用藥
研究團隊也設計了簡單易操作的網頁介面，供臨床醫師即時查看檢驗分析結果，輔助診斷用藥，及早啟動更適當的抗生素治療。早一步正確用藥可有效控制感染，降低死亡率，減輕醫療負擔。這個即時分析與監測的血流感染症臨床精準診斷平台，具備標準化樣本處理程序、優化定序流程、紮實的數據分析串流系統，是一個真正可落地應用於醫療場域的全方位解決方案。
結合學研新創技術臨床實證為感染症診斷立新標竿
研究團隊的目標是讓病患在黃金時間內獲得最適當治療，實現感染症的精準醫療，改善病患預後。目前此技術平台已與國內產業夥伴騰達行企業合作自動化流程建構，並共同執行國科會產學合作計畫，未來除了可擴展至呼吸道、泌尿道等感染領域，也將進一步串接公共衛生監測系統，推動形成國產精準感染診斷生態鏈。
◎ 圖片來源／台中榮民總醫院提供
◎ 資料來源．諮詢專家／劉伯瑜醫師．陳逢叡博士．廖玉潔博士
