זיהומים במחזור הדם הם איום מתמשך על חולים מאושפזים, ואלה הנגרמות על ידי פטריות מסוכנים במיוחד. קִמָחוֹן המינים אחראים לרוב הזיהומים הפטרייתיים הפולשניים ברחבי העולם והם מדורגים בין הגורמים המובילים לזיהומים בדם הנרכשים בבתי חולים בסך הכל. מכיוון שמינים שונים של פטריות יכולים להגיב בצורה שונה לתרופות נגד פטריות, הרופאים שואפים לזהות נכונה את הפטרייה האחראית לזיהום נתון לפני תחילת הטיפול.
עם זאת, אבחנה קונבנציונלית מסתמכת על תרביות דם, שבהן מדגרים את הדם של המטופל עד שהמיקרואורגניזמים גדלים לרמות שניתן לזהות. תהליך זה, יחד עם בדיקות הזיהוי הבאות, עשוי להימשך מספר ימים. במהלך תקופת המתנה זו, רופאים מטפלים לעתים קרובות בחולים בתרופות אנטי-פטרייתיות רחבות או מחכים זמן רב יותר מהאידיאלי כדי להתחיל בטיפולים ממוקדים יותר.
כדי להתמודד עם אתגר זה, צוות מחקר בראשות פרופסור Hiroki Takahashi מהמרכז לחקר מיקולוגיה רפואית, אוניברסיטת צ'יבה, יפן, פיתח זרימת עבודה לזיהוי מהיר יותר של פתוגנים פטרייתיים. המחקר שלהם, שפורסם באינטרנט בכתב העת ספקטרום מיקרוביולוגיה ב-21 באוגוסט 2026, נכתב בשיתוף ד"ר איסאטו יושיוקה, ד"ר מומוטאקה אוצ'ידה, פרופסור אקירה ווטנבה וד"ר טקאשי יאגוצ'י, כולם מאוניברסיטת צ'יבה.
זרימת העבודה המוצעת כוללת שלושה שלבים עיקריים, המבוצעים על דגימת תרבית דם שנאספה בזמן שהיא עדיין דגירה ולפני שהמערכת האוטומטית מסמנת אותה כחיובית. ראשית, החוקרים מפרקים באופן סלקטיבי תאים אנושיים ולאחר מכן מפרקים את ה-DNA האנושי באמצעות אנזים הנקרא בנזונאז, מבלי להשפיע על DNA פטרייתי וחיידקי. זה מגדיל מאוד את הפרופורציה של DNA מיקרוביאלי לעומת DNA אנושי בדגימה. לאחר מכן, החוקרים משתמשים בהגברה מבוססת PCR של גנום שלם כדי ליצור עותקים רבים של שברי DNA מכל הגנום הקיים בדגימה, תוך יצירת מספיק חומר גנטי לרצף.
לאחר מכן, ה-DNA המוגבר נטען על מכשיר נייד לריצוף ננופורי, טכניקה הקובעת את רצף מולקולות ה-DNA כשהן עוברות דרך נקבוביות ננומטריות. בניגוד לגישות רצף הדורשות ריצה הושלמה לפני שניתן להעריך את התוצאות, רצף ננופור יוצר נתוני רצף DNA בזמן אמת ככל שהריצה מתקדמת. הרצפים המתקבלים נחקרים לאחר מכן מול מסד נתונים בנוי בהתאמה אישית המכיל מידע גנטי ממגוון רחב של מיקרואורגניזמים, כולל פתוגנים פטרייתיים וחיידקיים הקשורים לזיהומים בזרם הדם. "יש לי רקע בניתוח רצפים ובגנומיקה, וראיתי הזדמנות ליישם את המומחיות שלי לאתגר הקליני החשוב של זיהומים פטרייתיים" מסביר פרופ' טקאהאשי. "הייתה לי מוטיבציה מיוחדת מהאפשרות להשתמש בטכנולוגיות גנומיות מודרניות כדי לשפר את ההבנה, האבחון ובסופו של דבר הטיפול שלנו בזיהומים אלה."
בבדיקות באמצעות 48 דגימות תרבית דם קליניות המייצגות שמונה מינים של פטריות, זרימת העבודה המוצעת השיגה זיהוי ברמת המין תוך כשבע שעות בדיוק גבוה להפליא. ראוי לציין כי החוקרים גם גילו שהשיטה יכולה לזהות מגוון של פתוגנים פטרייתיים, כגון קנדידה אלביקנס, Nakaseomyces glabratus, קנדידה פרפסילוזיס, קנדידה טרופיקליס, ו Cryptococcus neoformans. הוא אפילו זיהה זיהומים מעורבים בחלק מהדגימות, שכללו אלה עם שני מיני פטריות או גם פטריות וגם חיידקים.
תכונה מרכזית של גישה חדשה זו היא המהירות שלה, שכן היא יכולה לזהות פתוגנים פטרייתיים ישירות מדגימות תרבית דם לפני שהתרבויות הופכות לחיוביות במערכות תרבות קונבנציונליות. "השיטה שלנו עשויה לאפשר לרופאים להתחיל טיפול אנטי פטרייתי הולם מוקדם יותר, ועלולה לשפר את התוצאות עבור חולים עם זיהומים פטרייתיים מסכני חיים בדם," מעיר פרופ' טקהאשי. יתרה מכך, מכיוון שזרימת העבודה לוכדת את הגנום המלא של הפתוגן, היא יכולה גם לזהות וריאנטים גנטיים בגנים הקשורים לעמידות לתרופות.
החוקרים מציינים כי תידרש עבודה נוספת כדי לקבוע את העיתוי הטוב ביותר לאיסוף דגימות במהלך הדגירה וכדי לשפר את הזיהוי כאשר גידול חיידקים כבד מסווה אותות פטרייתיים בזיהומים מעורבים. עם אימות נוסף, האסטרטגיה שלהם יכולה לתרום לפיתוח הליכי אבחון מהירים לזיהומים פטרייתיים מסכני חיים, להפחית עיכובים בטיפול יעיל ובסופו של דבר לשפר את הטיפול בחולים שנפגעו.
