基于FastPrep-2珠磨系统和MALDI-TOF质谱技术的液体培养基直接鉴定分枝杆菌方法:与固体培养基及PCR方法的对比研究

【字体: 时间:2025年06月18日 来源:Practical Laboratory Medicine 1.7

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  为解决分枝杆菌传统鉴定方法耗时长、效率低的问题,研究人员采用FastPrep-2珠磨裂解系统联合MALDI-TOF MS技术,直接对MGIT液体培养基中的分枝杆菌进行快速鉴定。结果显示,该方法对结核分枝杆菌(MTB)鉴定准确率达100%,非结核分枝杆菌(NTM)为92%,显著缩短检测周期,为临床提供了一种高效、经济的替代方案。

  

分枝杆菌感染是全球公共卫生的重大挑战,尤其是结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis, MTB)和日益增多的非结核分枝杆菌(Nontuberculous Mycobacteria, NTM)。传统诊断依赖固体培养基培养和基因测序,耗时长达数周且成本高昂。随着NTM感染率上升(北美达9.8例/10万人)及耐药性问题加剧,开发快速、准确的鉴定技术成为迫切需求。

沙特阿拉伯的研究团队在《Practical Laboratory Medicine》发表研究,评估了VITEK MS version 3.2质谱系统结合FastPrep-2珠磨裂解法,直接从分枝杆菌生长指示管(MGIT)液体培养基中鉴定分枝杆菌的效能。研究纳入53株临床分离株(16株MTB和37株NTM),通过对比固体培养基(LJ)和PCR方法(Xpert MTB/RIF),发现液体培养基直接鉴定MTB准确率达100%,NTM为92%,整体鉴定时间缩短24-48小时。这一成果为临床实验室提供了更高效的诊断路径。

关键技术方法包括:1) 使用FastPrep-2珠磨系统(4000 cycles/min,5秒裂解)处理MGIT培养物;2) VITEK MS version 3.2质谱分析;3) 以Xpert MTB/RIF PCR和16S rRNA测序为金标准;4) 纳入CAP质控样本验证可重复性。

3.1 Identification accuracy

  • MTB鉴定:液体与固体培养基均100%准确(16/16),与PCR结果完全一致。
  • NTM鉴定:液体培养基总体准确率88.6%(47/53),略低于固体培养基的96.2%。其中MAC复合体(9/11)、M. chelonae(2/3)和M. szulgai(0/1)在液体中表现较差,而M. fortuitum等5种NTM保持100%准确。
  • 数据库局限性:M. riyadhense和M. conceptionense因未收录无法识别。

3.2 Reproducibility and precision

  • 日内和日间重复性实验显示100%一致性(5个菌种)。
  • Cohen's Kappa分析表明液体与固体培养基结果呈中度一致(κ=0.47, p<0.001)。

讨论与意义
该研究首次系统评估了FastPrep-2珠磨系统联合VITEK MS对MGIT培养物的直接鉴定效能。其核心优势在于:1) 规避固体培养基传代步骤,将鉴定周期从2-4周缩短至2-3天;2) 对MTB实现完美识别,助力结核病精准防控;3) 成本较基因测序降低50%以上。

局限性在于NTM鉴定准确率受限于数据库覆盖度,尤其对MAC亚型和罕见菌种(如M. szulgai)。作者建议通过扩大数据库和优化裂解程序(如调整珠磨时间)进一步提升性能。这一技术有望成为中低收入国家结核病诊断的有力工具,并为NTM感染的早期干预提供支持。

(注:作者单位未明确标注,但通讯作者Jaffar A. Al-Tawfiq隶属沙特阿拉伯医疗机构,故判定为国外研究。)

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