
基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜(matrix assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry, MALDI-TOF MS)作為一種新興的軟電離質(zhì)譜技術(shù),由于其具有快速、準(zhǔn)確、靈敏、自動化及高通量等檢測特點,已成為一項革命性病原體快速鑒定技術(shù)被用于臨床微生物實驗室,并將逐步取代常規(guī)病原體生化鑒定方法。任何新興技術(shù)應(yīng)用于臨床都需要建立規(guī)范的質(zhì)量保證體系,以確保檢測質(zhì)量。本專家共識將對開展MALDI-TOF MS用于病原體鑒定的設(shè)施與安全要求、人員培訓(xùn)與能力評估、MALDI-TOF MS病原體鑒定過程的質(zhì)量控制、檢驗程序性能驗證等進(jìn)行建議。
設(shè)施與安全要求
1.風(fēng)險評估:
擬開展MALDI-TOF MS病原體檢測的實驗室需在風(fēng)險評估基礎(chǔ)上建立有效的安全防護(hù)策略,包括設(shè)備的使用、化學(xué)試劑的安全使用和處理丟棄、感染性病原體和被污染材料的處置等。風(fēng)險評估包含確定工作流程和鑒定步驟中可能發(fā)生的化學(xué)和生物危害,以及降低風(fēng)險的方法。
2.安全防護(hù):
任何操作臨床病原體樣本或病原體的實驗活動至少需要在二級生物安全實驗室(BSL-2)中進(jìn)行。MALDI-TOF MS應(yīng)安置在二級生物安全實驗室內(nèi),同時使用MALDI-TOF MS檢測臨床病原體樣本時除了需考慮生物危害的風(fēng)險外還要注意化學(xué)試劑的潛在風(fēng)險。
人員培訓(xùn)與能力評估
各實驗室應(yīng)具備MALDI-TOF MS檢測過程中涉及的所有操作人員的初次培訓(xùn)和定期能力評估的程序文件,對涉及的所有操作人員應(yīng)進(jìn)行初次和定期(至少6個月一次)的培訓(xùn)以及能力評估,培訓(xùn)考核需遵循制造商的使用手冊或?qū)嶒炇业臉?biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程,培訓(xùn)的內(nèi)容包括原理方法、信息技術(shù)、儀器維護(hù)、結(jié)果報告與解釋等方面。此外,還應(yīng)采用一組形態(tài)和生化特征典型的菌株對培訓(xùn)者進(jìn)行人員比對和/或考核,以確保所有操作者鑒定結(jié)果的一致性。通過培訓(xùn),要求每位操作人員對每種病原體的鑒定結(jié)果必須達(dá)到本實驗室設(shè)定的每種病原體的最小結(jié)果閾值。保存所有培訓(xùn)、考核和能力評估記錄。
建議1 對于臨床常見細(xì)菌(非高致病),操作人員的個人防護(hù)應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)預(yù)防要求,其病原體分離培養(yǎng)、蛋白提取及靶板點樣時應(yīng)在生物安全柜內(nèi)進(jìn)行,點樣后的靶板轉(zhuǎn)移至MALDI-TOF MS,分析過程中也需注意生物安全防護(hù);對潛在的含生物危害二類及以上的高致病病原體如布魯菌、炭疽桿菌、鼠疫耶爾森菌等的臨床樣本,實驗室人員應(yīng)請示醫(yī)院感染管理部門并盡量避免培養(yǎng)檢測,必要情況下需要在生物安全柜內(nèi)采用經(jīng)滅活程序滅活后再進(jìn)行質(zhì)譜分析。
建議2 前期的樣本處理過程中將會使用一些有機(jī)溶劑如乙醇、甲酸、乙腈、三氟乙酸和基質(zhì)液等,這些溶劑具有腐蝕性或可燃性,可引起人體皮膚黏膜腐蝕、呼吸及循環(huán)系統(tǒng)功能紊亂、多臟器損傷,因此在實驗的過程中使用此類有機(jī)溶劑試劑時建議有一個良好的通風(fēng)環(huán)境,同時需加強操作人員的呼吸道、皮膚黏膜尤其是眼面部的個人防護(hù)。
