對抗致命「超級細菌」 AI預測模型秒判讀

【特派記者張慧人／專題報導】抗藥性極強的「超級細菌」，由於無法用臨床的方法檢驗出來，不但加重治療困難度，錯誤用藥更致命。43歲林先生是美國矽谷科技新貴，因工作競爭壓力大。一次生病時高燒不退，頸部腫脹不適、呼吸困難，就診後醫師告知是嚴重頸部感染，恐危及生命，但因無法判斷是何種細菌，只能根據「經驗」使用抗生素治療，後來仍然發生敗血性休克，在多方奔走與檢驗花費下，才得知感染超級細菌，用經驗性的抗生素根本無法殺死，醫師隨即對症下藥，這才撿回一命。
超級細菌抗藥力增強　錯誤用藥引起嚴重併發症
林口長庚紀念醫院檢驗醫學部王信堯醫師指出，微生物學家已經發現不少種超級細菌，如具有抗藥特性的金黃色葡萄球菌、腸球菌、鮑曼不動桿菌等，其中金黃色葡萄球菌是最廣為人知的超級細菌，每年造成全世界數百萬人傷亡，在抗生素濫用的狀況下，其抗藥能力一直增強，治療愈來愈不容易。
王信堯醫師表示，以往感染症的病人到醫院後，由於無法即時偵測到體內的超級細菌，往往必須歷經多種藥物嘗試、治療失敗、嚴重併發症等痛苦過程後，才有辦法證實超級細菌的存在，不但加重治療的困難度，錯誤用藥更增強其抗藥性。
質譜儀大數據AI分析　秒預測且達80%準確性
為突破這項困境，林口長庚醫院與長庚大學、中央大學跨領域、跨校合作，運用人工智慧開發出「超級細菌預測模型」，可更快速、便宜、正確地進行微生物特性鑑定，幾秒鐘內即可完成預測，並達到80%的用藥準確性，成為對抗微生物感染的一大利器。
林口長庚醫院率先於2013年引進並臨床使用質譜儀（MALDI-TOF），透過質譜儀技術，廣泛用於微生物菌種鑑定。由於質譜儀可以產生成千上萬鋒值的數據，因此，研究團隊跨領域合作，進一步使用人工智慧分析技術，成功從質譜儀複雜的大數據中，解讀出超級細菌可能的抗藥機制。不須額外檢驗操作，幾秒鐘內即可完成預測。
「超級細菌預測模型」　助醫師給予準確治療用藥
王信堯醫師表示，「超級細菌預測模型」技術已可運用於臨床微生物檢驗，並應用在臨床實務，可快速檢測目前無法測得的超級細菌，幫助醫師提早得知病患是否為超級細菌感染，進一步施用正確的抗生素。使患者無需歷經辛苦過程，醫師便能更準確給予治療用藥，降低感染後引發敗血症，甚至是死亡的憾事發生。
林口長庚檢驗醫學部盧章智主任表示，超級細菌對健康照護所帶來的挑戰已日益嚴峻，世界衛生組織甚至預測到2050年，人類將無合適的抗生素可用來治療感染症。跟微生物的戰爭不會結束，越來越多超級細菌異軍突起的年代，「超級細菌預測模型」臨床使用潛力無窮，這項技術除已申請專利，希望將此人工智慧發明方法廣泛運用於其他超級細菌，建置超級細菌預測平台，造福更多病患。