1. MALDI-TOF MS的常規(guī)應(yīng)用
1.1 MALDI-TOF MS對常見細(xì)菌的鑒定
張明新等復(fù)蘇560株臨床分離株,應(yīng)用MALDI-TOF MS鑒定臨床常見病原菌。MALDI-TOF MS與Vitek2Compact鑒定結(jié)果比較,G+細(xì)菌鑒定符合率為94.6%(246/260),G-細(xì)菌鑒定符合率為96.7%(174/180),酵母菌鑒定符合率為95.0%(57/60),腸道致病菌鑒定符合率為93.3%(56/60)。
Sogawa K等將從臨床實驗室獲得的468株菌落直接點靶進行MALDI-TOF MS鑒定,物種和屬各級的識別率分別為91.7%(429/468)和97.0%(454/468)。
1.2 MALDI-TOF MS對微需氧及厭氧菌的鑒定
近年來隨著臨床對微需氧及厭氧菌的日益重視,對其的檢測研究逐漸增多,其培養(yǎng)陽性率也逐漸提高。但微需氧及厭氧菌對培養(yǎng)條件及鑒定條件要求苛刻,傳統(tǒng)生化鑒定技術(shù)很難滿足臨床實驗室快速準(zhǔn)確鑒定微需氧及厭氧菌的要求。袁梁等人利用MALDI-TOF MS技術(shù)對56株厭氧菌進行了研究顯示:53株MALDI-TOF MS與16SrRNA基因序列鑒定結(jié)果一致,符合率達94.6%,傳統(tǒng)生化Vitek32 ANI鑒定卡45株鑒定結(jié)果與16SrRNA基因序列鑒定結(jié)果一致,符合率為80.4%。與基因鑒定結(jié)果相比較,MALDI-TOF MS技術(shù)鑒定符合率高于傳統(tǒng)生化鑒定技術(shù)。
1.3 MALDI-TOF MS對真菌的鑒定
目前,臨床上對于真菌的鑒定主要有傳統(tǒng)的微生物鑒定法、Vitek微生物鑒定系統(tǒng)及MALDI-TOF MS法。傳統(tǒng)微生物鑒定中對于真菌一般有壓片、染色鏡檢,觀察其菌絲和孢子,由于真菌生長周期長,傳統(tǒng)方法無法滿足臨床對于病原菌快速而準(zhǔn)確鑒定的要求。
有報道稱,對于臨床分離得到的241株真菌通過MALDI-TOF MS進行鑒定(包括念珠菌、隱球菌、紅酵母),92%均能準(zhǔn)確鑒定到種的水平。在真菌的鑒定方面許多研究證實MALDI-TOF MS能夠用來鑒定多種真菌,尤其是臨床比較常見酵母菌,也能對青霉、曲霉、鐮刀菌、以及皮膚真菌等進行鑒定。
1.4 MALDI-TOF MS對結(jié)核及非典型分枝桿菌的檢測
由于結(jié)核及非典型分枝桿菌的營養(yǎng)要求高、生長緩慢,傳統(tǒng)微生物鑒定只能通過抗酸染色、培養(yǎng)、PCR等對其進行鑒定,不僅費時,而且PCR對試驗條件和人員素質(zhì)要求均較高,成本較大。而MALDI-TOF MS則可以快速而準(zhǔn)確的獲取其特異的蛋白質(zhì)譜圖,通過與數(shù)據(jù)庫的比對快速得出結(jié)果。此外,與VITEK-MS系統(tǒng)相比,應(yīng)用MALDI-TOF MS對臨床分離株進行鑒別,從基因水平和物種水平兩方面的鑒定率分別為87.3%和62.8%,均優(yōu)于VITEK-MS系統(tǒng)。
1.5 MALDI-TOF MS對病毒的檢測
至今為止,應(yīng)用MALDI-TOF MS技術(shù)來檢測病毒方面的報道很少,但有報道可用MALDI-TOF MS來鑒定病毒融合蛋白,來確定病毒株的毒力、病毒糖蛋白、衣殼蛋白。還有報道用MALDI-TOF MS通過病毒蛋白不同的分子量從病毒基因組水平來鑒別特定限制性片段,或者用來鑒別特異的基因突變。
1.6 MALDI-TOF MS對細(xì)菌的毒力因子鑒定
應(yīng)用MALDI-TOF MS對金黃色葡萄球菌的毒力因子鑒定已有報道,然而需要先在SDS-PAGE上提取蛋白。近日,Bittar等成功的使用MALDI-TOF MS鑒定出了PVL(Panton–Valentine leukocidin)陽性的葡萄球菌。應(yīng)用ClinProToolsTM軟件(布魯克道爾頓,德國)分析,在57株P(guān)VL陰性金葡和24株P(guān)VL陽性金葡中,PVL陽性株能在4448m/z質(zhì)譜峰處檢測到特異質(zhì)譜峰。應(yīng)用此特異質(zhì)譜峰篩選34株金葡,發(fā)現(xiàn)2株P(guān)VL陽性株。此種方法的敏感性、特異性、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值分別為100%、90.6、40和100%。
2、深度應(yīng)用
2.1 MALDI-TOF MS對血培養(yǎng)的直接鑒定
