机器学习方法在预测细菌耐药表型中的应用

随着我国经济迅速发展和医疗需求不断增长,人医临床、宠物临床和畜牧养殖行业中抗菌药物的使用愈发频繁,导致病原菌耐药问题日趋严峻,造成公共卫生安全隐患。快速、准确的细菌耐药表型检测能够有效指导临床医生对感染性疾病的诊断和治疗,降低由经验用药和不合理用药引发的耐药风险。然而,现有检测技术耗时较长且操作繁琐,难以在临床中推广,种类单一的快速检测试剂等产品又无法满足临床的多元化需求。因而,亟需开发新的技术方法以提供快速鉴定细菌耐药表型的有效解决方案。细菌的组学信息中蕴含大量与细菌耐药表型相关的特征,从中快速、准确地挖掘相关信息能够为快速诊断和治疗提供帮助。机器学习模型在处理复杂结构数据方面有显著优势,在挖掘组学信息工作中展示巨大应用潜力。随着该领域的快速发展,机器学习方法有望为临床快速、准确地预测耐药表型提供技术支持,助力医生诊疗准确性的提升。本综述系统总结了机器学习模型在细菌耐药表型预测领域的研究现状和发展趋势,并比较了不同机器学习方法的特点和性能,同时归纳总结细菌耐药表型预测建模工作所需的关键要素,为后续相关研究提供参考。

模式动物斑马鱼在环境毒理学中的实验方法和检测指标

斑马鱼由于具备便于获得、生长快速、实验费用小且与人类基因相似度较高等特点,近年来斑马鱼被广泛应用于人类疾病模型及药物筛选、毒理学与环境检测中,使其成为新型的脊椎模式生物。本文从模式动物在环境毒理学中的应用角度,论述了斑马鱼在环境毒理学研究中的实验方法和相关的检测指标,旨在为初涉斑马鱼研究工作的实验室和研究人员提供早期的工作借鉴,使斑马鱼的研究更好的应用于环境毒理学中。

氯化锰对大鼠血-脑脊液屏障的损伤作用

目的探讨氯化锰对大鼠脑脉络丛组织的毒性损伤作用。方法 大鼠ip给予氯化锰6mg(Mn).kg-1建立不同暴露时长(30d,90d及90d后无处理观察30d)的氯化锰中毒动物模型,各时间点染毒结束后采集血清与脑脊液(CSF)样本,提取侧脑室的脉络丛组织。溴甲酚绿法和ELISA法检测血清白蛋白(SALB)与CSF白蛋白(CALB)水平,并计算CSF白蛋白指数。光镜与透射电镜下检测大鼠脉络丛组织、细胞及亚细胞结构的病理形态学改变。结果氯化锰30d组、氯化锰90d组及氯化锰90d+30d恢复组CSF白蛋白、CSF白蛋白指数均明显高于其相应的对照组(P<0.05),并且氯化锰30d组CSF白蛋白、CSF白蛋白指数低于氯化锰90d组与氯化锰90d+30d恢复组(P<0.05),氯化锰90d组CSF白蛋白、CSF白蛋白指数低于氯化锰90d+30d恢复组,但无统计学意义。光镜和电镜观察发现,氯化锰导致脉络丛上皮细胞形状不规则,微绒毛结构紊乱、缩短;胞浆内出现空泡、核质凝聚,线粒体结构破坏,细胞间连接部分断裂或消失等,随染氯化锰时间的延长有加重的趋势,并且脱离氯化锰接触30d后仍表现为进行性加重。结论氯化锰可以引起脉络丛组织病理形态学改变,具有时效性与不可逆性的特征;CSF白蛋白及CSF白蛋白指数与脉络丛的损伤程度呈正相关,可以作为判断血-脑脊液屏障损伤程度的参考指标。

铅对脑屏障系统的损伤及其机制的研究进展

铅是一种广泛存在的环境毒物,可对人和动物造成多系统的毒性损伤。在世界多个国家,铅毒性引起的健康损害依然是主要的公共卫生问题之一。铅作用于全身各系统和器官,累及中枢神经系统,影响儿童的智力发育,导致成人记忆力损伤、阿尔茨海默症样病变及其他神经退行性病变。铅从周围血液循环进入脑实质首先必须穿过血脑屏障和血脑脊液屏障。目前的研究显示,脑屏障系统是铅毒性作用的靶标,铅通过损伤脑屏障的结构功能并进入脑实质,造成一系列的神经系统毒性,现对近年来铅对脑屏障系统的毒作用及其机制作一综述。

