核酸质谱之漫话四：核酸质谱法鉴定军团菌

1976年，美国费城退伍军人大会上爆发了一种呼吸道疾病，221人感染，34人死亡。这种呼吸道疾病，是由一种名为“军团菌”的病原体引起。因为感染者大多为军团成员，因此该病被称为军团病或退伍军人症。1978年，国际上正式将该病原体命名为嗜肺军团菌（LP）。

军团病自首次在美国爆发开始，在全球爆发已达50多次，并一直广泛存在于全球各个国家和地区，近几年来，在美国、欧洲、澳大利亚等地都有流行。

嗜肺军团菌属军团杆菌，军团杆菌系需氧革兰氏阴性杆菌，栖息于各种水体水管系统如城市自来水管，住宅、宾馆和工业供水系统，冷却和蒸发冷凝器和空调等为军团菌的主要来源。

军团菌检测的意义

军团杆菌含59种及3个亚种，约30种与人类疾病相关，其中有24种可引起人类下呼吸道感染。最常见的是嗜肺军团菌（占病例85~90%）引发的军团菌肺炎，非嗜肺军团菌以发热为主有L.micdadei（占5%~10%），再次是L.bozemanae、L.dumoffii和L. longbeachae 。

15个嗜肺军团菌血清型具有较完整的基因序列。其中，嗜肺军团菌血清1型（LP1）与人类疾病关系最密切，其次为血清4型和6型。LP是以肺炎为主要表现的军团菌感染，占社区获得性肺炎（CAP）的1.9%～9%，易重症化，未经有效治疗死亡率可高达5%～30%。嗜肺军团菌是导致重症CAP的3种最常见病原体之一。免疫正常或免疫抑制患者均可患病。老年人易感。军团菌肺炎的宿主危险因素包括糖尿病、晚期肾功能衰竭、合并肿瘤、免疫抑制等状态。

由于军团菌肺炎缺乏典型的临床表现，与其他病原体引起的肺炎很难区分，因此采用特异、敏感和快速鉴定军团菌的方法尤为重要。

目前军团菌检测方法的局限

传统分离培养法

此种方法是诊断肺炎军团菌金标准。然而，苛刻的培养条件、长周转时间（2-14天）和较差的敏感性。

扩增片段长度多态性法、限制性片段长度多态性法和脉冲场凝胶电泳法

PCR检测试剂

多重PCR+核酸质谱技术进行军团菌快速鉴定的优势

时间短：无需先前的培养分离。对16S rRNA基因386bp部分的军团菌特异性PCR，可在4-8小时内快速完成。

此诊断技术依赖于rRNA序列的非特异性保守区的扩增，可识别所有军团菌亚种。因此，在LP暴发或流行病学调查中具有高的应用价值。

极高的特异性：达95–100%。阳性PCR结果可作为启动军团菌特异性抗生素治疗的信号。

更高的灵敏度：不受病原体活性的限制，允许DNA检测受损或死亡的病原体。

早期筛查：感染早期甚至症状出现之前即可识别阳性病例。

可与抗生素敏感性测试相结合，以指导从经验性抗生素治疗向靶向抗生素治疗的转变。

可区分军团菌种中的血清群。

高通量：每天可检测上千个样本。

Ebio Reader 3700 Plus飞行时间质谱仪

操作简单

无需复杂的样品前处理。

性能稳定

长寿命固体激光器；

飞行管随环境温度、湿度的变化小，保证检测的稳定 ；

高效网筛离子源，提高仪器的灵敏度 ；

PIE高压脉冲电源控制，实现离子的延迟推斥，提高整体仪器的分辨能力。 

软件智能

基于神经网络聚合分类法的人工智能软件；

拥有强大数据库，实现对菌种的实时鉴定；

具备聚类分析功能，可进行T-test等数据分析；

具有自建库功能，可根据用户实际情况建立自有菌种库 ；

可根据用户具体需求，进行相应升级，用于疾病蛋白标志物和核酸基因分型的检测。

应用范围广

广泛用于临床、疾控、食品安全、农业、工业、出入境检疫等领域。