利用人工智能增强型傅里叶变换红外光谱技术对细胞内致病布鲁氏菌（Brucella spp.）的物种和生物型进行鉴定

《BMC Microbiology》：Evaluation of AI-enhanced FTIR spectroscopy for species and biovar typing of intracellular pathogenic Brucella spp.

　　

摘要

背景

快速准确地鉴定细胞内致病性布鲁氏菌（Brucella）的物种和生物型对于有效的公共卫生监测、疫情控制以及保护动物和人类健康至关重要。虽然传统的生物分型方法仍是生物型分类的金标准，但它耗时、技术要求高、危险且成本高昂。我们验证了将人工智能（AI）与傅里叶变换红外（FTIR）光谱技术结合用于布鲁氏菌生物分型的方法，作为一种更快、自动化且更具成本效益的替代方案。

结果

我们对来自人类和动物的163株不同物种和生物型的菌株进行了评估。FTIR技术在所有评估的物种中均表现出高准确性，灵敏度和特异性均达到95%至100%。在生物型层面，区分疫苗株和野生型菌株时，灵敏度和特异性也达到了80%至100%，具体取决于物种以及不同生物型可用的菌株数量。

结论

我们的研究表明，FTIR技术是一种高度可靠且自动化的高通量方法。该方法能够生成实时数据，具有进行实时流行病学监测的潜力，并能够及早发现由人畜共患病原体引起的疫情。通过将传统微生物学方法与AI相结合，该方法在常规实验室工作中展现出巨大应用前景，成为一种高效、快速、简单、安全且经济可行的全球范围内细胞内致病性布鲁氏菌细菌流行病学监测策略。