基质辅助激光解析电离飞行时间质谱技术在临床微生物鉴定中的应用及发展

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1、基质辅助激光解析电离飞行时间质谱技术在临床微生物鉴定中的应用及发展江苏省宜兴市人民医院检验科214200基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)是近年来发展起来的一种新型的软电离生物质谱，在国外实验室运用较多，对一些疾病如肿瘤、关节炎、阿尔茨海默病提供快速分析诊断，近年來，更把这项技术应用于微生物的鉴定，完全颠覆Y传统微生物实验室从接种、孵育、分纯直至生化鉴定最后出结果的漫长过程，弥补Y传统方法操作繁琐和检测周期长等缺陷。A前,MALDI-TOF质谱技术作为一种快速而准确的检测技术，也被国内越

2、来越多的学者重视，应用于病原微生物的鉴定及耐药研究屮。本文就MALDI-TOF-MS在临床病原微生物鉴定屮的应用做一综述。1MALDI-TOF-MS检测技术MALDI-TOF-MS主要由三个部分组成：基质辅助激光解析电离离子源(MALDI)、飞行时间质量分析器(TOF)及检测器。MALDI的原理是用激光照射样品与基质形成的共结晶膜，基质从激光屮吸收能量传递给生物分子，使生物分子电离，适用于混合物及生物人分子的测定。TOF的原理是离子在电场作用T加速通过飞行管道，根据离子质荷比与离子飞行时间成正比，不同离子因到达飞

3、行器的时间不同而被检测到，形成以离子峰为纵坐标，离子质荷比为横坐标的质量图谱，通过对比蛋闩指纹库实现微生物种属的区分和鉴定［1］。MALDI-TOF质谱仪的这一原理使它能完成多种成分(包括脂类、糖类、蛋白质、DNA、多肽等能被离子化的分子)的分析［，具有高灵敏度、高通量的特点，能耐受一定量的杂质，对样品的纯度要求，可以分析细菌培养液等复杂的生物样品。2MALDI-TOF-MS在临床微生物鉴定屮的应用2.1鉴定临床纯培养菌株MALDI-TOF-MS对于细菌的鉴定主要是两种，全菌分析法(ICM)和蛋白提取法(PEM)

4、。研究显示，MALDI-TOF-MS对很多临床常见菌都能准确鉴定,包括葡萄球菌、溶血链球菌、肠杆菌科细菌及非发酵革兰阴性杆菌等。Moon等对424株革兰阳性球菌用MALDI-TOF-MS鉴定，结果显示在种水平的正确率为97.9%,苏中葡萄球菌为97.2%,肠球菌为100.0%，链球菌为97.8%。MALDI-TOFMS对于凝固酶阴性葡萄球菌(CoNS)的鉴定正确率也优于其他常用方法。LOONEN等比较了表型鉴定方法(ID32Staph和Vitek2)、测序方法(16Ssequencing和tufsequencin

5、g)和BioTyper鉴定142株CoNS的正确率，研究显示BioTyper的鉴定正确率最高，达99.3%。许多研究证实MALDI-TOFMS可以用来鉴定多种真菌，如青霉、曲霉、镰刀菌、木霉以及皮肤真菌等。但是到0前为止，MALDI-TOFMS主要还是用于酵母菌的鉴定MALDI-TOFMS数据库以及标本的制备程序需要改进，以促进这个技术在其他真菌种类，如曲霉和皮肤真菌等鉴定方面的应用。有研究显示MALDI-TOFMS鉴定酵母菌及酵母样菌的准确率为92.5%〜99.0%[2]，2.2直接鉴定临床标本MALDI-TO

6、FMS除了快速准确地鉴定纯菌落，还可直接从标本中检测微生物，只需对标本进行预处理，大大缩短了检测吋间。应用MALDI—TOFMS可直接进行鉴定的标本包括阳性血培养瓶、尿液、脑脊液、胸腹水和滑膜液等，0前应用最多的是阳性血培养瓶和尿标本，可快速的诊断血流感染和尿路感染。3对细菌分型及作同源性分析以丙酸痤疮杆菌为例，以前认为它只是皮肤表面的低致病菌，但0前在许多临床情况下却是重要的条件致病菌，有IA1、IA2、IB、1C、II和III型，可引起不同类型的感染，包括人工关节感染、骨髓炎等。Nagy等人运用MALDI-T

7、OFMS技术对48株临床分离的丙酸痤疮杆菌菌株进行检测，同时与多位点序列分型技术(MultilocusSequenceTyping,MLST)进行比较，结果显示两者鉴定符合率较高，19株经MALDI-TOFMS鉴定为IA型，MLST判断为IA1型；21株两种方法均鉴定为IB;剩余的8株均鉴定为II型［3］。4对细菌药物敏感性和耐药机制的检测MALDI-TOFMS除了在微生物鉴定方面冇所建树外，在细菌对药物的敏感性试验中也可以应用。如MALDI-TOFMS可以检测白假丝酵母菌对氟康唑的敏感性［14］,对不同氟康唑浓

8、度下培养15h后的白假丝酵母菌前处理后，使用MALDI-TOFMS进行检测得到蛋白质谱图，对比后谱图发生改变的最低药物浓度称为MPCC。将MPCC与CLSI方法测得的菌株MIC值比对，发现一致性达到94.0%（结果相差在±l个稀释度以内）和100.0%（结果相差在±2个稀释度以内），说明以MPCC来判断菌株的MIC值是比较可靠的。因此，这种方法