秀丽隐杆线虫在化学品毒性评估中的研究进展

化学品毒性评估的传统经典方法是啮齿类动物毒性实验。随着世界各地新化学品的合成数量增多,传统的毒性检测评估模式和测试速度已经远远不能满足市场和人群的健康需求。模式生物秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)因其独特的生物学优势正逐渐地被应用到化学品的毒性评估研究中。本文将从秀丽隐杆线虫的生物学优势、化学品毒性评估时线虫基因型的选择、染毒方式、评估指标、高通量筛选技术等方面进行综述,并简要介绍线虫毒性评估的研究专利。最后,对秀丽隐杆线虫的化学品毒性评估应用前景进行讨论和展望。

磷酸腺苷激活的蛋白激酶参与调节细胞外信号调节激酶1/2活化发挥对血管平滑肌细胞胰岛素样生长因子-1信号的抑制作用

目的进一步证实在猪主动脉平滑肌细胞中磷酸腺苷激活的蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)抑制胰岛素样生长因子-1(insulin-like growth factor-1,IGF-1)刺激引起的细胞增生,以及探讨其可能的机制。方法使用AMPK活化剂二甲双胍增强细胞内AMPK的活化(表现为AMPK第172位苏氨酸磷酸化增高);采用定点突变获得组成性激活型AMPK突变体,设计短发卡RNA (short hairpin,shRNA)序列构建AMPK干扰载体,并分别包装产生组成性激活型AMPK和AMPK敲低慢病毒。分别采用AMPK活化剂二甲双胍处理、组成性激活型AMPK慢病毒感染和AMPK敲低慢病毒感染猪主动脉平滑肌细胞,观察AMPK活性对猪主动脉平滑肌细胞中IGF-1刺激引起的细胞外信号调节激酶1/2(extracellular signal-regulated kinases 1/2,ERK1/2)活性(表现为202位苏氨酸和204位酪氨酸的磷酸化)及其下游细胞增生的影响。结果二甲双胍明显增强AMPK的活性(表现为172位苏氨酸磷酸化增高),并明显抑制IGF-1刺激引起的ERK1/2活化(表现为202位苏氨酸和204位酪氨酸的磷酸化受到抑制);组成性激活型AMPK表达能明显抑制IGF-1刺激引起的ERK1/2活化以及下游的细胞增生;在AMPK敲低细胞中,IGF-1能引起更强的ERK1/2活化。结论 AMPK能通过抑制ERK1/2活化抑制血管平滑肌细胞IGF-1信号,并能抑制IGF-1刺激引起的血管平滑肌细胞增生。

化妆品安全性毒理学评价

1安全性毒理学评价的意义及基本内容 安全性毒理学评价（Safety Toxicological Evaluation）是应用规定的毒理学程序和方法，通过毒理学动物试验和暴露人群的观察，检测评价某种化学物质的毒性及潜在健康危害，对该物质能否投放市场作出取舍的决定，或提出人类的健康安全接触条件，即对人类使用这种物质的安全性作出评价的过程。

从医学生到研究者:浅论医学学术型研究生的角色转换

医学学术型研究生教育是培养高层次医学科研人才的重要途径,研究生教育阶段的学习、工作及思维方式与医学本科生教育阶段截然不同,帮助研究生培养对象迅速适应这些不同并完成由医学生到医学科研工作者的角色转换具有重要意义。本文探讨了这种角色转换的特点及应注意问题。

基于微流控芯片平台的秀丽隐杆线虫衰老模型研究进展

秀丽隐杆线虫作为国际公认的模式生物是衰老研究的理想模型,而微流控芯片因为其高通量、微型化、自动化和多功能集成化等独特优势,被越来越多地应用于秀丽隐杆线虫的研究中。本文综述了基于新型微流控芯片平台的秀丽隐杆线虫模型在衰老研究中的进展,并展望了微流控芯片在以秀丽隐杆线虫为模型进行寿命研究中的应用前景。

基于秀丽隐杆线虫的化学品毒性评估技术研究进展

将模式生物毒性预筛与传统啮齿类动物实验相结合是今后国际化学品毒性筛检和安全性评估领域的发展方向。应用模式生物秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)进行化学品急性毒性评估的指标分为致死性指标和亚致死性指标,其中,致死性指标包括半数致死浓度和半数致死时间,亚致死性指标包括生长、发育、繁殖及运动、行为等指标。基于转基因线虫的生物标志物指标提高了检测灵敏度,近年来发展了使用微流控芯片及复杂目标参数分析和分选系统等的高通量、快速化学品毒性评估技术。该文对上述研究进展作一综述。

