NG-Test? CTX-M MULTI免疫层析法与基因组学发现:携带提前终止密码子的blaCTX-M-27变体评估及其临床意义

【字体: 时间:2025年07月30日 来源:Diagnostic Microbiology and Infectious Disease 1.8

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  本研究针对ESBL(超广谱β-内酰胺酶)快速检测的临床需求,评估NG-Test? CTX-M MULTI免疫层析法(CTX-M LFA)与分子检测方法的性能差异。通过78株革兰阴性菌的对比实验,发现CTX-M LFA在识别功能性CTX-M蛋白方面优于PCR方法,并首次报道blaCTX-M-27基因的腺嘌呤插入突变导致提前终止密码子(第58密码子)的非功能性变异。该研究为耐药表型-基因型不一致的临床判断提供了重要依据,发表于《Diagnostic Microbiology and Infectious Disease》。

  

在抗生素耐药性日益严峻的背景下,CTX-M型超广谱β-内酰胺酶(ESBL)已成为全球临床最棘手的耐药威胁之一。加拿大流行病学数据显示,80%的ESBL阳性大肠杆菌携带CTX-M基因,而传统检测方法面临耗时、设备依赖和基因型-表型不一致等挑战。分子检测虽为金标准,但可能因基因突变产生假阳性;表型检测需16-20小时孵育,延误治疗决策。这种困境催生了快速检测技术的研发需求——能否在15分钟内准确识别功能性CTX-M酶?

加拿大圣保罗医院微生物实验室(St. Paul’s Hospital Microbiology Laboratory)的研究团队开展了一项创新性研究,通过对比NG-Test? CTX-M MULTI免疫层析法(CTX-M LFA)与实验室开发PCR(LD-PCR)、BioFire? BCID2等分子方法的检测效能,意外发现一株携带非功能性blaCTX-M-27变体的大肠杆菌。这项发表于《Diagnostic Microbiology and Infectious Disease》的研究,不仅验证了免疫层析法的临床适用性,更揭示了耐药基因检测中"存在≠功能"的重要生物学现象。

研究人员采用多技术联合作战策略:首先收集2013-2023年间78株革兰阴性菌(含肠杆菌目和非发酵菌),通过Vitek?2药敏试验筛选第三代头孢菌素耐药/敏感株;采用CTX-M LFA(15分钟检测)与LD-PCR/BCID2平行比对;对 discrepant结果通过双PCR平台复核、ESBL表型试验(纸片扩散法和E-Test梯度条)及纳米孔全基因组测序(Oxford Nanopore)进行仲裁;最后通过BugSeq v5.1生物信息平台解析基因突变机制。

3.1 CTX-M LFA评估
在78株菌株中,CTX-M LFA与分子检测的校正后阳性符合率达89.7%,阴性符合率100%。值得注意的是,3株PCR阳性但LFA阴性的菌株(2株Raoultella ornithinolytica和1株Klebsiella oxytoca)表现出ESBL表型,推测可能与冻存过程中质粒丢失有关。更关键的发现来自一株BCID2阳性但LFA阴性的大肠杆菌——这个"假阳性"案例成为揭开基因突变之谜的钥匙。

3.2 全基因组测序
纳米孔测序显示该大肠杆菌(ST744型)携带与blaCTX-M-27 99%相似的基因,但在第70位点存在腺嘌呤插入突变。这个移码突变使第24密码子后的阅读框完全改变,导致第58密码子提前形成终止信号(见原文Figure 1)。尽管BugSeq初始预测为ESBL阳性,但蛋白质功能分析证实该突变使CTX-M酶失去活性,完美解释了CTX-M LFA"假阴性"实为"真阴性"的生物学本质。

这项研究具有三重里程碑意义:首先,CTX-M LFA以15分钟快速检测的优势(样本制备<1分钟),在资源有限实验室展现出替代分子检测的潜力;其次,首次报道blaCTX-M-27功能丧失性突变,为理解ESBL进化提供了新视角;最重要的是,揭示了耐药基因检测中"功能验证"的必要性——当分子检测报告blaCTX-M阳性时,临床医生需要结合表型结果判断其临床相关性。

研究同时留下待解之谜:Raoultella ornithinolytica的检测差异是否暗示CTX-M LFA对该菌种存在灵敏度局限?未来研究需扩大样本量验证。作者建议CTX-M高流行区优先采用该技术,并探索其与分子方法的联合应用——当两者结果不一致时,可能预示着新变异的出现,这将推动检测技术的迭代更新。

正如研究者强调的,这项发现超越了方法学比较的范畴,它像一面棱镜,折射出微生物耐药机制的复杂性。在抗生素管理日益重要的今天,快速准确区分"携带者"与"生产者",将成为精准抗感染治疗的基石。而CTX-M LFA的价值,正在于它架起了基因型与表型之间的桥梁,让临床决策既快且准。

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