Abstract:Pathogenic bacteria can invade the host body and produce the pathogenic substances to cause host infection，and the emergence of drug-resistant bacteria has seriously affected the quality of life of the patients and the process of clinical microbiological examination and treatment. Clinical microbiological examination plays an indispensable role in the diagnos is of infectious diseases,medication guidance, nosocomial infection control, antimicrobial drug management and other aspects. In recent years, Matrix-assistedlaser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-Tof MS) is becoming more and more important in the field of microbiology. This article summarizes the application of matrix assisted laser desorption ionization time of flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) combined with dynamic drug sensitivity analysis in routine specimen pathogen identification and drug-resistant bacterial detection, The application was summarized to provide a more rational use of antibiotics for clinical practice.

KEY WORDS: matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry; identification of bacteria

1 MALDI-TOF MS 的原理

MALDI的原理是用激光照射样品与基质形成的共结晶薄膜，基质从激光中吸收能量传递给生物分子，而电离过程中将质子转移到生物分子或从生物分子得到质子，而使生物分子电离的过程。因此它是一种软电离技术，适用于混合物及生物大分子的测定。TOF的原理是离子在电场作用下加速飞过飞行管道，根据到达检测器的飞行时间不同而被检测即测定离子的质荷比（M/Z）与离子的飞行时间成正比 ，检测离子。

样本在基质的辅助下，通过施加精确的激光脉冲，使样品的蛋白质离子化。离子化的蛋白质在电场作用下获取加速度。不同质量大小的蛋白质会产生不同的加速度，因此，精准的传感器会记录下蛋白质的飞行时间。飞行时间换算成样品组成蛋白的谱图。和数据库中的指纹图谱比对输出鉴定结果。

基质辅助激光解析电离飞行时间质谱无需进行常规的革兰染色、氧化酶、触酶和生化反应等试验即可准确检测相对分子质量，具有操作简单、鉴定迅速、灵敏度高等优点,缩短检测周转时间。

2.MALDI-TOFMS检测细菌的耐药性

耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的检测 胡燕燕等^[1]实验得出区分 MRSA和甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌(MSSA)最主要的特征峰为 3279、6485、6555、3299m/z处的峰,MRSA组 3299m/z处的质谱高于 MSSA组,而 3279、6485、6555m/z处的质谱峰低于 MSSA 组。

KIM 等^[2]基于 MALDI-TOFMS并根据 mecA 和 SCCmec分型,鉴定出了 21个峰在MRSA和 MSSA间有明显差异,并 将特定的峰值进

行组合,这些组合峰为 MRSA 的鉴定提供了更充分的依据。

直接检测耐药菌所产酶 β-内酰胺酶包括超广谱β-内酰胺酶(ESBLs)、广谱酶、碳青霉烯酶、头孢菌素酶(AmpC酶)等，,可以水解β-内酰胺类抗菌药物从而造成菌株耐药。CHANG 等^[3]用 MALDI-TOFMS检测到了鲍曼不动杆菌的 ADC型 AmpC酶,对应 40279m/z左右的质谱峰,灵敏度和特异度分 别 为 96%、73%。这些研究说明用 MALDI-TOFMS检测细菌所产酶的灵敏度、特异度均很高,并且可以起到缩短 TAT的作用,进而为产酶菌的鉴定提供了一种新方法。

与之前传统的细菌生化反应鉴定法相比较，质谱检测直接跳过这一过程直接鉴定出细菌种类，缩短18-24 小时。对于存在血流感染的血培养标本可直接鉴定细菌种类。

3.动态药敏分析

临床科室可结合院内发布的常见病原菌耐药率统计更好的选择抗生素治疗方案，动态药敏分析按照最近每三个月本院药敏数据进行统计，如5月末统计3、4、5三个月，6月末统计4、5、6三个月的每种菌药物敏感率，以此类推。每种细菌的每个抗生素形成持续变化的动态敏感率变化曲线。

临床可以观察每种抗生素敏感率变化趋势，结合质谱提前报告的感染菌种类先期经验用药。在质谱的感染菌报告里检验科会列出敏感率较高的两至三种抗菌药物提供选择。能避免抗生素的不合理使用。

4 小 结

如今 MALDI-TOFMS在病原菌的鉴定和细菌耐药性的检测方面取得了很好的发展,也具备很大的潜力,需要我们不断地优化、发掘。各微生物实验室应建立符合自己的 MALDI-TOFMS检测体系,规范标本前处理、基质选择等,缩短 TAT,为临床提供准确的微生物报告,指导细菌感染患者的抗生素使用。动态药敏分析法通过观察每种抗生素敏感率变化趋势更准确实时地为临床提供用药参考。微生物质谱检测与动态药敏分析两者相结合也是微生物结合临床的一种新思路，也将给临床微生物实验室带来新的革命。

参考文献：

[1]胡燕燕,蔡加昌,周宏伟,等.基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱仪快速鉴别甲氧西林耐药和甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌的研究[J]中 华 微 生 物 学 和 免 疫 学 杂 志,2015,35(1):42-44

[2]KIM J M, KIM I,CHUNG S H,et al.Rapid discrimination of methicillin-resistant staphylococcus aureus by MALDI-TOF MS[J].Pathogens,2019,8(4):214- 217

[3]CHANG K C,CHUNG C Y,YEH C H, et al. Direct detection of carbapenemase-associated proteins of Acinetobacter baumannii using nanodiamonds coupled with ma-trix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry [J].J Microbiol Methods,2018,147: 36-42.