基于MALDI-TOF MS的沙門氏菌快速檢測方法
發(fā)布時間：2024-08-28 瀏覽次數(shù)：558
非傷寒沙門氏菌(nontyphoidal Salmonella，NTS)是人類細(xì)菌性腸炎的重要病因，在一些患者中也可引起嚴(yán)重的、危及生命的侵襲性感染；這種細(xì)菌每年在全世界造成9380萬例胃腸炎，包括15.5萬例死亡，是世界范圍內(nèi)的一個主要公共衛(wèi)生問題。第三代頭孢菌素和氟喹諾酮類抗生素是治療沙門氏菌感染，尤其是侵襲性感染的最重要抗生素；兒童應(yīng)避免使用氟喹諾酮類藥物，以免發(fā)生嚴(yán)重不良反應(yīng)。因此，以頭孢曲松(ceftriaxone, CRO)為代表的第三代頭孢菌素已成為治療兒童沙門氏菌感染的首選藥物。
在中國臺灣的一項流行病學(xué)研究中，從該地區(qū)兒童樣本中分離出的NTS對CRO的耐藥率從2012年的4.1%上升到2019年的14.3%。來自中國寧波的另一項研究顯示，來自該地區(qū)兒童的NTS菌株對CRO的耐藥性超過30%。沙門氏菌對CRO的耐藥情況是一個嚴(yán)重的問題，這可能會導(dǎo)致第三代頭孢菌素在治療兒童沙門氏菌感染(尤其是侵襲性感染)方面的經(jīng)驗應(yīng)用失敗，并導(dǎo)致更嚴(yán)重的后果。因此，必須通過快速準(zhǔn)確地識別CRO耐藥沙門氏菌(CRO-resistant Salmonella，CRS)，及時調(diào)整抗生素治療策略，避免兒童沙門氏菌感染的不良預(yù)后。
在過去的十年中，基質(zhì)輔助激光解吸-飛行時間質(zhì)譜(matrix-assisted laser desorption–ionization time-of-fight mass spectrometry，MALDI-TOF MS）引入臨床微生物實驗室，徹底改變了病原微生物鑒定的方式。MALDI-TOF MS在抗生素敏感性快速檢測中的研究，使臨床微生物學(xué)實驗室中病原微生物藥敏的快速鑒定和測定成為可能。
該研究通過基于短期培養(yǎng)法實現(xiàn)抗生素對病原微生物敏感性的MALDI-TOF MS快檢方法，并創(chuàng)新性地引入光密度比(optical density，ROD)的概念來反映有無CRO耐藥性沙門氏菌菌株之間細(xì)菌生長速率的差異，構(gòu)建了一種快速檢測CRS的新方法。首先測定了3株CRS菌株(19CR6025、19CR6048、20CR6050，MIC≥256μg/ml)和3株非CRS菌株(ATCC14028、19CR6047、20CR6031，MIC = 0.064μg/ml)在不同時間節(jié)點的ROD和不同CRO濃度下菌株的ROD曲線。然后根據(jù)模型菌株確定的最佳短期孵育時間(2 h)和最佳CRO濃度(8μg/ml)，對120株臨床菌株進(jìn)行驗證性試驗。
圖1. 本研究使用的120株臨床菌株的快速檢測流程圖
120株臨床菌株中，CRS菌株和非CRS菌株分別為30株(25.0%)和90株(75.0%)。CRS菌株和非CRS菌株的中位RODs分別為0.989(0.963 ~ 1.014)和0.447(0.265 ~ 0.587)。根據(jù)Mann-Whitney U檢驗，CRS菌株與非CRS菌株的ROD差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P < 10-3)。本研究提出的快速鑒定方案檢測CRS菌株時，ROD的AUC為1.000(95%置信區(qū)間(CI) ：0.970 ~ 1.000，P < 10-3)。最佳ROD截止值為0.818。靈敏度為100.00%，特異度為100.00%。因此，與常規(guī)臨床方法相比，該快速鑒定方案不僅準(zhǔn)確可靠，而且大大縮短了檢測時間。ROD和MALDI-TOF MS聯(lián)合檢測方案是一種快速、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)的CRS檢測方法。
圖2. 本研究介紹的快速檢測方法對檢測臨床分離株的特征曲線
來源：微生物安全與健康網(wǎng)
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