Scientific Journal of Kurdistan University of Medical Sciences

fa شناسایی زیرجمعیت‌های نادر و فنوتیپ‌های پنهان پاسخ به آنتی‌بیوتیک در باکتری‌های بیماری‌زا: از روش‌های جمعیتی تا فناوری‌های تک‌سلولی و میکروفلوئیدیک Detection of Rare Subpopulations and Hidden Antibiotic-Response Phenotypes in Pathogenic Bacteria: From Population-Based Methods to Single-Cell and Microfluidic Technologies میکروبیولوژی Microbiology مروری Review زمینه و هدف: ناهمگونی فنوتیپی در جمعیت‌های باکتریایی، شامل هترو‌رزیتانس، تحمل و پایداری آنتی‌بیوتیکی، می‌تواند موجب پنهان ماندن زیرجمعیت‌های نادر غیرحساس در آزمون‌های استاندارد حساسیت آنتی‌بیوتیکی شود. هدف این مطالعه، بررسی روش‌های نوین شناسایی و کمی‌سازی این زیرجمعیت‌ها و ارزیابی ظرفیت آنها برای بهبود تشخیص فنوتیپی مقاومت آنتی‌میکروبی بود. مواد و روش‌ها: در این مقاله مروری، مطالعات نمایه‌شده در پایگاه‌های بین‌المللی PubMed/MEDLINE، Scopus، Web of Science، ScienceDirect، SpringerLink، Embase و Google Scholar و همچنین پایگاه‌های فارسی SID، Magiran  و MedLib با تمرکز بر سال‌های اخیر، با استفاده از کلیدواژه‌های «هترو‌رزیتانس»، «زیرجمعیت‌های نادر مقاوم»، «آزمون حساسیت آنتی‌بیوتیکی»، «تحلیل تک‌سلولی» و «میکروفلوئیدیک» بررسی شدند. مطالعات مرتبط با روش‌های فنوتیپی و تک‌سلولی استخراج و از نظر اصول، قابلیت تشخیص و کاربردهای آنها مقایسه شدند. یافته‌ها: شواهد جدید نشان می‌دهد پروفایل‌سازی تحلیلی جمعیت (Population Analysis Profiling) اگرچه یک روش فنوتیپی مرجع و مهم محسوب می‌شود، زمان‌بر بوده و برای تشخیص روتین محدودیت دارد. در مقابل، آزمون رقیق‌سازی-تأخیر (Dilution-and-Delay) توانسته است سلول‌های غیرحساس را تا فراوانی ۱ در ۱۰۰ میلیون شناسایی کند. همچنین، پلتفرم‌های میکروفلوئیدیک قطره‌ای (droplet microfluidics) و سامانه‌های تک‌سلولی، امکان شناسایی زیرجمعیت‌های نادر و سنجش پویایی رشد و پاسخ به دارو را با سرعت بالاتر فراهم کرده‌اند. نتیجه‌گیری: حرکت از سنجش جمعیتی به تحلیل تک‌سلولی می‌تواند لایه‌های پنهان پاسخ باکتریایی را آشکار کند؛ بااین‌حال، استانداردسازی و اعتبارسنجی بالینی این فناوری‌ها همچنان ضروری است.   Background and Aim: Phenotypic heterogeneity within bacterial populations, including heteroresistance, antibiotic tolerance, and persistence, can conceal rare antibiotic-nonsusceptible subpopulations from conventional antimicrobial susceptibility testing (AST). This review aimed to examine emerging approaches for detecting and quantifying these hidden subpopulations and to evaluate their potential clinical relevance. Materials and Methods: Recent studies indexed in the international databases PubMed/MEDLINE, Scopus, Web of Science, ScienceDirect, SpringerLink, Embase, and Google Scholar, as well as the Iranian databases SID, Magiran, and MedLib, with a focus on recent years were reviewed using combinations of the keywords heteroresistance, rare antibiotic-resistant subpopulations, antimicrobial susceptibility testing, single-cell analysis, and microfluidics. Evidence was synthesized from population-based, single-cell, microfluidic, imaging, and emerging phenotypic approaches. Results: Population Analysis Profiling remains an important reference method for characterizing heteroresistance but is labor-intensive and poorly suited to routine diagnostics. Recent evidence supports higher-resolution approaches. The Dilution-and-Delay assay has demonstrated detection of antibiotic-insensitive cells at frequencies as low as 1 in 100 million while simultaneously providing conventional MIC measurements. Single-cell and droplet-microfluidic platforms can further resolve cell-to-cell susceptibility distributions and dynamic antibiotic responses, enabling characterization of rare phenotypes that may be masked at the population level. However, differences in analytical definitions, workflows, and clinical validation currently limit direct implementation. Conclusion: Next-generation AST integrating population-level measurements with single-cell and high-resolution phenotyping may improve detection of clinically relevant hidden subpopulations. Standardization, reproducibility, cost-effectiveness, and prospective clinical validation are essential before widespread adoption. هترو‌رزیتانس؛ زیرجمعیت‌های نادر؛ مقاومت آنتی‌بیوتیکی؛ آزمون حساسیت آنتی‌میکروبی؛ تک‌سلولی؛ میکروفلوئیدیک. Heteroresistance, Rare subpopulations, Antibiotic resistance, Antimicrobial susceptibility testing, Single-cell analysis, Microfluidics. 0 0 http://sjku.muk.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-8765-1&slc_lang=fa&sid=1 Mahdi Asghari Ozma مهدی اصغری عظمی asghariozma@gmail.com 5400319475328460074980 5400319475328460074980 Yes دانشگاه علوم پزشکی قم Javad Nezhadi جواد نژادی javadnezhadi99@gmail.com 5400319475328460074981 5400319475328460074981 No Niloofar Fallahi Alileh نیلوفر فلاحی آلیله niloofarfallahi81@gmail.com 5400319475328460074982 0009-0003-6053-0580 No Sina Mahdavi سینا مهدوی sinaa.mhdvii@gmail.com 5400319475328460074983 0009-0008-6289-3381 No