应用MALDI-TOF MS鉴定耐甲氧西林金黄色葡萄球菌及其临床应用研究

来源 :西南医科大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:xcswzq
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目的:探讨耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin Resistant Staphylococcus aureus,MRSA)与甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌(Methicillin Sensitive Staphylococcus aureus,MSSA)在菌体蛋白的差异,以及蛋白质谱在抗生素作用下特征性的改变,通过MALDI-TOF MS寻找特异性差异峰构建鉴定模型,对甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌进行快速鉴定。方法:随机取用某院库存MRSA及MSSA各60株,应用MicroScan WalkAway 96 Plus全自动细菌鉴定仪进行鉴定与药敏试验,同时头孢西丁K-B法验证耐药机制。首先,应用BRUKE质谱仪对所有菌株直接进行指纹图谱分析,分别提取MRSA与MSSA质谱数据,对数据进行汇总并应用统计软件SPSS17.0进行Logistic回归模型拟合,并对菌株进行回顾性分析以评估模型效能。然后,分别使用阿米卡星及头孢噻肟对所有菌株进行K-B法诱导,选取抑菌圈边缘菌落再次进行MALDI-TOF MS指纹图谱分析,提取相应的菌株质谱数据,对数据进行汇总并应用统计软件SPSS17.0进行Logistic回归模型拟合,再分别对诱导菌株质谱数据进行回顾性分析以评估模型效能。最后,对三种模型进行鉴定效能比较,对差异进行分析,选取最佳模型应用于39株临床菌株的模拟应用并对模型进行优化。结果:共获得MRSA与MSSA各60株,药敏结果及耐药机制验证均与初始结果相符。在诱导与非诱导状态下,MALDI-TOF MS对两种耐药表型菌株的鉴定分值均高于2.0,金黄色葡萄球菌可供分析的质谱峰集中于质荷比2000-16000范围内,以高于基线20%为筛选标准可获得其中38个表达较好的峰满足后续分析要求。直接质谱分析结果显示,MRSA与MSSA在p4306、p5033、p5526、p6424、p6844、p6871、p6889及p9180八个峰的峰高值存在差异,单因素方差分析发现仅在质荷比为p4306处差异有显著性(P<0.05),应用Logistic回归方法构建模型为Log=1.385-7.421X(其中X=p4306/p9627)。运用该模型对质谱数据的回顾性分析显示,非诱导模型对MRSA鉴定正确率56.7%(34/60),对MSSA鉴定正确率为63.3%(38/60),总体正确率为60.0%(72/120)。经阿米卡星诱导后的质谱数据结果显示,p5526、p6818、p6889、p7568、p8092、p8892、p9180以及p10104存在表达差异,单因素分析认为p8092、p8892、p9180以及p10104四个峰值表达差异具有统计学意义(P<0.05),将以上变量纳入Logistic回归模型进行拟合,得Log(AK)=2.564-4.033X1-5.010X2+5.159X3-7.131X4(其中X1=p8092/p9627、X2=p8892/p9627、X3=p9180/p9627、X4=p10104/p9627),运用该模型对阿米卡星诱导后的质谱数据进行回顾性分析,结果显示该模型对MRSA鉴定正确率为68.3%(41/60),对MSSA鉴定正确率为73.3%(44/60),总体正确率为70.8%(85/120),与非诱导模型没有显著性差异(χ2=3.113,P=0.078)。使用头孢噻肟诱导后,p5033、p6844、p6889、p3421、p4446、p5241、p6355及p7568表达出现差异,单因素分析认为其中p3421、p5241、p6355、p6844、p7568五个峰值差异具有统计学意义(P<0.05)。将变量纳入Logistic回归模型构建,可得Log(CTX)=6.191-51.662X1+27.518X2-5.873X3+2.208X4-25.739X5+53.295X6+1.206X7-42.486X8(其中X1=p3421/p9627、X2=p4446/p9627、X3=p5033/p9627、X4=p5241/p9627、X5=p6355/p9627、X6=p6844/p9627、X7=p6889/p9627、X8=p7568/p9627)。将模型应用于头孢噻肟诱导菌株质谱数据的回顾性分析,结果对MRSA的鉴定正确率为90.0%(54/60),对MSSA鉴别正确率为73.3%(44/60),总体正确率为81.7%(98/120),总体正确率优于非诱导模型(χ2=13.634,P<0.001)与阿米卡星诱导模型(χ2=3.888,P=0.049),头孢噻肟诱导模型为最优模型。运用头孢噻肟诱导模型进行临床菌株的鉴定应用,该模型对24株MRSA的鉴定正确率为70.8%(17/24),对15株MSSA鉴定正确率为93.3%(14/15),总体正确率为79.5%(31/39),与模型建立的总体正确率相近,差异无统计学意义(χ2=0.091,P=0.762)。结论:直接的MALDI-TOF MS鉴定对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的鉴别能力不佳,抗菌药物诱导可以放大MRSA与MSSA的指纹图谱之间的差异,但非β内酰胺类抗菌药物效果有限,仅β内酰胺类抗菌药物可显著提高质谱对MRSA的鉴定成功率。头孢噻肟诱导模型对临床菌株的鉴定正确率接近80%,优于非诱导模型及阿米卡星诱导模型,但仍不足以进入临床应用。
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