高效氯氰菊酯乳油的急性毒性实验研究

目的研究高效氯氰菊酯的急性经口、经皮毒性和对皮肤、眼的刺激性。方法按GB 15670—1995《农药登记毒理学试验方法》对高效氯氰菊酯进行急性经口、经皮毒性试验,家兔急性皮肤刺激试验和家兔眼刺激试验。结果5%高效氯氰菊酯乳油大鼠急性经口毒性属低毒级,急性经皮毒性属微毒级,对家兔皮肤有轻刺激性,对家兔眼根据冲洗情况可产生轻度、中度或重度刺激性。结论该5%高效氯氰菊酯乳油经口毒性相对较低,对皮肤和眼刺激性较大,使用过程中应注意防护。

牛黄解毒片多次给药对大鼠血液系统及主要脏器毒性作用的实验研究

目的研究反复多次口服牛黄解毒片对大鼠血液系统及主要脏器的毒性效应。方法大鼠单剂量(0.217 g/kg·bw,约为人体临床每日最大用药量的5.4倍)连续口服牛黄解毒片30 d后,通过测定大鼠血液学指标、脏体比值、脏器中总砷含量及组织病理学指标,研究临床剂量多次用药对机体血液学指标及组织器官的病理学影响。结果给药组大鼠各时间段体重与对照组比较未见明显变化,差异无统计学意义(P>0.05)。给药组大鼠血液学指标(白细胞、红细胞、血红蛋白、血小板计数及白细胞计数分类)与对照组比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。大鼠肝和肾的脏体比值亦未有明显差异。虽然肝、肾中总砷含量显著增加,差异有统计学意义(P<0.01),但肝、肾组织病理学检查未观察到明显病理学改变。结论该剂量牛黄解毒片连续30 d经口给药,对大鼠体重未见明显影响,未观察到大鼠血液系统指标异常改变,对肝、肾亦未见明显的组织学损伤作用。

氯化锰对大鼠动脉血与静脉血主要血液生化指标的影响与比较

目的在非临床毒理学安全性评价的动物试验中,血常规与血清生化指标等常作为一般毒性的反映指征,但国内外各标准指南中对于血样的采集方式却没有统一的要求,有时会影响试验结果的准确性。本研究即以氯化锰为受试物,通过短期内连续大剂量暴露于大鼠后,比较其对动脉血与静脉血的血常规及血清生化等指标的影响。方法48只SD大鼠按体重随机分为6组,分别为动脉采血与静脉采血的对照组、低剂量组(25 mg/kg·bw)及高剂量组(50 mg/kg·bw)。低剂量组与高剂量组通过腹腔注射给予MnCl_(2)·4H2O(对照组相同处理给予生理盐水)7 d后,按预定计划采血后分别检测血常规、血清生化及电解质等。结果氯化锰染毒后,大鼠的体重明显下降且具有剂量依赖性(F=22.904,F=18.897,P<0.01);低剂量组主要引起动脉血MCV、MCH、MONO%、ALT、AST、UREA、CREA的下降与PLT、Cl^(-)的升高(P<0.05),而静脉血则表现为MCV、MCH、ALT、ALB、CREA的下降以及NEUT%、PLT与Na^(+)的升高(P<0.05);高剂量组主要引起动脉血MCV、MCH、MONO%、ALT、AST、UREA、CREA的下降与RBC、HGB、HCT、NEUT%、CHOL、Ca^(2+)、Cl^(-)的升高(P<0.05),而静脉血则表现为MCV、MCH、ALT、ALB、CREA的下降(P<0.05);析因分析提示,氯化锰处理是引起RBC、HGB、HCT、MCV、MCH、NEUT%、PLT、ALT、AST、GLU、ALB、CREA、CHOL、Ca^(2+)、Na^(+)与Cl^(-)差异的主要因素(P<0.05),而采血方式则是引起RBC、HGB、HCT、AST、GLU、ALB、TP、UREA、CREA、Ca^(2+)、K^(+)、Na^(+)与Cl^(-)差异的主要因素(P<0.05)。结论氯化锰作用下,动脉血与静脉血样中红细胞系、肝功能相关指标、肾功能相关指标以及电解质等的变化均有一定的差别,相比较而言,动脉血能更好地反映氯化锰作用下血液中各临床指标的变化。