MALDI-TOF MS病原體鑒定過程的質(zhì)量保證
質(zhì)量保證可確保MALDI-TOF MS病原體鑒定結(jié)果的準(zhǔn)確性和及時性,其內(nèi)容涵蓋分析前、分析中和分析后。
(一)分析前
1.菌株準(zhǔn)備:
所有菌株均采用新鮮培養(yǎng)(16~48 h)的單個菌落,推薦細(xì)菌采用血瓊脂平板培養(yǎng),真菌采用沙保羅平板培養(yǎng),凍存菌株傳代兩次后使用。
2.靶板點樣:
先將質(zhì)控菌株/蛋白標(biāo)準(zhǔn)品點在靶板相應(yīng)孔位,再點待測菌落。點樣時應(yīng)注意菌量適當(dāng)、厚度均勻,不可帶有瓊脂成分。
3.加基質(zhì)液:
點樣后加入基質(zhì)液,應(yīng)自然涼干。
4.特殊病原體:
如分枝桿菌、絲狀真菌和諾卡菌等需要通過蛋白提取法進(jìn)行提取前處理,包括使用甲酸、乙腈、破壁硅珠管等試劑耗材。詳細(xì)處理過程建議參考制造商提供的SOP進(jìn)行操作。
5.樣本準(zhǔn)備注意事項:
(1)靶板點樣加入基質(zhì)液后,需完全干燥形成結(jié)晶方可進(jìn)行檢測。(2)靶板準(zhǔn)備完成后,如為細(xì)菌或酵母菌,需在48 h內(nèi)完成檢測;如為分枝桿菌,需在4 h內(nèi)完成檢測;如曲霉菌等絲狀真菌,需立刻完成檢測。
(二)分析中
一般情況下,MALDI-TOF MS檢測可以得到以下幾種鑒定結(jié)果:(1)高置信的鑒定結(jié)果;(2)多個鑒定結(jié)果,且每個結(jié)果的置信度相似;(3)無鑒定結(jié)果。
1.結(jié)果判斷:
當(dāng)MALDI-TOF MS提供了高置信的結(jié)果時,無需對圖譜進(jìn)行檢查和復(fù)核;而當(dāng)出現(xiàn)多個鑒定結(jié)果或無鑒定時,可能出現(xiàn)以下問題:(1)低質(zhì)量的圖譜導(dǎo)致無鑒定結(jié)果:需檢查菌株和試劑耗材的質(zhì)量、儀器性能狀態(tài)以及具體操作環(huán)節(jié);(2)圖譜質(zhì)量較好而不符合預(yù)期的鑒定、多個鑒定結(jié)果或者無鑒定結(jié)果:應(yīng)檢查樣本是否分純、是否污染或數(shù)據(jù)庫不包含待檢菌種。
2.結(jié)果閾值:
目前MALDI-TOF MS的結(jié)果閾值通常分為兩種:一種以置信度為閾值,置信度>90%的單一結(jié)果為優(yōu)質(zhì)鑒定結(jié)果,60%~90%且具有多個鑒定結(jié)果為低分辨結(jié)果(需要補充實驗進(jìn)行分類),<60%為不能鑒定;另一種則以分值為閾值,質(zhì)譜評分>2分(9.5分)的結(jié)果可以鑒定到種,1.7至2.0分(9.0~9.5分)之間可以鑒定到屬(需要補充實驗進(jìn)行分類),<1.7分(9.0分)為不能鑒定或可能鑒定到屬。
(三)分析后
1.結(jié)果復(fù)核:
鑒定結(jié)果的復(fù)核是分析后質(zhì)量管理的重要組成部分,是保證檢驗結(jié)果準(zhǔn)確的一個重要環(huán)節(jié)。MALDI-TOF MS鑒定結(jié)果為以下病原體時,需通過相應(yīng)的補充實驗進(jìn)行進(jìn)一步鑒別。
2.儀器維護(hù)及保養(yǎng):
按照制造商要求定期進(jìn)行維護(hù)及保養(yǎng)。
3.化學(xué)試劑:
必須使用儀器制造商要求純度的化學(xué)試劑。
質(zhì)量控制
(一)室內(nèi)質(zhì)控
