药理和制药科学的进步

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药理和制药科学的进步/2021年/文章

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体积 2021年 |文章的ID 9928238 | https://doi.org/10.1155/2021/9928238

Maryam Alizadeh,莱拉Yousefi Farzaneh Pakdel, Reza Ghotaslou,穆罕默德Ahangarzadeh Rezaee, Ehsaneh Khodadadi, Mahin Ahangar Oskouei,穆罕默德·侯赛因·Soroush Barhaghi, Hossein Samadi Kafil, 在临床微生物学MALDI-TOF质谱法的应用”,药理和制药科学的进步, 卷。2021年, 文章的ID9928238, 8 页面, 2021年 https://doi.org/10.1155/2021/9928238

在临床微生物学MALDI-TOF质谱法的应用

学术编辑器:马哈茂德·s·艾哈迈德
收到了 2021年3月14日
接受 2021年4月30日
发表 2021年5月07

文摘

有一系列的蛋白质组学方法来发现和分析细菌蛋白质液相色谱-光谱法等内容(质),二维凝胶电泳和matrix-assisted激光解吸/电离质谱法(MALDI-TOF MS),提供全面的微生物的信息可能是有用的在感染的诊断和覆盖物。微生物鉴定质谱预测是识别每个物种的特征光谱仪器中与一个巨大的数据库。MALDI-TOF女士是诊断方法之一,这是一个简单,快速和精确的技术,用于微生物诊断实验室这些天,可能取代其他诊断方法。该方法识别各种微生物如细菌、真菌、寄生虫和病毒,提供全面的信息。MALDI-TOF MS的重要应用之一是细菌学,这有助于识别细菌物种,识别毒素,并研究细菌的抗生素耐药性。通过了解这些情况下,我们将采取更有效的预防细菌感染。

1。介绍

细菌病原体是威胁全球健康的因素,可以生长在人类1)、动物(2)和植物(3),导致宿主疾病在某些情况下,包括收购毒性因素(4,5]。这些微生物有不同的大分子结构,包括基因组(6)、蛋白质(7,8),多糖(9)和磷脂10),它可以研究各种技术和方法。

研究细菌大分子,有很多种方法,包括基因组学和蛋白质组学。基因组学方法给我们广泛的细菌的基因组信息,和蛋白质组学方法帮助我们识别多个细菌蛋白(11,12]。蛋白质组学方法是液体色谱-光谱法(质)13- - - - - -15),二维凝胶电泳(16- - - - - -19],matrix-assisted激光解吸/电离质谱法(MALDI-TOF MS) [20.- - - - - -22),用于研究细菌蛋白质细胞内容和提供全面的信息,可以帮助识别的细菌,所以治疗感染的表现良好时机通过创建有效的药物和疫苗(23]。

MALDI-TOF女士是其中一个最有效的蛋白质组学方法可以检测各种微生物如细菌(24),病毒(25- - - - - -27)、真菌(28- - - - - -30.),和寄生虫(31日- - - - - -33),也可以为我们提供精确、快速、简单,廉价的综合信息微生物(34]。本研究旨在全面调查的应用MALDI-TOF细菌学的研究中,这种方法比其他方法的优势感染的实验室诊断。

2。MALDI-TOF MS的通用应用程序

有各种各样的方法来识别不同的细胞;细胞蛋白质的研究是其中的一个方法,已用于诊断实验室多年来(35- - - - - -37]。MALDI-TOF技术女士是一个成功的检测微生物的方法,近年来广泛应用于微生物实验室(38- - - - - -40]。

MALDI-TOF女士是一个装置,产生离子从一个样本,然后将生成的离子的质荷比基于气相(41]。今天,质谱是一个敏感的生物分子的结构研究方法(42]。目前,每一个质谱仪包括离子源产生的离子从示例中,一个或多个质量分析器分离离子质荷比的基础上,一个检测器记录离子的数量从分析器,和计算机处理数据并创建谱和控制设备通过反馈43),可以使用这些数据来得到关于微生物(图综合信息1)。

MALDI-TOF MS的一个重要特点是,除了检测细菌,它可以用来检测微生物毒素(44],抗生素耐药性研究[45- - - - - -47),检测病毒(48,49)、寄生虫(50,51)、真菌(52,53),和研究人类54- - - - - -56和植物细胞57,58],它让我们更熟悉的生物在我们的环境中。