Katherine Bond等研究報道了應(yīng)用MALDI-TOF MS直接對血陽性瓶進行鑒定的應(yīng)用。與傳統(tǒng)培養(yǎng)需要24h或更多時間的檢測技術(shù)相比,MALDI-TOF MS可以在4~6小時內(nèi)對血液標(biāo)本中的致病菌進行檢測和鑒定。荷蘭的Marc Bonten團隊研究顯示對血液標(biāo)本中的致病菌進行MALDI-TOF MS鑒定的平均時間是16小時,與傳統(tǒng)的檢測方法需要45小時相比大大縮短檢測時間,也為臨床合理應(yīng)用抗生素治療提供了可靠的依據(jù)。
2.2 MALDI-TOF MS對尿液的直接鑒定
傳統(tǒng)尿液微生物的檢測依賴于涂片及細(xì)菌的培養(yǎng),但臨床更傾向于快速的檢測技術(shù),現(xiàn)在常規(guī)使用的技術(shù)并不能滿足臨床的需要。MALDI-TOF MS技術(shù)的優(yōu)勢可以彌補傳統(tǒng)方法的不足。有學(xué)者對收集到的1040份尿液標(biāo)本進行了尿細(xì)菌培養(yǎng)及直接質(zhì)譜鑒定,其結(jié)果顯示1040份標(biāo)本中共鑒定出細(xì)菌的標(biāo)本有526份,其中包括培養(yǎng)出1種菌的標(biāo)本430份,尿病原菌直接質(zhì)譜鑒定率為92.7%(430/464);培養(yǎng)出2種菌的標(biāo)本96份,尿病原菌直接質(zhì)譜鑒定率為75%(96/128);尿病原菌直接質(zhì)譜鑒定法鑒定出的細(xì)菌與尿細(xì)菌培養(yǎng)法鑒定出的細(xì)菌菌種一致,符合率為100/100。
2.3 質(zhì)譜與核酸研究
現(xiàn)代質(zhì)譜技術(shù)自誕生以來,在多肽及蛋白質(zhì)的研究中獲得極大的成功,于是人們開始嘗試著將質(zhì)譜技術(shù)用于核酸的研究工作。近年來,合成寡核苷酸及其類似物,作為反義治療劑在病毒感染和一些癌癥的治療方面,有著良好的前景。
3、細(xì)菌或真菌的耐藥性檢測和耐藥機制研究
3.1 耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)的檢測
MALDI-TOF MS常用于鑒別MRSA和甲氧西林敏感金黃色葡萄球菌(MSSA)。由染色體DNA介導(dǎo)的固有耐藥性,主要是mec基因編碼的PBP2a的耐藥性,這是最常見的耐藥機制。MALDI-TOF MS主要通過檢測MRSA蛋白表達的差異,來實現(xiàn)耐藥性的檢測。Du Z等對76株金黃色葡萄球菌進行MALDI-TOF MS耐藥性檢測,結(jié)果顯示MSSA與MRSA的質(zhì)譜圖的差異集中在2400 Da至2500 Da區(qū)間。本實驗室的研究證明MALDI-TOF MS通過質(zhì)譜峰值的比對可區(qū)分MRSA與MSSA。
3.2 萬古霉素耐藥的腸球菌(VRE)的檢測
MALDI-TOF MS用于VRE檢測的研究并不多,Griffin通過對質(zhì)譜峰數(shù)學(xué)建模的方式,能夠?qū)y帶vanB基因的VRE與萬古霉素敏感的屎腸球菌鑒別。
3.3 革蘭陰性桿菌耐藥性檢測
產(chǎn)ESBLs酶或碳青霉烯酶是革蘭氏陰性桿菌耐藥的最主要原因。MALDI-TOF MS檢測的原理是β-內(nèi)酰胺類抗生素的β-內(nèi)酰鍵被細(xì)菌產(chǎn)生的β-內(nèi)酰胺類酶水解,導(dǎo)致抗生素分子量增加18Da??股氐牧u基會與鹽溶液中的Na結(jié)合導(dǎo)致分子量增加22Da。某些環(huán)境下,水解產(chǎn)物會直接脫羧,引起分子量減少44Da。通過質(zhì)譜監(jiān)測β-內(nèi)酰胺類抗生素分子量的變化,即可準(zhǔn)確鑒定細(xì)菌產(chǎn)β-內(nèi)酰胺類酶。國內(nèi)研究將ClinPro Tools軟件與質(zhì)譜的檢測相結(jié)合,通過數(shù)學(xué)建模實現(xiàn)質(zhì)譜圖的自動化分析,實現(xiàn)耐藥細(xì)菌與敏感細(xì)菌的自動分組鑒別。
3.4 耐藥基因突變的檢測
MALDI-TOF MS的微測序法可以檢測耐藥基因的單核苷酸多態(tài)性。Ikryannikova等應(yīng)用MALDI-TOF MS微測序法檢測了利福平耐藥結(jié)核分枝桿菌的rpoB基因及異煙肼耐藥結(jié)核分枝桿菌katG基因的突變,同時該研究組還應(yīng)用此技術(shù)檢測了blaTEM基因突變。
3.5 真菌藥物敏感試驗的檢測
檢測原理是真菌在不同濃度的抗真菌藥的壓力下,表達的蛋白組會不同,MALDI-TOF MS可以檢測其蛋白譜的變化。Carolis 應(yīng)用MALDI-TOF MS檢測了酵母菌及曲霉菌的卡泊芬凈的最低抑菌濃度。
(本文章來源于檢驗視界網(wǎng))