利用MALDI-TOF MS技术检测利奈唑胺耐药肠球菌的研究

来源 :昆明医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sally2006
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[目 的]肠球菌属细菌在院内感染中常引起泌尿道、软组织、血流等感染,随着抗生素的使用,出现了多重耐药肠球菌及其新型耐药基因。利奈唑胺是一种治疗多重耐药阳性球菌感染的新型噁唑烷酮类抗生素,其耐药机制根据肠球菌的种类、耐药程度和地区不同而不同。本研究对我院2018年9月-2020年12月的利奈唑胺耐药肠球菌(linezolid-resistant Enterococcus,LRE)的耐药机制进行研究,旨在明确肠球菌的主要耐药机制,为临床治疗及耐药监管工作提供依据。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪(matrix-assisted laserdesorption time-of-flight mass spectrometry,MALDI-TOF MS)作为一种新型的微生物鉴定工具,具有准确、快速、低成本等优点,通过对利奈唑胺耐药粪肠球菌(Linezolid-resistant Enterococcus Faecalis,LREfs)的特异峰筛查及验证,评价 MALDI-TOF MS 技术对LREfs的快速鉴别能力。[方法]1.收集2018年9月-2020年12月昆明医科大学第二附属医院临床分离的非重复利奈唑胺耐药肠球菌,保存于-80℃冰箱中。采用VITEK-2 Compact全自动系统进行菌种鉴定和药敏试验,对鉴定结果为肠球菌属且耐利奈唑胺的菌株进行微量肉汤稀释法测定其最小抑菌浓度(Minimum inhibitory concentration,MIC),筛选出MIC>=8ug/ml的30株菌作为实验菌株。2.采用聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction,PCR)法扩增耐药基因optrA、cfr、poxtA、23S rRNA第V功能区基因和L3、L4核糖体位点基因(rplC、rplD),并对阳性产物进行测序验证,了解30株利奈唑胺耐药肠球菌的耐药机制。3.LREfs的特异峰筛选及验证:将27株利奈唑胺耐药粪肠球菌中MIC>=8ug/ml且测序验证仅携带optrA基因的15株和同期收集的15株利奈唑胺敏感粪肠球菌作为特异峰筛选组,经MALDI-TOF MS鉴定菌种,使用Flexcontrol 3.0软件、Flex analysis 3.0图谱分析软件和Clinpro Tools 3.0软件分别采集其图谱、处理图谱和筛选LREfs的特异峰;再将除仅携带optrA基因外的携带optrA基的利奈唑胺耐药粪肠球菌7株和同期收集的敏感粪肠球菌15株经MALDI-TOF MS鉴定后作为特异峰验证组,以评估MALDI-TOF MS对LREfs快速鉴别的临床应用价值。[结 果]1.2018年9月-2020年12月共收集利奈唑胺耐药肠球菌30株,包括粪肠球菌27株,屎肠球菌3株;样本来源包括尿液(18株)、引流液(8株)、脓液(2株)、血液(1株)、创面分泌物(1株);耐药菌主要分布在泌尿外科、ICU科及肝胆外科。利奈唑胺耐粪肠球菌对红霉素、四环素、氯霉素、米诺环素耐药率在80%以上,对替加环素、替考拉宁、万古霉素、氨苄西林、呋喃妥因、青霉素等耐药率则相对较低。利奈唑胺耐药肠球菌主要为院内感染(17株),社区感染(13株)样本来源主要为尿液标本(11株),科室分布集中于泌尿外科门诊(11株)。2.PCR耐药基因检测结果显示:其中23株携带optrA基因,9株存在L4突变,5株携带cfr基因,3株存在L3突变,未检测到23SrRNA的突变,所有菌株poxtA基因均为阴性,存在单一耐药机制的菌株20株,存在双重耐药机制的菌株10株,包括optrA+L4突变(6株)、cfr+L4突变(2株)、cfr+optrA(1株)、optrA+L3突变(1株)。社区感染耐药菌株(13株)主要以携带optrA基因为主,包括optrA(8株)、optrA+L4突变(2株)、opt-rA+L3突变(1株)、L4突变(1株)、cfr+L4突变(1株)。3.MALDI-TOF MS在识别仅携带optrA基因的LREfs的算法模型中,支持向量机算法-3(Support Vector Machine-3,SVM-3)模型对LREfs的识别能力最强,其特异性为81.71%,灵敏度为95.56%;通过Clinpro Tools 3.0软件筛选出特异峰3个:峰6、峰11、峰14、(质荷比分别为2083.97m/z、2188.58m/z、2223.54m/z),依据特异峰建立的模型在后续验证中对携带optrA基因的利奈唑胺耐药的正确识别率为28.6%。上述3个差异蛋白尚不能作为区别LREfs和LSEfs的特异蛋白峰,本研究中未找到区别利奈唑胺耐药粪肠球菌和利奈唑胺敏感粪肠球菌的特异性蛋白峰。[结 论]利奈唑胺耐药肠球菌主要耐药机制为optrA基因的存在,耐药基因的水平转移是造成感染暴发或流行的潜在威胁,应该加强抗菌药物管理、院内感控工作,进一步调查社区感染的危险因素和传播途径,防治耐药菌的暴发或流行。MALDI-TOFMS作为快速、准确、低成本的微生物鉴定工具,在本研究中其对携带optrA耐药基因粪肠球菌的识别能力较低,目前尚不能有效识别携带optrA基因的利奈唑胺耐药粪肠球菌,本研究实验样本量有限,且验证组耐药菌为optrA基因合并其它耐药机制,有待扩大样本量进一步研究。
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