Record Details

MALDI-TOF MASS SPECTROMETRY IN CLINICAL MICROBIOLOGY

Translational Medicine

View Archive Info
 
 
Field Value
 
Title MALDI-TOF MASS SPECTROMETRY IN CLINICAL MICROBIOLOGY
Применение maldi-tof масс-спектрометрии в клинической микробиологии
 
Creator E. Barantsevich P.; Federal Almazov Medical Research Centre; I. P. Pavlov First Saint-Petersburg State Medical University
N. Barantsevich E.; Federal Almazov Medical Research Centre
Елена Баранцевич Петровна; ФГБУ «Федеральный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова» Минздрава России; Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. И.П. Павлова
Наталья Баранцевич Евгеньевна; Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. И.П. Павлова
 
Subject масс-спектрометрия; бактерии; грибы; идентификация; mass spectrometry; bacteria; fungi; identification
 
Description Identification of microorganisms in most clinical microbiology laboratories until recently was based predominantely on phenotypic methods. The “golden standard” of identification, which is sequencing of the “house-keeping” genes of microorganisms was introduced in practice in 2008, though still is not widespread. Development of the matrix-assisted laser desorbtion-ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) has dramatically changed the approach to the routine identification of microorganisms. The method is characterized by high output, effectiveness and low price. Use of standard MALDI-TOF MS procedures allows correct identification to the species level in most clinically important bacteria. This technology analyses spectral characteristics of significant number of proteins, mostly ribosomal, that present the unique “fingerprint” of a specific microorganism. MALDI-TOF routine yeast identification appeared to be also highly effective.
До недавнего времени микробиологическая идентификация микроорганизмов в клинических лабораториях в основном полагалась на фенотипические методы. «Золотой стандарт» идентификации микроорганизмов - анализ нуклеотидной последовательности генов «домашнего хозяйства», который был внедрен в клиническую практику с 2008 года, - не получил широкого распространения. Развитие времяпролетной масс-спектрометрии с матрично-активированной лазерной десорбцией/ионизацией (MALDI-TOF MS) революционно изменило подход к рутинной идентификации микроорганизмов в клинических микробиологических лабораториях. Этот метод отличают высокая производительность, эффективность и низкая цена. Использование стандартизированных методик MALDI-TOF MS позволяет точно идентифицировать до вида большинство клинически значимых бактерий. При применении этой технологии анализируются спектральные характеристики значительного числа белковых молекул, преимущественно рибосомальных белков, являющихся уникальным «отпечатком пальца» конкретного микроорганизма. Также надежна и рутинная идентификация дрожжей с использованием MALDI-TOF MS.
 
Publisher Federal Almazov North-West Medical Research Centre, Saint Petersburg, Russia
 
Date 2016-12-23
 
Type info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
—
 
Format application/pdf
 
Identifier http://transmed.almazovcentre.ru/jour/article/view/33
 
Source Translational Medicine; № 3 (2014); 23-28
Трансляционная медицина; № 3 (2014); 23-28
2410-5155
2311-4495
 
