该WinCF模式 - 粘液的廉价和易于处理的缩影细支气管堵塞，研究肺部感染的微生物

本手册中描述的方法称为WinCF系统¹ 。 WinCF的总体目标是提供一种能够模拟粘液填充肺支气管环境的实验装置。这将允许易感系统用粘液分泌过多的表型研究肺部疾病的微生物病原体，包括囊性纤维化（CF），慢性阻塞性肺病（COPD），哮喘等。该方法专门用于研究CF，其特征在于引起肺分泌物变稠且难以清除的突变，最终填充细支气管和其他具有粘液的小通道² 。肺中的这种阻塞抑制气体交换，因为吸入的空气不再能够到达许多肺泡，并且也为细菌定居³提供了栖息地。无法预防微生物生长肺过度粘液最终导致气道复杂的慢性感染的发展。这些社区含有多种生物，包括病毒，真菌，和类似的铜绿假单胞菌的细菌，都彼此^{5，6，7，8}相互作用。在CF肺微生物的活性被认为是参与的症状称为肺部症状加重^{1，9，10，11}耀斑。 WinCF能够围绕这些病情加重的微生物群落行为的研究，目前正扩大到作为一个基础的实验系统研究肺微生物生态学。传统上，加重已通过从肺部取出的样品的直接分析研究。许多混杂因素使微生物B的直接分析利用WinCF系统对肺部的行为进行挑战，除去许多这些因素，更直接地研究肺微生物组织的行为，从而更好地分析粘液塞细菌中的细菌活性。

WinCF系统提供了一种以有效模拟肺部环境的方式生长和分析细菌的方法。传统的肺细菌生长方法常常涉及在传统琼脂平板上培养样品。这些方法使样品对大气氧气开放，忽略了在粘液^12,13接种的肺细支气管中发现的缺氧和经常缺氧的病症。在有氧条件下在琼脂上培养不像CF肺的环境，并且可能误导临床医生和研究人员关于他们试图治疗的病原体的行为。此外，琼脂平板上的细菌可用的营养物质与实际痰中可用的不相似，这通过使用人造痰介质（ASM）在WinCF中解决。如Sriramulu 等人的假单胞菌培养物所示。 ¹⁴ ，ASM包括一组模拟可用于痰微生物的资源的组件，并且还可以复制痰的物理一致性。因为病肺具有特定的微生物组织，所以这种微生物的研究也应理想地发生在肺的特定条件下。

WinCF系统能够快速分析和轻松操作实验条件，以观察微生物的变化，类似于它们在实际肺细支气管中的发生。这种技术允许接种无数种相关样品，包括痰液，唾液，其他身体分泌物和纯的或混合的细菌培养物。实验设置的性质允许立即视觉解读微生物群落行为，旨在实现许多微生物和流行程序的下游应用。这些研究是重要的，因为细菌群落组成根据其环境的生理化学条件而变化。使用WinCF可以操纵介质的化学条件来分析对细菌活性的影响。例如，可以在接种样品之前改变培养基的酸度。孵育后，可以直接比较这些条件中的每一种的细菌活性，并且可以得出关于这些痰样品中的细菌如何响应不同pH值的行为的结论。在这里，我们概述了应用WinCF系统的程序和如何操作媒体化学来研究对肺微生物的影响的例子。