耐藥菌感染已成為全球公共衛(wèi)生的重大威脅。世界衛(wèi)生組織已將耐甲氧西林金黃色葡萄球菌、耐碳青霉烯腸桿菌科細(xì)菌等列入亟需新抗生素研發(fā)的優(yōu)先病原體清單。然而，抗菌藥物的體內(nèi)藥效學(xué)研究長(zhǎng)期依賴一種原始的方法：感染動(dòng)物后，在不同時(shí)間點(diǎn)處死動(dòng)物，取出脾、肝、肺、腎等器官，勻漿后涂布平板計(jì)數(shù)菌落形成單位。這種方法雖然直接，但存在三大缺陷——其一，每一只動(dòng)物只能提供一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)，無(wú)法在同一個(gè)體內(nèi)追蹤細(xì)菌負(fù)荷的動(dòng)態(tài)變化；其二，終點(diǎn)處死丟失了至關(guān)重要的信息：細(xì)菌究竟在哪些器官定植？感染是如何從一個(gè)器官擴(kuò)散到另一個(gè)器官的？其三，涂板計(jì)數(shù)需要過(guò)夜培養(yǎng)，結(jié)果延遲24小時(shí)以上。

標(biāo)記熒光素酶的細(xì)菌為體內(nèi)感染研究提供了活體成像的可能性。然而，實(shí)際應(yīng)用中面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)：細(xì)菌產(chǎn)生的生物發(fā)光信號(hào)極弱（尤其是細(xì)菌負(fù)荷較低的感染早期），而且肝臟、脾臟等腹腔器官的深度和背景散射使得信號(hào)進(jìn)一步衰減。許多研究者嘗試后無(wú)奈放棄，因?yàn)槌Ｒ?guī)活體成像系統(tǒng)無(wú)法可靠地區(qū)分真實(shí)細(xì)菌信號(hào)與背景噪聲。

科辰星飛系統(tǒng)針對(duì)細(xì)菌感染模型進(jìn)行了專門(mén)優(yōu)化。其超低暗電流（典型值<0.0005 e?/pixel/s）和深度制冷（-90℃）使得長(zhǎng)時(shí)間曝光（5-10分鐘）也不會(huì)產(chǎn)生明顯的熱噪聲累積。研究團(tuán)隊(duì)以熒光素酶標(biāo)記的耐甲氧西林金黃色葡萄球菌經(jīng)尾靜脈感染小鼠（感染劑量5×10? CFU/只），在感染后1小時(shí)、6小時(shí)、24小時(shí)和48小時(shí)使用科辰星飛系統(tǒng)成像。結(jié)果清晰顯示：感染后1小時(shí)，信號(hào)主要分布于肝臟和脾臟區(qū)域，強(qiáng)度中等，提示細(xì)菌被單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)快速捕獲；6小時(shí)，肝臟信號(hào)減弱，而肺部區(qū)域出現(xiàn)新的、邊界清晰的信號(hào)熱點(diǎn)，信噪比達(dá)8:1；24小時(shí)，雙肺信號(hào)蔓延成片，強(qiáng)度達(dá)到峰值，提示膿毒癥進(jìn)展；48小時(shí)，幸存動(dòng)物信號(hào)明顯下降，提示免疫系統(tǒng)控制感染，而瀕死動(dòng)物全身彌漫性高強(qiáng)度信號(hào)。

這一系列動(dòng)態(tài)圖像直觀呈現(xiàn)了耐藥菌從腹腔器官向肺部遷移的過(guò)程，為抗感染藥物的給藥時(shí)機(jī)和劑量?jī)?yōu)化提供了關(guān)鍵依據(jù)。科辰星飛讓宿主-病原體相互作用研究獲得了真正的“動(dòng)態(tài)可視化"能力。