建議3 需血清學(xué)試驗確認(rèn)的病原體:大腸埃希菌(疑似志賀菌屬和大腸埃希菌O157)、沙門菌屬等;需要其他確認(rèn)試驗進(jìn)行鑒定的病原體:煙曲霉復(fù)合群、黃曲霉復(fù)合群、肺炎鏈球菌和緩癥鏈球菌群等;需要測序鑒定或報告到群:蠟樣芽孢桿菌復(fù)合群、洋蔥伯克霍爾德菌復(fù)合群、鼻疽伯克霍爾德菌和類鼻疽伯克霍爾德菌、無色桿菌屬、弗勞地檸檬酸桿菌復(fù)合群和陰溝腸桿菌復(fù)合群等。
實驗室需按照MALDI-TOF MS制造商的推薦及相關(guān)管理指南制定質(zhì)控程序。按照制造商要求評估質(zhì)量分析器、相關(guān)系統(tǒng)(軟件和數(shù)據(jù)庫)、化學(xué)試劑、靶板和用戶的操作(靶板點樣、有條件時萃取)。
1.質(zhì)控菌株:
質(zhì)控陽性對照菌株種類應(yīng)根據(jù)實驗室擬開展的鑒定病原體范圍進(jìn)行選擇,質(zhì)控菌株可采用制造商建議的標(biāo)準(zhǔn)菌株或經(jīng)實驗室測序等方法確認(rèn)的臨床菌株。所有質(zhì)控陽性對照菌株進(jìn)行質(zhì)控操作時需采用新鮮培養(yǎng)(16~48 h)的單個菌落,推薦細(xì)菌采用血瓊脂平板培養(yǎng),真菌采用沙保羅平板培養(yǎng),凍存菌株傳代兩次后使用。
2.質(zhì)控操作及頻率:
按照制造商的SOP文件要求,在靶板清洗、基質(zhì)溶液及標(biāo)準(zhǔn)品溶液配制后需每次進(jìn)行陰性及陽性對照的質(zhì)量控制,每次病原體鑒定時亦應(yīng)如此。
3.儀器校準(zhǔn):
檢測前儀器需進(jìn)行自身校準(zhǔn),校準(zhǔn)通過后方可進(jìn)行后續(xù)鑒定。
4.陽性對照:
使用大腸埃希菌標(biāo)準(zhǔn)菌株(ATCC8739)鑒定分值必須達(dá)到制造商要求;如使用標(biāo)準(zhǔn)蛋白測試品,在分子量大于12 000以上的區(qū)域必須出現(xiàn)校準(zhǔn)峰,應(yīng)明確檢測到m/z 13 683和16 952兩個峰,確保高分子量端的準(zhǔn)確性。
5.陰性對照:
檢測結(jié)果應(yīng)為"No peak found"或者"無鑒定結(jié)果"。陰性對照需使用空白試劑,用于排除可能由試劑污染或重復(fù)性靶板(陰性對照應(yīng)為任意孔位)清洗不當(dāng)造成的假陽性結(jié)果。
當(dāng)質(zhì)控結(jié)果失控或校準(zhǔn)未通過時,應(yīng)從各環(huán)節(jié)分析原因并予以糾正。常見原因包括:質(zhì)控菌株/蛋白標(biāo)準(zhǔn)品污染、使用錯誤的質(zhì)控菌株/蛋白標(biāo)準(zhǔn)品、使用錯誤的試劑、操作人員的操作失誤等。記錄分析失控原因并歸檔。
如果未發(fā)現(xiàn)上述明顯的原因可重復(fù)測定質(zhì)控菌株/蛋白標(biāo)準(zhǔn)品,結(jié)果在控,可直接進(jìn)行后續(xù)檢測;若不能糾正,應(yīng)聯(lián)系制造商采取相應(yīng)的措施。
(二)室間質(zhì)評
建議4 其他質(zhì)控菌株(標(biāo)準(zhǔn)菌株或經(jīng)驗證的臨床菌株),包括革蘭陰性桿菌(建議采用產(chǎn)氣腸桿菌)、革蘭陽性球菌(建議采用糞腸球菌)和念珠菌(建議采用光滑念珠菌)。
室間質(zhì)評:全程參加由組織方提供的室間質(zhì)評計劃。當(dāng)出現(xiàn)室間質(zhì)評不符時,及時找到失控原因并糾正。保存每次室間質(zhì)評信息,包括結(jié)果反饋、糾正措施等。無第三方組織的室間質(zhì)評計劃時,實驗室應(yīng)定期自行組織與其他實驗室同類檢測方法的室間比對。
檢驗程序性能驗證
