侵袭性真菌感染已成为全球重大公共卫生威胁，以念珠菌为代表的条件致病真菌在重症监护室与免疫低下人群中风险极高，而抗真菌耐药的快速蔓延进一步加剧临床救治难度。当前临床金标准微量肉汤稀释法（BMD）耗时久，而分子检测、流式细胞术、质谱等方法要么无法准确测定表型信息，要么操作复杂，导致通用性不足。因此，开发快速、准确、广谱的单细胞水平药敏检测技术，成为临床真菌病诊疗的迫切需求。

针对这一难题，青岛能源所单细胞中心团队开发了一种融合单细胞拉曼光谱与明场成像的多特征抗真菌药敏检测平台（Multiple-feature Antifungal Susceptibility Test platform, MAFST）：一方面，依托重水标记单细胞拉曼光谱（SCRS），精准捕捉真菌细胞内大分子组成变化与代谢活力（MIL），实现药物作用机制与胞内药物蓄积的单细胞解析；另一方面，通过微流控芯片明场成像，定量表征药物胁迫下的细胞大小、形态转换与菌丝发育等动态表型。在此基础上，团队摒弃单一表型指标的局限，基于XGBoost机器学习，将代谢活力、细胞尺寸、形态转换等多维度互补表型融合为“综合抑制指数”（Composite Inhibition Index, CII），以统一量化指标全面反映抗真菌药物的整体抑制效应，有效克服单一表型在不同菌种、不同药物类别间的适用性不足的问题。MAFST通过整合真菌单细胞代谢、形态与发育等多维表型，将其转化为单个可量化的CII参数，进而构建了精准药敏判定新体系，为侵袭性真菌感染的精准诊疗与耐药监测提供了新方法。

AI辅助的多模态真菌快速药敏检测平台

为评估MAFST的临床应用潜力，研究团队对白色念珠菌、光滑念珠菌、克柔念珠菌、耳念珠菌等12株临床分离株进行了系统验证。针对两性霉素B、氟康唑、米卡芬净、5‑氟胞嘧啶等主流抗真菌药物，MAFST均表现优异：首先，与临床金标准BMD相比，分类一致性（CA）与基本一致性（EA）均达97.8%。其次，检测时间从24–48小时缩短至6–8小时，实现了“当天采样、当天出报告”。再次，具备单细胞分辨率，可揭示药物作用的异质性与早期响应动力学。最后，无需荧光标记、无需复杂前处理，操作简便、适用性广。

该研究不仅建立了一个快速、精准、广谱的抗真菌药敏检测新方法，还通过单细胞多维表型组的快速解析，直观揭示了不同药物所引发的多维表型变化及时序规律：其中，形态异常可作为早期应激标志物，而代谢抑制则标志着不可逆损伤。因此MFST为抗真菌药物作用机制研究与新型药物研发提供了一个定量化的新手段。

团队表示，下一步将推进MAFST平台与高通量微流控、AI表型识别技术的深度集成，向临床样本直接检测、多菌属覆盖、全自动一体化方向升级，从而助力应对全球真菌耐药危机，支撑重症感染与罕见真菌病的精准诊疗。

相关研究成果发表于Analytical Chemistry，论文第一作者为青岛能源所联合培养博士生韩霄，通讯作者为青岛能源所单细胞中心徐健研究员和济南大学黄加栋教授。研究得到了北京协和医院杨启文教授、复旦大学黄广华教授、中国科学院微生物所付钰研究员等的帮助，由国家重点研发计划、中国科学院青年基础研究项目、国家自然科学基金、中央高水平医院临床科研专项等资助。（文/韩霄 图/刘阳）

原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.5c06899

Xiao Han, Yanmei Zhang, Xiaoshan Zheng, Xixian Wang, Rongze Chen, Min Liu, Qiwen Yang, Guanghua Huang, Yu Vincent Fu, Bo Ma, Jiadong Huang*, Jian Xu*. Antifungal Susceptibility Test via single-cell morphology, development, and metabolism. Analytical Chemistry, 2026.