Language rus
 
Relation http://transmed.almazovcentre.ru/jour/article/view/33/34
Anhalt J.P., Fenselau C. Identification of bacteria using mass spectrometry // Anal. Chem. - 1975. - Vol. 47. - P. 219-225.
Tanaka K., Fenn J.B., Wüthrich K. The Nobel Prize in Chemistry 2002 // [Nobel Media AB 2014]. 2002. - URL: http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2002/popular.html (дата обращения: 16.07.2014)
Holland R.D., Wilkes H.G., Rafii F. et al. Rapid identification of intact whole bacteria based on spectral patterns using matrix-assisted laser desorption/ionization with time-of-flight mass spectrometry // Rapid Commun. Mass Spectrom. - 1996. - Vol. 10. - P. 1227-1232.
Claydon M.A., Davey S.N., Edwards-Jones V. et al. The rapid identification of intact microorganisms using mass spectrometry // Nat. Biotechnol. - 1996. - Vol. 14. - P. 1584-1586.
Haag A.M., Taylor S.N., Johnston K.H. et al. Rapid identification and speciation of Haemophilus bacteria by matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry // J. Mass Spectrom. - 1998. - Vol. 33. - P. 750-756.
Vargha M., Takats Z., Koponka A. et al. Optimization of MALDI-TOF MS for strain level differentiation of Arthrobacter isolates // J. Microbiol Methods. - 2006. - Vol. 66. - P. 399-409.
Nagy E., Maier T., Urban E. et al. Species identification of clinical isolates of Bacteroides by matrix-assisted laser-desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry // Clin. Microbiol. Infect. - 2009. - Vol. 15. - P. 796-802.
Giebel R., Worden C., Rust S. M. et al. Microbial fingerprinting using matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) applications and challenges // Adv. Appl. Microbiol. - 2010. - Vol. 71. - P. 149-184.
Croxatto A., Prod'hom G., Greub G. Applications of MALDI-TOF mass spectrometry in clinical diagnostic microbiology // FEMS Microbiol. Rev. - 2012. - Vol. 36. - P. 380-407.
Knot P.D., Fisher M.A. Mass Spectrometry in Clinical Microbiology Laboratory // Clinical Microbiology Newsletter. - 2012. - Vol. 34, № 17. - P. 135-140.
Mimica M.J., Valle Martino M.D., Pasternak J. MALDI-TOF MS in the clinical microbiology laboratory // J. Bras. Patol. Med. Lab. - 2013. - Vol. 49, № 4. - P. 256-259.
Patel R. MALDI-TOF Mass Spectrometry: Transformative Proteomics for Clinical Microbiology // Clin. Chem. - 2013. - Vol. 59, № 2. - P. 340-342.
Fenselau C., Demirev P.A. Characterization of intact microorganisms by MALDI mass spectrometry // Mass Spectrom. Rev. - 2001. - Vol. 20. - P. 157-171.
Vaidyanathan S., Winder C.L., Wade S.C. et al. Sample preparation in matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry of whole bacterial cells and the detection of high mass (> 20 kDa) proteins // Rapid Commun. Mass Spectrom. - 2002. - Vol. 16. - P. 1276-1286.
Williams T.L., Andrzejewski D., Lay J.O. et al. Experimental factors affecting the quality and reproducibility of MALDI TOF mass spectra obtained from whole bacteria cells // J. Am. Soc. Mass Spectrom. - 2003. - Vol. 14. - P. 342-351.
Bizzini A., Jaton K., Romo В. et al. Matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry as an alternative to 16S rRNA gene sequencing for identification of difficult-to-identify bacterial strains // J. Clin. Microbiol. - 2011. - Vol. 49. - P. 693-696.
Lavigne J.-P., Espinal P., Dunyach-Remy C. et al. Mass spectrometry: a revolution in clinical microbiology? // Clin. Chem. Lab Med. - 2013. - Vol. 51, № 2. - P. 257-270.
Clark A.E., Kaleta E.J., Arora A., Wolk D.M. Matrix-Assisted Laser Desorbtion Ionization-Time of Flight Mass Specrometry : a Fundamental Shift in the Routine Practice of Clinical Microbiology // Clin. Microbiol. Rev. - 2013. - Vol. 26, № 3. - P. 547-603.
De Carolis E., Vella A., Vaccaro L. et al. Development and Validation of an In-House Database for Matrix-Assisted Laser Desorbtion Ionization-Time of Flight Mass Spectrometry-Based Yeast Identification Using a Fast Protein Extraction Procedure // J. Clin. Microbiol. - 2014. - Vol. 52, № 5. - P. 1453-1458.
Bizzini A., Durussel C., Bille J. et al. Performance of matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry for identification of bacterial strains routinely isolated in a clinical microbiology laboratory // J. Clin. Microbiol. - 2010. - Vol. 48. - P. 1549-1554.
Bessède E., Agla-Gre M., Delagarde Y. et al. Matrix-assisted laser-desorption/ionization biotyper: experience in the routine of a University hospital // Clin. Microbiol. Infect. - 2011. - Vol. 17. - P. 533-538.
Sogawa K., Watanabe M., Sato K. et al. Use of the MALDI BioTyper system with MALDI-TOF mass spectrometry for rapid identification of microorganisms // Anal. Bioanal. Chem. - 2011. - Vol. 400. - P. 1905-1911.
