基于基质辅助激光解析电离—飞行时间质谱研究耐药性细菌和霍乱弧菌的分型

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目的:探索应用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)技术来区分非耐药菌株与其对应耐药株蛋白指纹图谱的差异,摸索影响耐药株蛋白图谱的因素,为将来建立耐药性细菌蛋白指纹图谱库奠定基础。此外对收集的我国浙江省各个代表性市县的192株霍乱弧菌进行常规血清学分型,16S rRNA基因序列分析,基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)分析,目的在于揭示从1962年至2009年我国浙江省霍乱弧菌分离株的血清型变化规律,同时比较MALDI-TOF MS法与分子分型在鉴别霍乱弧菌方面的分辨力,为进一步研究霍乱弧菌分离株的进化规律提供有效分型工具并提供一些重要数据来更深层次的研究疫情大流行的根本原因。方法:(1)运用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)技术进行了相同菌株的单重耐药菌和多重耐药菌的对比实验;选择对数生长期的耐药性细菌的单菌落,经乙醇甲酸法处理,敏感性菌株做阴性对照,基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)检测蛋白指纹图谱。(2)将我国浙江省各个代表性市县收集的192株霍乱弧菌进行常规血清学分型,16S rRNA基因序列分析,基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)分析。结果:(1)细菌蛋白的孔间重复性检测良好,重复检测的同一株细菌具备相似的蛋白指纹图谱,同种耐药菌不同菌株之间蛋白指纹图谱表达稳定,细菌蛋白指纹图谱受不同的培养时间影响较小,但最佳采样时间是在细菌的生长对数期。将88株多重耐药菌株进行模拟实验,MALDI-TOF-MS方法尚不能有效的将耐药性菌株和敏感菌株区分开,但摸清了影响耐药菌蛋白峰的影响因素:包括细菌的生长,样品前处理方法等,样品不经处理直接点靶对革兰氏阴性菌的图谱采集影响不是很大,对革兰氏阳性菌影响较大。而采用乙醇甲酸法对革兰氏阳性菌和阴性菌都较好。另外,虽然未能应用MALDI-TOF MS有效地区分开耐药性细菌和非耐药性细菌的区别,但是已采集的这些耐药菌株的蛋白指纹图谱补充了MALDI-TOF MS的鉴定细菌数据库,为细菌的鉴定奠定了基础。(2)MALDI-TOF MS聚类分析将霍乱弧菌样品的蛋白指纹图谱分为两大类,聚类的效果非常明显,其中一大类分为两部分。16S rRNA基因的聚类分析,分为两大类,其中一大类分为a和b两小类,另一大类为c类(含11个样品)。在MALDI-TOF MS聚类中,对应16SrRNA分析中的c类中的3个样品[V009(1965年/稻叶型),V164(1995年/小川血清型),V045(2000年/稻叶型)]在一个分支,另8个霍乱弧菌样品在另一大类中,结果表明两种方法的分型基本一致,但是MALDI-TOF MS的分辨率更高,区分度更细,但是两者方法与血清型不完全吻合。从分型结果来看,血清型的流行与年代有关,在1995年-1999年,收集的38株菌株中,有35株小川型,占了96.5%,70年代和2000年-2005年,多是稻叶型,小川血清型也有,但不是主要的流行菌株,2008年和2009年多是小川型,菌株血清型与分离地有相关性,但是没有必然的联系,由于霍乱爆发大多发生在浙江省的沿海地带,加之现在运输的便捷,若沿海某地方发生流行,短短时间内会引起另一个内陆地区也开始流行。结论:目前基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)尚不能根据蛋白指纹图谱的差异来直观的区分耐药细菌和敏感性细菌,但采集了这些耐药菌株的蛋白指纹图谱,补充了MALDI-TOF MS的细菌鉴定数据库,为细菌的鉴定奠定了基础。对来自浙江省各个市区的192株霍乱弧菌样品16SrRNA基因序列分析,基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)分析,揭示了1962年至2009年我国浙江省霍乱弧菌分离株的血清型变化规律,为进一步研究浙江省霍乱弧菌分离株的进化规律提供了有效数据和基础信息。
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