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基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-ToF MS)与16S/hsp65/rpoB基因桑格测序在非结核分枝杆菌物种鉴定中的比较评估
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月29日 来源:Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 4.8
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这篇研究通过比较MALDI-ToF MS与多基因(16S、hsp65、rpoB)桑格测序在59例临床非结核分枝杆菌(NTM)分离株中的鉴定效能,证实多基因串联分析(尤其是16S+rpoB组合)显著提升物种鉴定准确性(Kappa值0.76),为资源有限地区提供了可靠的替代方案。
引言
非结核分枝杆菌(NTM)感染在全球范围内呈上升趋势,其复杂多样的物种特性使得准确鉴定成为临床治疗的关键挑战。传统方法如基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-ToF MS)虽被视作金标准,但在资源有限地区普及受限。本研究以59例整形手术患者的NTM分离株为样本,系统评估了桑格测序靶向16S rRNA、hsp65和rpoB基因的鉴定效能,并与MALDI-ToF MS结果对比,为临床诊断提供更灵活的技术选择。
方法学
研究采用改良的Bruker Daltonik蛋白提取法进行MALDI-ToF MS分析,同时通过PCR扩增和桑格测序获取16S(587 bp)、hsp65(393 bp)及rpoB(357 bp)基因片段。系统发育分析采用最大似然法和Tamura 3-参数模型,通过单基因与多基因串联(如16S+rpoB)构建进化树,并利用Cohen’s Kappa系数评估方法间一致性。
结果
单基因分析显示,16S rRNA的物种鉴定率最低(仅8/45株),且与MALDI-ToF MS的加权Kappa值仅0.46,而hsp65(Kappa=0.51)和rpoB(Kappa=0.69)表现更优。值得注意的是,hsp65无法区分M. farcinogenes与M. houstonense,凸显单基因局限性。多基因串联分析显著提升准确性,其中16S+rpoB组合的Kappa值达0.76,甚至优于三基因串联(Kappa=0.72)。此外,rpoB基因可进一步区分M. abscessus亚种(如亚种abscessus),为临床耐药性预测提供潜在价值。
讨论
研究证实,在缺乏MALDI-ToF MS的条件下,串联16S与rpoB的桑格测序策略可作为高性价比替代方案,尤其适用于中低收入国家。这一发现对NTM感染的精准治疗至关重要,例如M. abscessus亚种鉴定可指导大环内酯类(macrolides)用药选择。未来需扩大样本量并纳入更多罕见菌株,以验证方法的普适性。
结论
多基因串联的桑格测序技术为NTM物种鉴定提供了可靠解决方案,其灵活性、成本效益及亚种分辨能力,使其成为全球公共卫生防控体系中不可或缺的工具。
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