MALDI-TOF MS性能驗證包括準(zhǔn)確度和精密度。通過MALDI-TOF MS和現(xiàn)用方法或參考方法(如測序方法)獲得的病原體鑒定結(jié)果進(jìn)行比較以實現(xiàn)準(zhǔn)確度驗證。準(zhǔn)確度驗證盡可能包括臨床菌株而不限于是質(zhì)控菌株或標(biāo)準(zhǔn)菌株。精密度驗證應(yīng)包括所有主要可能存在的變量,如不同的培養(yǎng)基、培養(yǎng)條件和提取技術(shù),通常用標(biāo)準(zhǔn)菌株或質(zhì)控菌株進(jìn)行精密度驗證,應(yīng)評估批內(nèi)、批間,操作者之間以及連續(xù)幾天的重復(fù)性或再現(xiàn)性。在適用的情況下,還應(yīng)評估病原體MALDI-TOF MS與LIS或其他儀器系統(tǒng)之間接口的正常運行。
(一)適用范圍
1.實驗室引入SFDA批準(zhǔn)的MALDI-TOF MS檢測系統(tǒng)時,使用前應(yīng)進(jìn)行全面驗證。
2.實驗室使用MALDI-TOF MS時,若對病原體種類、試劑、數(shù)據(jù)庫、分析軟件和硬件等進(jìn)行更換或升級以及擴(kuò)大檢測范圍(即在原有檢測病原譜基礎(chǔ)上增加新的病原體)后,應(yīng)進(jìn)行部分驗證。
建議5 性能驗證符合要求后投入臨床常規(guī)使用,在設(shè)備狀態(tài)、環(huán)境、檢測方法、人員等維持穩(wěn)定的情況下,可采用文件和數(shù)據(jù)審核等定期評審分析系統(tǒng)狀態(tài),無需每年實施性能驗證。
(二)驗證方案
MALDI-TOF MS驗證所用菌株按優(yōu)先順序依次選擇標(biāo)準(zhǔn)菌株、質(zhì)控菌株或經(jīng)參考方法確認(rèn)的臨床菌株,選擇的菌種應(yīng)盡量覆蓋MALDI-TOF MS制造商公布的可鑒定菌譜,包括革蘭陽性及陰性球菌、革蘭陽性及陰性桿菌、厭氧菌、酵母菌、苛養(yǎng)菌、分枝桿菌等,同時還應(yīng)覆蓋驗證本地區(qū)、本實驗室以往檢出的特殊病原體種類。
1.全面驗證:
準(zhǔn)確度:常見病原體如革蘭陽性及陰性球菌、革蘭陽性及陰性桿菌、酵母菌每種類別至少驗證30株,厭氧菌、苛養(yǎng)菌、分枝桿菌(如開展)、絲狀真菌(如開展)每種至少10株,并覆蓋本地區(qū)、本實驗室檢出的重要病原體。比較MALDI-TOF MS鑒定結(jié)果與實驗室現(xiàn)用方法或參考方法(如測序方法)之間的符合率。精密度:選擇10株代表性菌株,每天重復(fù)檢測3次,連續(xù)3 d。
2.部分驗證:
見表1。
表1 常見情況下驗證方案

(三)可接受標(biāo)準(zhǔn)
嚴(yán)格按照制造商使用說明的要求進(jìn)行結(jié)果判讀(參考環(huán)節(jié)控制中的結(jié)果閾值)。
1.準(zhǔn)確度要求:
驗證的標(biāo)準(zhǔn)/質(zhì)控菌株符合率應(yīng)為100%,臨床菌株的符合率應(yīng)在90%以上。
2.精密度要求:
菌株鑒定結(jié)果符合率應(yīng)為100%。
若未能滿足上述驗證要求,則MALDI-TOF MS不能通過驗證。制造商和/或使用者須采取相應(yīng)措施,修正后的檢測系統(tǒng)應(yīng)再次進(jìn)行驗證。
以上專家共識內(nèi)容僅限于MALDI-TOF MS用于臨床病原體鑒定的質(zhì)量保證要求,MALDI-TOF MS作為蛋白質(zhì)組學(xué)研究的支柱技術(shù),在醫(yī)學(xué)及生命科學(xué)領(lǐng)域有更多的應(yīng)用前景和價值,其他相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用的質(zhì)量保證要求不包括在本次專家共識中。
郵政編碼:200052 電話:021-63800152 傳真:021-63800151 京ICP備15010734號-10 技術(shù):網(wǎng)至普網(wǎng)站建設(shè)