Neville S.A., Lecordier A., Ziochos H. et al. Utility of matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry following introduction for routine laboratory bacterial identification // J. Clin. Microbiol. - 2011. - Vol. 49. - P. 2980-2984.
Kostrzewa M., Sparbier K., Maier T., Schubert S. MALDI-TOF MS: an upcoming tool for rapid detection of antibiotic resistance in microorganisms // Proteomics Clin. Appl. - 2013. - Vol. 7, № 11-12. - P. 767-778.
Edwards-Jones V., Claydon M.A., Evanson D.J. et al. Rapid discrimination between methicillin-sensitive and methicillin resistant Staphylococcus aureus by intact cell mass spectrometry // J. Med. Microbiol. - 2000. - Vol. 49. - P. 295-300.
Burckhardt I., Zimmermann S. Using matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry to detect carbapenem resistance within 1 to 2.5 hours // J. Clin Microbiol. - 2011. - Vol. 49. - P. 3321-3324.
Hooff G.P., van Kampen J.J., Meesters R.J. et al. Characterization of β-lactamase enzyme activity in bacterial lysates using MALDI-mass spectrometry // J. Proteome Res. - 2012. - Vol. 11:79. - P. 84.
Hrabak J., Walkova R., Studentova V. et al. Carbapenemase activity detection by matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry // J. Clin. Microbiol. - 2011. - Vol. 49. - P. 3222-3227.
Camara J.E., Hays F.A. Discrimination between wild-type and ampicillin-resistant Escherichia coli by matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry // Anal. Bioanal. Chem. - 2007. - Vol. 389. - P. 1633-1638.
Wybo I., De Bel A., Soetens O. et al. Differentiation of cfiA-negative and cfiA-positive Bacteroides fragilis isolates by matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry // J. Clin. Microbiol. - 2011. - Vol. 49. - P. 1961-1964.
Sandalakis V. Psaroulaki A., De Bock P.J. et al. Investigation of rifampicin resistance mechanisms in Brucella abortus using MS-driven comparative proteomics // J. Proteome Res. - 2012. - Vol. 11. - P. 2374-2385.
Cai J. C., Hu Y.Y., Zhang R. et al. Detection of OmpK36 porin loss in Klebsiella spp. by Matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight mass spectrometry // J. Clin. Microbiol. - 2012. - Vol. 50. - P. 2179-2182.
Bittar F., Ouchenane Z., Smati F. et al. MALDI-TOF-MS for rapid detection of staphylococcal Panton-Val-entine leukocidin // Int. J. Antimicrob. Agents. - 2009. - Vol. 34. - P. 467-470.
Szabados F., Becker K., von Eiff C. et al. The matrix-assisted laser desorption/ionisation time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS)-based protein peaks of 4448 and 5302 Da are not associated with the presence of Panton-Valentine leukocidin // Int. J. Med. Microbiol. -2011. - Vol. 301. - P. 58-63.
Hrabak J., Chudackova E., Walkova R. Matrix-assisted laser desorption ionization time-of flight (MALDI-TOF) mass spectrometry for detection of antibiotic resistance mechanisms: from research to routine diagnosis // Clin. Microbiol. Rev. - 2013. - Vol. 26, № 1. - P. 103-114.
Huang A.M., Newton D., Kunapuli A. et al. Impact of rapid organism identification via matrix-assisted laser desorption ionization time-of flight combined with antimicrobial stewardship team intervention in adult patients with bacteremia and candidemia // Clin. Infect. Dis. - 2013. - Vol. 57, № 9. - P. 1237-1245.
Kiehntopf M., Schmerler D., Brunkhorst F.M. et al. Mass spectrometry-based protein patterns in the diagnosis of sepsis / systemic inflammatory response syndrome // Shock. - 2011. - Vol. 36. - P. 560-569.
Van Belkum A., Welker M., Erhard M. et al. Biomedical mass spectrometry in today’s and tomorrow’s clinical microbiology laboratory // J. Clin. Microbiol. - 2012. - Vol. 50. - P. 1513-1517.
Kempf M., Bakour S., Flaudrops C. et al. Rapid detection of carbapenem resistance in Acinetobacter baumannii using matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry // PLoS One. - 2012. - Vol. 7. - P. e31676.
Sparbier K., Schubert S., Weller U. et al. Matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry-based functional assay for rapid detection of resistance against ß-lactam antibiotics // J. Clin. Microbiol. - 2012. - Vol. 50. - P. 927-937.
Han X., Hu Q., Ding S. et al. Identification and immunological characteristics of chaperonin GroEL in Riemerella anatipestifer // Appl. Microbiol. Biotechnol. - 2012. - Vol. 93. - P. 1197-1205.
Kothari A., Morgan M., Haake D.A. Emerging technologies for rapid identification of pathogens // Clin. Infect. Dis. - 2014. - Vol. 59, № 2. - P. 272-278.
 
Rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).