基于MALDI-TOF MS的沙门氏菌快速检测方法
发布时间：2024-08-28 浏览次数：65
非伤寒沙门氏菌(nontyphoidal Salmonella，NTS)是人类细菌性肠炎的重要病因，在一些患者中也可引起严重的、危及生命的侵袭性感染；这种细菌每年在全世界造成9380万例胃肠炎，包括15.5万例死亡，是世界范围内的一个主要公共卫生问题。第三代头孢菌素和氟喹诺酮类抗生素是治疗沙门氏菌感染，尤其是侵袭性感染的最重要抗生素；儿童应避免使用氟喹诺酮类药物，以免发生严重不良反应。因此，以头孢曲松(ceftriaxone, CRO)为代表的第三代头孢菌素已成为治疗儿童沙门氏菌感染的首选药物。
在中国台湾的一项流行病学研究中，从该地区儿童样本中分离出的NTS对CRO的耐药率从2012年的4.1%上升到2019年的14.3%。来自中国宁波的另一项研究显示，来自该地区儿童的NTS菌株对CRO的耐药性超过30%。沙门氏菌对CRO的耐药情况是一个严重的问题，这可能会导致第三代头孢菌素在治疗儿童沙门氏菌感染(尤其是侵袭性感染)方面的经验应用失败，并导致更严重的后果。因此，必须通过快速准确地识别CRO耐药沙门氏菌(CRO-resistant Salmonella，CRS)，及时调整抗生素治疗策略，避免儿童沙门氏菌感染的不良预后。
在过去的十年中，基质辅助激光解吸-飞行时间质谱(matrix-assisted laser desorption–ionization time-of-fight mass spectrometry，MALDI-TOF MS）引入临床微生物实验室，彻底改变了病原微生物鉴定的方式。MALDI-TOF MS在抗生素敏感性快速检测中的研究，使临床微生物学实验室中病原微生物药敏的快速鉴定和测定成为可能。
该研究通过基于短期培养法实现抗生素对病原微生物敏感性的MALDI-TOF MS快检方法，并创新性地引入光密度比(optical density，ROD)的概念来反映有无CRO耐药性沙门氏菌菌株之间细菌生长速率的差异，构建了一种快速检测CRS的新方法。首先测定了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)在不同时间节点的ROD和不同CRO浓度下菌株的ROD曲线。然后根据模型菌株确定的最佳短期孵育时间(2 h)和最佳CRO浓度(8µg/ml)，对120株临床菌株进行验证性试验。
图1. 本研究使用的120株临床菌株的快速检测流程图
120株临床菌株中，CRS菌株和非CRS菌株分别为30株(25.0%)和90株(75.0%)。CRS菌株和非CRS菌株的中位RODs分别为0.989(0.963 ~ 1.014)和0.447(0.265 ~ 0.587)。根据Mann-Whitney U检验，CRS菌株与非CRS菌株的ROD差异有统计学意义(P < 10-3)。本研究提出的快速鉴定方案检测CRS菌株时，ROD的AUC为1.000(95%置信区间(CI) ：0.970 ~ 1.000，P < 10-3)。最佳ROD截止值为0.818。灵敏度为100.00%，特异度为100.00%。因此，与常规临床方法相比，该快速鉴定方案不仅准确可靠，而且大大缩短了检测时间。ROD和MALDI-TOF MS联合检测方案是一种快速、准确、经济的CRS检测方法。
图2. 本研究介绍的快速检测方法对检测临床分离株的特征曲线
来源：微生物安全与健康网
链接：https://www.mbiosh.com/column/testing-technology/testing-technology-method/28424