MALDI-TOF病毒学女士的基本应用程序包括确定各种突变病毒和识别不同的微生物菌株,这可能有助于病毒的快速、准确诊断(49]。例如,在呼吸道病毒的快速检测包括甲型、乙型流感、呼吸道合胞体病毒(RSV),副流感病毒病毒、腺病毒、鼻病毒、MALDI-TOF MS方法使用,这增加了这些病毒的诊断的速度和准确性等检测蛋白质结构的核蛋白(NP)、血凝素(HA),神经氨酸酶(NA)、基质蛋白(M1),和一个非结构蛋白(NS1)甲型流感,这是该方法的优势相对于其他传统的诊断程序,如血清学、细胞培养和实时逆转录-聚合酶链反应(rrt - pcr) [59),感染的快速诊断可以帮助治疗和生存的直接启动病人。

MALDI-TOF在真菌学女士的另一个应用程序;它有效地识别不同真菌物种,识别亚种,比较其他真菌之间的差异,并确定抗真菌抗真菌药物(60]。例如,在研究Antonietta维拉拉et al。61年),他们用MALDI-TOF评价抗真菌耐药性的女士假丝酵母glabrata对anidulafungin和氟康唑,该技术显示了这些真菌的抗真菌耐药性迅速。

MALDI-TOF女士也用于寄生虫学,它是用来检测各种寄生虫等利什曼虫(62年),隐孢子虫以及(63年),兰伯氏贾第虫(64年),而痢疾阿米巴(65年),这为我们提供了全面的信息。

3所示。识别的细菌

直到最近,只有表型和基因型的方法被用来检测细菌细菌实验室(66年),科学发展,是使用其他技术(67年),如MALDI-TOF女士,这是基于细菌蛋白质的研究,这是一个简单,快速,精确的方法可以代替其他诊断程序68年]。这种方法使得每个微生物独特的质谱指纹图谱,确定不同的细菌属和亚种(34]。

细菌利用各种结构和功能的蛋白质的目的。例如,他们使用蛋白质构建等部分细胞被膜(69年],鞭毛[70年),分泌系统(71年),酶(72年,生物膜(73年,74年],MALDI-TOF女士帮助检测各种细菌通过检测这些蛋白质的部分。

MALDI-TOF技术被用于细菌学研究不同类型的细菌,如革兰氏阳性(75年),革兰氏阴性(76年),分枝杆菌(77年),和厌氧78年),对这些微生物提供完整、全面的信息,用于快速诊断细菌感染。例如,在太阳的研究等。79年),他们用MALDI-TOF女士来识别的乳杆菌,革兰氏阳性细菌,他们确定了34个蛋白生物标志物的蛋白质,这些蛋白质用于识别种类的细菌在不同文化中。在另一项研究由弗里德里希et al。80年),MALDI-TOF女士被用来识别99种临床链球菌,革兰氏阳性细菌;他们发现了71链球菌,23链球菌anginosus,和五个唾液链球菌。另一项研究进行分枝杆菌由Hettick et al。81年)使用MALDI-TOF女士来识别各种分枝杆菌和抗酸的细菌,如结核分枝杆菌,分枝杆菌intracellulare,鸟型分支杆菌,牛结核分枝杆菌,分枝杆菌kansasii,fortuitum分枝杆菌。由于结核病的发展结核分枝杆菌,这是一种最危险的全球感染和健康问题,快速、准确的诊断这种细菌是非常重要的,和MALDI-TOF MS技术的使用可以帮助在这个操作82年]。

MALDI-TOF MS的另一个重要应用是确定厌氧细菌面临许多困难由于其生长在固体介质,无效率的常规生化试验鉴定,需要特定的环境条件,发展需要新的和有效的诊断程序83年]。例如,外国的研究等。84年)是对超过1000个细菌实验室隔绝,自检测隔离的95.2%是正确的,并展示了这个方法的有效性检测厌氧菌细菌。

4所示。识别细菌毒素

不同的微生物如细菌产生蛋白质毒素增加毒性(85年]。毒素细菌结构的一部分被称为内毒素(86年)或分泌的细胞称为外毒素(87年]。许多细菌形成毒素,可以被不同的女士MALDI-TOF方法,帮助他们检测(88年]。例如,金黄色葡萄球菌威胁着人们的健康,导致危险产生毒素感染的金黄色葡萄球菌杀白细胞毒素(PVL);快速、准确地发现这种毒素是至关重要的拯救人的生命89年]。研究Bittar这et al。90年),他们用MALDI-TOF检测PVL女士在81年的识别金黄色葡萄球菌隔离病人的医院,他们能够识别分离有效,快速、高效地使用这种方法。

