MALDI-TOF质谱仪与数据库在罕见真菌鉴定中的性能比较及临床应用价值

本研究系统比较了VITEK MS、Microflex及新型VITEK MS PRIME质谱仪与KB3.2/KB3.3、FilFungi V5、MSI-2数据库对罕见酵母菌、曲霉属及丝状真菌的鉴定效能。结果表明，非商业数据库MSI-2在鉴定隐源性物种时表现最优（77%正确率），而商业数据库对常见病原体更具优势。研究为临床微生物实验室优化MALDI-TOF MS（基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱）工作流程提供了关键数据支撑。

　　

ABSTRACT
基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-ToF-MS）已成为真菌鉴定的关键技术，但其对罕见真菌的鉴定仍受蛋白质提取方法、仪器、算法和数据库的限制。本研究比较了两种成熟质谱仪（VITEK MS和Microflex）与新型VITEK MS PRIME的性能，并评估了四种数据库（包括非商业数据库MSI-2）对曲霉属、罕见霉菌和非常见酵母菌的鉴定能力。通过测序验证的169株菌株（涵盖33属96种）分析显示，VITEK MS与PRIME的物种水平鉴定率相近（79% vs. 77%），但PRIME的非可分析光谱率更高（15% vs. 3%）。MSI-2在曲霉和罕见霉菌鉴定中表现最佳（77%-82%），而商业数据库对常见酵母菌更有效。

INTRODUCTION
MALDI-ToF技术已广泛应用于微生物诊断，但其对丝状真菌（FF）的鉴定仍面临挑战，主要受菌落年龄、基质类型和培养条件影响。真菌细胞壁的特殊结构要求优化蛋白质提取方法，而光谱质量则依赖激光强度和靶点冲击次数。本研究对比了bioMérieux和Bruker的商用数据库（如KB3.2、FilFungi V5）与开放式数据库MSI-2的性能，并评估了新设备VITEK MS PRIME的工作流程效率。

MATERIALS AND METHODS
菌株收集与培养：
从临床和环境样本中选取169株测序验证的真菌（61株曲霉属、72株罕见霉菌、36株非常见酵母），在30°C沙保弱培养基上培养3天（D3）和8天（D8）后分析。

蛋白质提取：
采用两步法提取曲霉和霉菌的蛋白质（70%乙醇+甲酸/乙腈），酵母菌则直接点靶。质谱分析使用VITEK MS、PRIME和Microflex，光谱提交至KB3.2/KB3.3、FilFungi V5及MSI-2数据库，按推荐阈值评估鉴定结果。

RESULTS
生长时间影响：
D3的鉴定正确率显著高于D8（物种水平77% vs. 53%），故后续分析仅采用D3数据。

仪器比较：
MSI-2数据库下，Microflex对非常见酵母菌的鉴定优于bioMérieux设备（P<0.001），但对曲霉和霉菌无显著差异。VITEK MS PRIME的“坏谱”率更高（15% vs. 3%），提示其光谱质量控制更严格。

数据库性能：
MSI-2在曲霉和霉菌的物种水平鉴定中表现最优（77%-82%），而KB3.3对酵母菌更有效（92%）。商业数据库在覆盖物种内的正确率可达97%，但整体覆盖率不足（MSI-2覆盖92% vs. KB3.3仅58%）。

误鉴定分析：
213例误鉴定中97%发生在物种水平，曲霉属的隐源物种（如尼日尔组）是主要误判对象，但多数不影响临床用药选择。

DISCUSSION
MALDI-ToF MS在常规实验室可显著加速真菌鉴定，但数据库完整性仍是关键瓶颈。MSI-2凭借广泛的物种覆盖（1,612种）成为罕见病原体的首选，而商业数据库更适合常见菌株。未来需优化直接点靶技术以简化流程，并持续扩充数据库。

Conclusion
商用系统对常见真菌鉴定性能良好，但MSI-2仍是罕见物种鉴定的金标准。合作完善数据库和优化采集系统将是未来重点。

ACKNOWLEDGMENTS
本研究由bioMérieux SA资助，提供试剂和技术支持。