单细胞+AI 4小时锁定致命真菌感染！上交大团队突破性技术改写抗真菌检测格局

每年，全球有超过150万人因真菌感染丧生，其中侵袭性真菌感染对免疫功能低下者和危重患者更是致命威胁。念珠菌作为最常见的致病真菌，其治疗的关键在于及时精准的抗真菌药敏检测（AFST）——但传统检测方法需耗时24-48小时，往往延误最佳治疗时机。

如今，上海交通大学李敏、沈峰团队带来突破性解决方案！他们研发的单细胞抗真菌药敏检测平台（sc-AFST），将检测时间从数十小时压缩至4小时，且准确率与金标准高度一致，相关成果已发表于国际权威期刊《Analytical Chemistry》, 并将作为期刊封面进行发表！！！

核心突破：微流控+AI，打造检测“加速引擎”

传统AFST依赖微生物培养，等待时间长且难以捕捉单细胞水平的药物反应差异。新平台创新性地将SlipChip微流控技术与深度学习算法相结合，实现三大核心突破：

1. 单细胞精准分区：SlipChip芯片包含6组阵列、共13440个微孔，每个微孔仅250 pl容积，能将真菌细胞随机封装进独立液滴，避免交叉污染，同时实现单细胞水平的药物暴露实验。

2. AI智能分析闭环：通过ResNet-34分类模型识别含菌液滴，灵敏度高达98.8%；U-Net分割模型精准提取细胞形态特征，分割准确率超93%。无需荧光标记，仅通过明场成像即可量化细胞生长动态。

3. 快速MIC判定：基于Richards生长模型分析细胞最大生长速率（MGR），通过种群水平的生长速率分布，4小时内即可确定最低抑菌浓度（MIC），比传统方法快6-12倍。

临床验证：100%分类一致，精准指导治疗

在临床验证中，该平台对白色念珠菌标准菌株及10株临床分离株（源自血液、尿液、宫颈分泌物等样本）进行检测，结果令人振奋：

• 与金标准微量肉汤稀释法（BMD）相比，10株临床菌株的药敏分类完全一致，仅1株出现微小MIC稀释差异；

• 对氟康唑、两性霉素B等常用抗真菌药物的MIC检测结果，均落在CLSI（临床和实验室标准协会）参考范围内；

• 成功捕捉到不同药物的作用差异：氟康唑在MIC以上浓度仍有部分细胞残留生长，而两性霉素B则实现完全抑制，为药物选择提供精准参考。

  
  

技术优势：不止于快，更在于精准与普适

1. label-free无标记设计：无需荧光染色或特殊处理，适用于多种真菌物种，降低临床应用门槛；

2. 单细胞分辨率：揭示种群内的药物反应异质性，为耐药机制研究提供新视角；

3. 高兼容性：与现有临床检测流程兼容，未来可拓展至非白色念珠菌、隐球菌、曲霉菌等多种致病真菌。

   
   

临床价值：为重症患者赢得“救命时间”

侵袭性真菌感染的死亡率高达30%-50%，治疗延迟每增加1小时，患者预后风险显著上升。sc-AFST平台的快速检测能力，能帮助临床医生在4小时内启动靶向治疗，避免盲目使用广谱抗真菌药物，既提升治愈率，又减少耐药性产生。目前，该平台已完成技术验证，未来将进一步开发塑料芯片并集成自动化样本处理模块，推动临床转化应用。

这项由上海交通大学医学院附属仁济医院、上海交通大学医学院生物医学工程学院、郑州上海交大产业技术研究院联合攻关的成果，不仅打破了传统抗真菌检测的速度瓶颈，更通过单细胞分析与AI赋能，为感染性疾病诊疗开辟了精准化、快速化的新路径。未来，随着技术的进一步成熟，有望成为临床微生物实验室的常规检测工具，为全球抗真菌治疗带来革命性改变！

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.5c07370