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19世紀(jì)早期發(fā)展起來的自動化工業(yè)一方面是為了提高生產(chǎn)性能，降低成本，另一方面是為了工人的安全利益考慮。信息技術(shù)使自動化得到快速發(fā)展，自動化能夠減輕人們繁瑣的體力勞動和重復(fù)性勞動，還能夠給企業(yè)在不增加員工的情況下提高了生產(chǎn)率，同時企業(yè)降低了運營成本，提高了產(chǎn)品利用率，提高了生產(chǎn)效率，操作還具有可靠性。大家雖然認(rèn)識到自動化有許多好處，但自動化也面臨諸多現(xiàn)實問題。目前自動化幾乎在所有的行業(yè)中都得到了有效實施應(yīng)用，包括醫(yī)學(xué)實驗室。

01全實驗室自動化臨床標(biāo)本的處理

? ? ? TLA（Total Lab Automation）可以提高效率和樣本可追溯性。實驗室收到樣本后，立即對所有樣本進行連續(xù)處理。根據(jù)樣本類型和要求的分析，自動選擇并標(biāo)記適用的培養(yǎng)基。根據(jù)劃線模式，利用標(biāo)定后的接種環(huán)對樣本進行接種。接種的培養(yǎng)基通過傳送帶迅速轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)箱中。這允許跳過樣本的批處理以及手動工作列表的創(chuàng)建。TLA還通過大幅減少標(biāo)本的處理來提高技術(shù)人員的安全水平，因為培養(yǎng)皿的檢查是通過數(shù)字圖像在屏幕上進行的。

02培養(yǎng)基平板的培養(yǎng)和成像

通過使用TLA，接種的培養(yǎng)基可以及時地從處理區(qū)轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)箱。瓊脂平板在最佳生長條件、穩(wěn)定的溫度和適宜的環(huán)境下培養(yǎng)，因為培養(yǎng)箱的門在整個培養(yǎng)過程中始終保持關(guān)閉。微生物生長通過在預(yù)定時間點拍攝的高分辨率數(shù)字圖像進行監(jiān)測。這使得能夠更快速地檢測微生物生長，同時也提高了緩慢生長病原體的復(fù)壯。此外，TLA使用一種軟件，可以在更高的放大率下查看數(shù)字圖像，從而促進對菌落形態(tài)的進一步判斷和混合培養(yǎng)物的檢測。數(shù)字圖像由訓(xùn)練有素的技術(shù)人員進行解讀，與傳統(tǒng)的診斷工作相比，情況完全不同，因為細菌菌落在屏幕上呈現(xiàn)形態(tài)和手工操作判斷非常不同。TLA最終建立了一個圖像庫，可以用于對比校對，也可以在與傳染病專家討論時提供幫助并對個別患者進行分析。

03培養(yǎng)基平板的檢驗

? ? ?為了最大限度地利用成像，應(yīng)在不同的時間點拍攝數(shù)字圖像，同時觀察最早出現(xiàn)的微生物，以便盡早檢測較早出現(xiàn)的微生物生長情況（Figure1）。因此，與常規(guī)檢查相比，病原體的鑒定和抗生素耐藥性檢測（AST）可以更早地獲得，因此縮短了周轉(zhuǎn)時間（TAT）。

? ? ?使用TLA，將每個接種的培養(yǎng)皿培養(yǎng)一段時間，以便在白天和晚上都可以進行處理。這種處理效率最高，對TAT產(chǎn)生了有益的影響，可以更好地管理工作任務(wù)和工作流程。（Figure 2）

? ? 使用數(shù)字圖像對培養(yǎng)基平板進行評估判斷和解讀仍由實驗技術(shù)人員執(zhí)行，他們確定需要分離哪些目標(biāo)菌落，并對其進行進一步處理，以進行鑒定和AST。當(dāng)前版本的TLA無法取代這些人工操作。然而，市場上新推出的其他自動化系統(tǒng)（例如Copan Colibri?), 可以通過MALDI-TOF和標(biāo)準(zhǔn)化接種物制備目標(biāo)微生物鑒定（ID）以及AST（Figure?3）。ID和AST結(jié)果也必須由熟練的技術(shù)人員進行解讀，這需要在人員配備方面進行充分考慮。為了匹配實驗室工作量與診斷活動水平，TLA允許在任何時候跟蹤整個診斷路徑中的所有樣本。TLA還提供了評估流程和團隊效率的不同指標(biāo)，以及對患者檢測結(jié)果的其他解讀，包括抗生素耐藥性的趨勢分析。

04實施和應(yīng)用

臨床微生物學(xué)實驗室如今面臨著許多不同的挑戰(zhàn)，包括需要：（1）提高效率（即提供更具成本效益的診斷）；（2）提供早期結(jié)果（即縮短TAT）；（3）遵守要求越來越高的認(rèn)證要求（即提供可追溯性和文件，以評估整個診斷過程的質(zhì)量）；（4）應(yīng)對越來越多的耐多藥生物帶來的挑戰(zhàn)（即快速提供更全面的AST，但在需要時）。大多數(shù)這樣的挑戰(zhàn)都可以通過TLA得到顯著解決。然而，TLA的成功實施需要：（1）傳統(tǒng)工作流程的重大變化；（2）強大的領(lǐng)導(dǎo)技能，以及項目所有合作者的團隊合作；（3）在整個實驗室轉(zhuǎn)型期內(nèi)技術(shù)人員的個性化支持。

未完待續(xù)

信息來源：Cherkaoui A, Schrenzel J. Total Laboratory Automation for Rapid Detection and Identification of Microorganisms and Their Antimicrobial Resistance Profiles. Front Cell Infect Microbiol. 2022 Feb 3;12:807668. doi: 10.3389/fcimb.2022.807668.

文獻來源 |?本文由中科院上海生命科學(xué)信息中心與上海曼森生物合作供稿

內(nèi)容審核 | 曼森生物郝玉有

排版編輯 | 曼森生物劉娟娟

【文章來源：曼森生物MediaCenter】