另一项研究通过Ranasinghe和Akhurst [91年)是研究晶体毒素的表现苏云金杆菌MALDI-TOF MS检测这些细菌和显示该方法可以识别毒素快速和敏感,表明该方法的有效性在快速识别微生物毒素的快速控制感染。

5。抗生素耐药性的研究

抗生素耐药性的能力抵抗微生物药物用于摧毁他们。这种阻力可能是由于过量摄入抗生素和微生物的突变,导致这一现象成为一个全球卫生威胁(92年]。

细菌抵抗抗生素,试图执行各种操作,包括构造特定的结构称为射流泵、驱动抗生素的细菌(89年),使酶能破坏抗生素(93年]。快速、准确、有效的检测细菌产生抗药性,必须确定新方法使细菌抵抗抗生素的因素。MALDI-TOF女士是其中一个方法,可以找到射流泵和酶的蛋白质(94年]。

快速识别一些细菌是至关重要的,起着至关重要的作用在防止传染给别人,和延迟确定他们会导致无数人死亡,这表明需要快速诊断方法如MALDI-TOF这些细菌之间的女士,我们可以提到耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(耐甲氧西林金黄色葡萄球菌),对公众健康的主要威胁之一。例如,在一项由Edwards-Jones et al。95年),他们用MALDI-TOF女士检测耐甲氧西林金黄色葡萄球菌。其快速识别是至关重要的适当的治疗措施和及时介入控制感染。

6。MALDI-TOF的优缺点

MALDI-TOF方法有效地发现病毒在一个广泛的生物标本,以及MALDI-TOF之间的和合率和其他基于标准的方法是高96年]。pcr鉴定的方法有一些限制,比如很多比女士的周转时间长,试剂和劳动力费用,和一些实际的问题97年]。另一方面,MALDI-TOF现代技术同样可以应用到识别感染合并测试。这些方法可以同步多个病原体的发现在一个单独的文章。他们可以抑制误诊,延误治疗,没有成本上升或添加一个新的操作程序(98年]。

rt - pcr程序可能压抑的碎片和污染问题;因此,不同的样品制备、扩增和分析是必需的(99年]。此外,核酸方法是昂贵的和冗长而出现在很多情况下比女士更方便定期实验室认可(One hundred.,101年]。MALDI-TOF,需要有实质性的发展最后PCR的前期处理由DNA提取、PCR过程本身。MALDI-TOF女士方法同样使大规模的研究对新鲜样品和档案样品从众多的生物标本102年]。

的一个重大缺点MALDI-TOF数据库限制识别(50]。质量档案作为质谱比较良好的微生物在数据库(103年]。范围通常由特定的峰值,这与一个广泛的光谱,识别可能由应用生物信息学(104年]。

7所示。未来的视角

女士在分子诊断中的应用已成为一个高度活跃的一部分研究药物和公共卫生相当大的影响。其中一个最复杂的进步已经由与MALDI-TOF分子方法的精确匹配。女士发现系统最匹配的识别复杂的遗传标记没有调用序列(105年]。可以预期,未来的增长MS-based分子诊断将连接到独特的提取技术科学、流行病学等相关信息障碍强度,耐药,疫苗接种,从遗传标记主要应用开发和传输计算和数学版本(106年]。女士创新的基本特征将其应用的可能性的快速发现微生物引起医院感染(107年]。如果加上适当的快速和微妙的现代医学诊断技术的可避免的疾病,女士也可以影响血液无菌物品的质量控制和食品安全108年]。同化的分子和计算策略,女士需要生成分析化验宽,常规公共卫生和医疗实践的应用。

8。结论

快速诊断感染的控制使它更简单,为保护社区的健康至关重要。有感染的快速诊断的各种方法。其中一个是MALDI-TOF女士,这是一个快速,简单,准确的方法。检测细菌蛋白质的代理帮助我们快速诊断疾病,导致更快速治疗的病人。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

Maryam Alizadeh,莱拉Yousefi Farzaneh Pakdel同样导致了这项研究。

确认

这项研究得到了国家医学研究所发展(NIMAD)(957280)和药物应用研究中心,是经当地伦理委员会批准。作者感谢DARC全体员工的支持。

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