C57小鼠与C57-ras转基因小鼠模型杂交1代及其同窝阴性鼠的主要生物学特征比较

目的应用人源性ras转基因小鼠进行26周短期致癌试验前,需要做1个4周剂量探索试验,可选的实验动物有ras转基因小鼠CB6F1(+)、同窝阴性鼠CB6F1(-)以及具有相同遗传背景的C57小鼠,本研究旨在比较3种小鼠特定阶段的主要生物学特征。方法选用5~6周龄的3种实验小鼠各20只,雌雄各半,比较4周内体重、摄食量与食物利用率的变化,以及检测4周末血常规及血清生化指标等。结果与相应性别的CB6F1(+)小鼠相比,雌性CB6F1(-)小鼠的WBC、RBC、HGB、ALB、TP和CHOL较高,以上差异均有统计学意义(F=7.283、4.349、6.081、91.577、21.670和11.673,P<0.05或P<0.01),第3周的食物利用率较低,差异具有统计学意义(F=15.662,P<0.01);雄性CB6F1(-)小鼠HCT较高,具有统计学意义(F=2.861,P<0.05)而EO%与UREA较低,以上差异均有统计学意义(F=3.308、9.852,P<0.05);雌性C57小鼠的体重、摄食量、食物利用率与HCT、PLT、NEUT%、GLU、CREA较低,以上差异均有统计学意义(F=2.512、24.573、10.995、5.931、8.926、4.628、39.916和6.311,P<0.05或P<0.01),WBC、RBC、HGB、LYMPH%、AST、ALB、TP、UREA和CHOL较高,以上差异均有统计学意义(F=7.238、3.349、6.081、4.195、11.236、91.577、21.670、26.267和11.673,P<0.05或P<0.01);雄性C57小鼠的体重、摄食量、食物利用率与PLT、NEUT%、GLU较低,以上差异均有统计学意义(F=16.546、109.173、18.724、7.694、23.728和24.680,P<0.05或P<0.01),LYMPH%、MONO%、ALT、AST、ALB、TP和CHOL较高,以上差异均有统计学意义(F=6.500、6.767、5.689、23.288、74.435、28.203、6.853,P<0.05或P<0.01)。CB6F1(-)小鼠与CB6F1(+)小鼠的主要生物学特征差异较小,而C57小鼠则明显较大。结论CB6F1(-)小鼠更适宜作为26周短期致癌试验剂量探索的实验动物,而应用C57小鼠时需适当地考虑种属差异。

3种低温消毒剂的皮肤刺激性与眼刺激性研究

目的对市售的3种低温消毒剂(含氯型、过氧化氢及季铵盐)完整皮肤刺激性与眼刺激性进行毒理学评价与比较。方法按照《消毒技术规范》(2002年版)以及《消毒剂安全性毒理学评价程序和方法》(GB/T 38496-2020)中一次完整皮肤刺激试验、多次完整皮肤刺激试验以及急性眼刺激试验的操作程序及评价规定。结果3种低温消毒剂的一次完整皮肤刺激试验最高皮肤刺激指数均为1,刺激强度分级均为轻刺激性,但过氧化氢消毒剂的恢复时间(24 h)早于含氯型与季铵盐消毒剂(48 h);含氯型、过氧化氢及季铵盐消毒剂的多次完整皮肤刺激试验各时间段最高皮肤刺激指数分别为1.00、0.67与1.67,每天每只动物积分均值(刺激指数)分别为0.52、0.38与0.83,刺激反应分级为轻刺激性、无刺激性与轻刺激性;观察期内,3种低温消毒剂的急性眼刺激试验结膜充血平均评分最高均为2,眼刺激性反应分级均为轻刺激性,但过氧化氢消毒剂的恢复时间(72 h)早于含氯型与季铵盐消毒剂(7 d),而含氯型消毒剂滴眼后动物严重不适并伴有尖叫,冲洗后症状缓解。结论3种低温消毒剂对皮肤和眼均有轻微刺激性,建议完善相应的消毒指引,进一步规范操作与管理。

番茄红素对小鼠免疫功能的促进作用

目的研究不同剂量番茄红素对小鼠免疫功能的影响。方法昆明种小鼠随机分为低、中、高3个剂量组和阴性对照组,剂量组动物分别灌胃给予0.37、3.67和11 mg/kg·BW的番茄红素,阴性对照组给予食用植物油,连续灌胃30 d后,对小鼠进行细胞免疫指标、体液免疫指标、巨噬细胞吞噬功能及NK细胞活性测定。结果中和高剂量组小鼠足跖肿胀度值明显高于阴性对照组(P<0.01),高剂量组小鼠脾脏抗体生成数明显高于阴性对照组(P<0.01),中和高剂量组小鼠腹腔巨噬细胞吞噬率和吞噬指数明显高于阴性对照组。结论番茄红素能够增强小鼠细胞免疫和体液免疫功能。

