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MALDI-TOF MS鉴定新兴病原体副肺炎链球菌(S. parapneumoniae)的应用研究及其与肺炎链球菌(S. pneumoniae)的鉴别诊断价值
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月05日 来源:International Journal of Mass Spectrometry 1.7
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本研究针对临床中副肺炎链球菌(S. parapneumoniae)易被误诊为肺炎链球菌(S. pneumoniae)的难题,通过全基因组测序(WGS)和MALDI-TOF MS技术,首次在香港地区呼吸道感染患者中鉴定出3株具有多重耐药性的S. parapneumoniae,并发现m/z 6,399和6,960特征峰可作为特异性生物标志物。该研究为临床微生物实验室提供了快速鉴别这两种病原体的新方法,对完善耐药监测体系和指导精准治疗具有重要意义。
在临床微生物学领域,准确区分形态相似的病原体始终是重大挑战。2024年日本学者首次报道的副肺炎链球菌(Streptococcus parapneumoniae)就是典型例证——这种新兴病原体在传统生化检测中与著名的肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)几乎无法区分,甚至被商用MALDI-TOF MS系统误判为后者。这种误诊可能导致多重耐药菌株被错误计入肺炎链球菌的耐药监测数据,进而影响临床经验性治疗的准确性。更令人担忧的是,S. parapneumoniae与S. pneumoniae共享多种毒力因子(如cbpE、ply、psaA等),同样能引起肺炎、菌血症等严重感染,其真实流行情况可能被严重低估。
香港大学牙医学院Yan Zhao团队在《International Journal of Mass Spectrometry》发表的研究,对385例存档的"肺炎链球菌"菌株展开筛查。研究人员首先采用针对假设蛋白基因的特异性PCR初筛,随后通过Illumina和Nanopore混合测序完成全基因组组装,结合平均核苷酸相似性(ANI>99%)和数字DNA-DNA杂交(dDDH)分析确认物种分类。为建立快速鉴别方案,团队使用Bruker Microflex LT系统采集质谱数据,通过MBT Compass软件比对50株S. pneumoniae参考菌株的光谱特征。
研究结果部分,基因组分析显示:3株香港分离株(PW5782、PW7223、PW7224)与日本型株SP4011T的ANI达99.76-99.97%,显著高于与S. pneumoniae的相似度(<94%)。这些菌株携带与S. pneumoniae相同的毒力基因簇,包括编码磷酸胆碱酯酶(cbpE)、肺炎球菌溶血素(ply)和金属转运蛋白(psaA)的基因,证实其致病潜力。值得注意的是,所有分离株均呈现对左氧氟沙星、青霉素等药物的多重耐药模式,这与香港地区S. pneumoniae的耐药谱形成鲜明对比。
质谱分析取得突破性发现:在m/z 6,399和6,960位置出现的双峰可作为S. parapneumoniae的"分子指纹",在测试的50株S. pneumoniae中完全缺失。研究人员据此提出新的鉴定流程:对α溶血性、奥普托欣敏感的革兰阳性球菌,若MALDI-TOF MS检测到这两个特征峰即可确认为S. parapneumoniae。
讨论部分强调,该研究首次证实S. parapneumoniae在2016年就已存在于香港社区获得性肺炎患者中,其多重耐药特性可能扭曲现有肺炎链球菌的耐药监测数据。发现的质谱特征峰为临床实验室提供了一种成本低廉、操作简便的鉴别方案,只需在现有MALDI-TOF MS平台添加这两个生物标志物的检测模块即可实现精准识别。未来需要扩大监测范围以明确该菌种的全球流行状况,同时应警惕其可能引发的治疗失败风险——特别是当临床医生按肺炎链球菌的常规方案使用β-内酰胺类或氟喹诺酮类药物时。
这项研究的创新性在于将基因组学验证与临床实用技术相结合,既通过WGS解决了分类学争议,又开发出便于推广的检测方案。随着微生物鉴定进入"精准医学"时代,此类研究为区分"貌合神离"的病原体提供了范式,对完善感染病诊疗体系具有重要价值。
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