學術成果|GBIMToF-1000實現兒童呼吸道病原體快速檢測

2023-10-19

近日,首都醫科大學附屬北京朝陽醫院和華大吉比愛聯合在SCI期刊Microbiology Spectrum上發表了題為“A sensitive mass spectrometry-based method to identify common respiratory pathogens in children”的研究論文。本研究使用基質輔助激光解吸電離飛行時間質譜方法(MALDI-TOF MS)在7小時內同時鑒定18種兒童常見呼吸道病原體,該方法可以為診斷呼吸道感染提供準確的病原學診斷,為常見呼吸道病原體的檢測提供更高效、經濟、準確的方法。本研究所使用的MALDI-TOF MS儀器、軟件和試劑均來自于北京華大吉比愛生物技術有限公司。


本次學術成果是華大吉比愛GBIMToF-1000助力臨床科研的又一體現。不同于RT-PCR ,GBIMToF-1000不受熒光通道限制,單孔可檢測幾十個基因位點,相對單個位點檢測成本更低、檢測時間更快;而相較于基因測序,GBIMToF-1000更簡捷高效且無需復雜數據分析即可獲知基因型。此外,華大吉比愛憑借多年質譜研發經驗,可提供定制化科研項目滿足臨床科研最新需求。




背景??

急性呼吸道感染(ARTIs)由多種病原體感染引起,ARTIs已成為全世界5歲以下兒童發病和死亡的主要原因,每年造成400萬人死亡。目前,檢測和診斷ARTIs常用的方法存在一定局限性,如培養鑒定法耗時長、操作復雜;PCR和微陣列方法通量不足;高通量測序技術由于測序條件和成本限制了其臨床大規模使用。盡早確定病原體對臨床決策至關重要,利用MALDI-TOF MS可以方便地檢測病原體,有效解決通量、成本、耗時等問題。隨著MALDI-TOF MS的技術進步,其可用于精準醫學和公共衛生領域。







研究結果



1.常見呼吸道病原體質譜法的建立與優化

本研究用23條引物擴增18種目標病原菌,以GAPDH1和GAPDH2為對照。陽性結果表現為產物峰的出現以及單堿基延伸引物峰的消失或減少。

學術成果|GBIMToF-1000實現兒童呼吸道病原體快速檢測


2.?評價CCRP-MS方法的靈敏性和特異性

CCRP-MS即常見呼吸道病原體質譜法,采用本研究方法檢出限(LOD)為1~1000copies/μL,檢出限如下圖:

學術成果|GBIMToF-1000實現兒童呼吸道病原體快速檢測

常見呼吸道病原體檢測的檢測限


(a)SPN,肺炎鏈球菌;(b) HIN,流感嗜血桿菌;(c) PAE,銅綠假單胞菌;(d) SA,金黃色葡萄球菌;(e) KPN,克雷伯氏菌肺炎;(f) ECO,大腸埃希菌;(g) ABA,鮑曼不動桿菌;(h) MC,卡他莫拉菌;(i)ECL,泄殖腔腸桿菌;(j) SPY,肺炎鏈球菌;(k) SMA,嗜麥芽窄養單胞菌;(l) RSVA,呼吸道合胞病毒A型;(m) ADVE,E型腺病毒;(n) IFA,流感病毒A型;(o) IFB,流感病毒B型;(p) PIV1,1型副流感病毒;(q) PIV2,2型副流感病毒;(r) PIV3,3型副流感病毒;(s) ADVC, C型腺病毒;(t) RSVB,B型呼吸道合胞病毒;(u) ADVB,b型腺病毒。紅色箭頭表示單堿基延伸引物峰消失或減弱,綠色箭頭表示產物峰出現。


3.CCRP-MS方法的臨床驗證

采用CCRP-MS和RT-PCR技術對450份臨床樣本檢測18種常見呼吸道病原體并進行分析,兩種方法檢測結果總體一致率為96% (n = 432),不一致率為4% (n = 18)。對不一致的結果進行測序進一步驗證。CCRP-MS和RT-PCR的陽性率分別為84.7%和83.3%。兩種檢測方法一致性良好[kappa:0.851;95% CI:0.784-0.918]

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應用CCRP-MS法7小時完成多種病原體檢測的工作流程




結論


本研究采用CCRP-MS方法具有顯著優勢,高靈敏度、特異性優于RT-PCR、高通量、低成本,檢測高效,可一次性檢測192個樣本。本方法具有可擴展性,可根據臨床實際需求完成多種病原體的多重檢測,有望成為診斷兒童呼吸道病原體的重要工具。




GBIMToF-1000核酸質譜全流程解決方案


GBIMToF-1000是行業內首款獲批的雙功能(微生物鑒定+核酸分型)飛行時間質譜檢測系統,可提供從樣本制備、質譜檢測到軟件分析全流程國產化核酸質譜解決方案,其中包含有MSP-96全自動質譜點樣儀、GBIMToF-1000飛行時間質譜儀、NuTyper在線分析軟件、核酸質譜DNA&RNA通用試劑、核酸純化試劑(硅靶芯片、樹脂)。GBIMToF-1000核酸質譜解決方案可為臨床檢驗提供全流程服務,還可為最新臨床科研需求提供有力技術保障,助力精準醫學高速發展。



核酸質譜開展項目




01

遺傳性耳聾基因檢測

中國人群中最為常見的4個耳聾基因的20個突變位點(GJB2、SLC26A4、GJB3、12sRNA)


02

常見呼吸道病毒聯合檢測

13種常見呼吸道病毒:乙型流感病毒Yamagata型/Victoria型、副流感病毒1型/2型/3型/4型、H3N2流感病毒、H1N1 流感病毒、呼吸道合胞病毒A亞型/B亞型、新型冠狀病毒COVID-19等


03

心血管類藥物基因檢測

檢測與13種心血管藥物(華法林、氯吡格雷、硝酸甘油、阿司匹林、他克莫司、利尿鈣/鈣離子拮抗劑和他汀類藥物等)相關的17個基因位點


04

抗結核類藥物基因檢測

檢測與5 種抗結核藥物(利福平、異煙肼、乙胺丁醇、吡嗪酰胺、鏈霉素)相關的26個基因位點


05

抗焦慮藥物基因檢測

檢測與22種抗焦慮藥物(阿普唑侖、艾司唑侖、右旋佐匹克隆、扎來普隆、佐匹克隆、唑吡坦、阿莫沙平、依替唑侖等)相關的35個基因位點


06

抗抑郁類藥物基因檢測

檢測與28種抗抑郁類藥物(阿戈美拉汀、阿米替林、去甲替林、安非他酮、丙咪嗪、地昔帕明、度洛西汀、多塞平、伏硫西汀等)相關的31個基因位點


07

抗精神類藥物基因檢測

檢測與22種抗精神類藥物(阿立呱唑、氨磺必利、奧氮平、布南色林、奮乃靜、氟哌啶醇等)相關的39個基因位點


08

抗癲癇/情感穩定劑類藥物基因檢測

檢測與14種抗癲癇/情感穩定劑類藥物(卡馬西平、氯巴占、氯硝西泮、拉考沙胺、拉莫三嗪等)相關的43個基因位點


已開展檢測項目持續更新中