挥发性有机化合物作为利什曼原虫（Leishmania major）的体外生物标志物

《Journal of the Pediatric Infectious Diseases Society》：Volatile Organic Compounds as In Vitro Biomarkers of Leishmania major

　　

摘要

背景

大约有10亿人生活在利什曼病流行地区。¹皮肤利什曼病每年导致70万至130万例病例，而内脏利什曼病每年影响5万至9万人，如果不进行治疗，其致死率为95%。^1-3报告的病例中大多数是儿童。^4-5现有的诊断方法具有侵入性、成本高昂，或者敏感性和特异性不足。^6-8挥发性有机化合物（VOCs）能够吸引昆虫媒介，因此成为有前景的非侵入性生物标志物。我们试图表征利什曼原虫（Leishmania major）的体外VOC谱型，以识别具有诊断潜力的化合物。

方法

利什曼原虫 Friedlin菌株的游动鞭毛体在含有10%胎牛血清的Schneider培养基中以三倍量培养。使用热脱附管（Markes, 英国）收集顶空VOCs，并通过综合二维气相色谱（Agilent, 美国）与飞行时间质谱（SepSolve, 英国）联用进行分析。在ChromSpace软件中进行了动态背景扣除、曲线拟合积分和化合物鉴定。分析结果与NIST库进行比对，并以内部1,3-二氟苯标准品进行归一化。通过Welch的t检验以及Benjamini-Hochberg假发现率（FDR）校正方法，评估了寄生虫样本与仅含培养基样本之间的差异丰度。

结果

气相色谱图显示利什曼原虫培养物与培养基对照样本之间存在明显的VOC峰值差异（图1）。质谱分析鉴定出302种独特的VOCs，其中30种的归一化丰度在经过FDR校正后有显著差异（图2）。与培养基对照样本相比，寄生虫培养物中有3种化合物富集，27种化合物减少。

结论

利什曼原虫在定义的培养条件下会产生可重复且具有统计学差异的VOC谱型。据我们所知，这是首次对利什曼原虫在体外产生的VOCs进行表征。这一谱型代表了寄生虫活动的代谢特征，并突出了具有诊断潜力的候选生物标志物。这些发现支持进一步研究基于VOC的工具，用于资源有限的区域的自动化培养检测和非侵入性诊断。