三氯生的急性毒性、局部毒性及亚慢性经皮毒性试验研究

三氯生（triclosan）,别名三氯新、三氯沙,化学名称为2,4,4＇—三氯—2＇—羟基二苯醚,是一种羟二乙醚的三氯化衍生物。三氯生广泛应用于日用化学品、化妆品、洗涤剂、医疗消毒及卫生保健产品中,是使用范围最广的一类抗菌剂,可通过各种途径与人体接触,并易被皮肤吸收。据文献报道三氯生的急性经口和经皮毒性较低,30 d经口大剂量接触有可能引起肝脏和肾脏毒性。

基于秀丽隐杆线虫的化学品急性毒性检测及评估

目的研究模式生物秀丽隐杆线虫与经典体内啮齿类动物模型之间在化学品毒性检测及评价方面的内在关联性。方法采用敌敌畏、二水重铬酸钠、硫酸阿托品、氯化钾、无水2-丙醇等20余种不同浓度的化学品对秀丽隐杆线虫染毒24 h,观察96孔板中各孔线虫在2、4、12和24 h的死亡情况,用Probit法统计计算线虫半数致死浓度LC50。当化学品浓度设定在10.000、21.500和46.400 mg/ml时,另计数染毒1、8、16和20 h的线虫死亡数,获得半数致死时间LT50,进行线虫数据与大小鼠数据的相关性分析比较。结果线虫经各种化学品染毒12 h后IC50在0.76×10-3和300.54 mg/ml之间,染毒24 h后IC50在0.49×10-3和214.05 mg/ml之间。估算线虫可耐受的pH>2.75;剔除过酸化学品后,线虫LC50与大、小鼠LD50有正相关关系(r>0.75,P<0.01)。并且24 h的相关性高于12 h的相关性(r>0.84),稍低于大、小鼠LD50之间的相关性(r=0.899);线虫LC50和LT50具有相关性。结论化学品的pH值能够影响线虫LC50的测定值;相关性分析证实线虫毒性检测LC50值与大小鼠LD50值之间具有内在关联性;LC50和LT50这两项指标可作为后续研究化学品的线虫急性毒性的毒效指标。线虫体内模型在新化学品的啮齿类动物毒性检测前的预筛工作中将具有潜在的应用价值和前景。

黑果枸杞原花青素酶法提取工艺优化及对线虫毒性和寿命影响机制研究

目的对黑果枸杞原花青素(Lycium ruthenicum Murray,简称原花青素)提取工艺进行了酶法优化,并以秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans,简称线虫)作为模式生物,研究黑果枸杞原花青素对线虫的急性毒性效应,以及延长寿命的功效及其初步机制,为原花青素用于功能性保健品开发利用奠定实验基础。方法采用纤维素酶法结合正交分析优化黑果枸杞原花青素的提取工艺;采用线虫急性毒性试验、寿命实验及氧化应激和热应激实验研究其毒性、寿命影响及其可能机制。结果正交分析表明,黑果枸杞原花青素最高得率为9.47 mg/g时的最佳提取工艺条件为酶解液p H值为3.4,酶解温度30℃,酶解时间30 min,酶浓度4%。急性毒性实验结果表明,浓度为50和300μg/ml的原花青素作用24 h对线虫均无急性毒性效应。线虫寿命实验表明,持续饲喂50μg/ml原花青素的实验组,线虫平均寿命与对照组相比延长了22.88%(P<0.01)。氧化应激与热应激条件下,持续饲喂50μg/ml原花青素的实验组与对照组相比,平均寿命分别延长了44.28%(P<0.05)与24.46%(P<0.01)。结论酶法提取工艺优化后,黑果枸杞原花青素的得率为9.47 mg/g。毒性和功效实验结果表明,黑果枸杞原花青素(浓度≤300μg/ml)对线虫没有急性毒性作用,原花青素(50μg/ml)可延长线虫寿命,其功效可能是通过提高线虫的氧化应激及热应激能力而实现的。

秀丽隐杆线虫在毒理学研究中的应用进展

近年来模式生物秀丽隐杆线虫（Caenorhabditiselegans，简称线虫或C．elegans）被应用于生命科学的许多领域，在信号转导、细胞分化、衰老、细胞凋亡、热应激反应、性别决定、神经肌肉发育、神经分化诱导、行为认知、药物筛选、生态毒理及神经毒理等方面。已经取得了突破性的研究成果。线虫具有饲养条件简单、廉价和易操作的等特点。线虫成虫体长1mm，身体半透明，以大肠杆菌为食饵，在自然状态下线虫是一种可以自我繁殖的雌雄同体生物，繁殖迅速，从受精卵发育到成虫仅需不到四天时间。