细菌鉴定与分子分型

细菌鉴定与分子分型涵盖了用于确定分离株所属细菌种类的方法，以及在物种层面之上，用于疫情调查和监测的菌株区分方法。其范围从保守标记基因测序和蛋白质谱匹配，到基于限制性酶切和序列的菌株分型。

Definition

细菌鉴定是利用分子标记或蛋白质谱将分离株归入一个分类群，而分子分型则是在同一物种的分离株之间进行区分，以评估其流行病学相关性。

Scope

本主题涉及基于序列的鉴定（特别是16S rRNA基因测序）、MALDI-TOF质谱法进行的蛋白质组学鉴定，以及脉冲场凝胶电泳和日益普及的全基因组分型等分子菌株分型方法。本主题作为实验室和参考内容呈现，而非治疗指导。

Core questions

• 该分离株属于哪个物种或属，分子标记能以多大程度的置信度解决这个问题？
• 两个或多个分离株是否属于同一菌株，以及定义相关性的相似性阈值是多少？
• 哪种分型方法能提供适合该问题的区分度和重现性？

Key concepts

• 16S rRNA基因测序
• MALDI-TOF质谱分析
• 脉冲场凝胶电泳 (PFGE)
• 多位点序列分型 (MLST)
• 全基因组序列分型
• 区分度和重现性
• 菌株相关性标准

Mechanisms

物种鉴定可以依赖于16S rRNA基因的扩增和测序，其保守区和可变区允许对大多数临床相关细菌进行分类学定位，但在密切相关物种共享近乎相同的序列时存在局限性（Patel, 2001）。MALDI-TOF质谱法则通过将生物体的特征蛋白质质谱与参考数据库进行匹配来鉴定生物体，从而实现从菌落中快速鉴定（Greub, 2010）。对于菌株水平的区分，脉冲场凝胶电泳比较染色体限制性片段模式，并采用标准化标准来定义分离株何时被认为是不可区分的、密切相关的或不同的（Tenover, 1995）。全基因组测序现在能够实现更高分辨率的分型，并越来越多地用于监测和疫情重建（Deng et al., 2016）。

Clinical relevance

准确的鉴定和分型描述了实验室如何命名生物体并关联相关分离株，从而支持感染预防监测、疫情检测和报告。本主题解释了这些证据是如何产生的，不提供个性化的诊断或治疗建议。

Epidemiology

分子分型是分子流行病学的核心：比较不同患者、病房或食物来源的菌株有助于确定病例是否共享同一来源。基于全基因组的方法已成为食源性病原体和医疗保健相关病原体监测和疫情调查的主要工具（Deng et al., 2016）。

Evidence & guidelines

菌株分型解释长期以来一直遵循标准化、专家共识的限制性酶切模式判读标准（Tenover, 1995）。鉴定和分型性能、数据库管理和质量标准由专业机构和检测制造商制定，此处不予赘述。

History

随着PCR和16S rRNA基因测序进入临床实验室，基于序列的鉴定变得实用（Patel, 2001），而可重复的菌株分型则通过解释PFGE模式的共识标准得以规范（Tenover, 1995）。MALDI-TOF质谱法随后通过大大缩短周转时间改变了常规鉴定（Greub, 2010），而全基因组测序将分型扩展到单核苷酸分辨率（Deng et al., 2016）。

Debates

菌株相关性应如何定义？

条带模式标准提供了可重复但粗略的相关性类别，而全基因组方法提供了更精细的分辨率；该领域仍在协商阈值以及如何比较不同方法和实验室的结果。

Seminal works

• patel-2001
• tenover-1995
• greub-2010

Frequently asked questions

16S rRNA测序何时最有用？

它对于难以通过表型方法鉴定或生长缓慢的生物体特别有用，尽管它可能无法区分16S序列几乎相同的密切相关物种。

为什么除了鉴定物种之外还要对细菌进行分型？

分型可以区分同一物种的分离株，以确定它们是否属于同一传播链，这对于疫情调查和感染控制监测至关重要。