近日，中国科学院合肥物质院健康所医用光谱质谱研究团队在细菌感染快速诊断方面取得重要进展。团队成功开展了针对9种最流行病原菌特征性挥发性有机物（VOCs）的系统性研究，在此基础上建立了一套基于VOCs分析的诊断工作流程，可在6～7小时内完成菌种鉴定和药敏测试。相关成果发表于Analytical Chemistry，并被选为封面。

细菌感染已经成为全球第二大死因，快速、精准的病原学诊断是临床有效治疗、提升病患存活率的重要前提。然而，传统的实验室工作流程需耗费2至5天，容易贻误最佳治疗时机。现有研究表明，细菌代谢产生的VOCs具有反映菌种类别和代谢活力的能力，有望将细菌鉴定和表型药敏测试整合至单一仪器平台，从而简化诊断工作流程并缩短周转时间。

研究团队利用自主研发的质子转移反应质谱（PTR-MS）对9种最流行病原菌进行了实时VOCs分析。研究结果显示，在体外培养3小时后，通过VOCs的分布差异可以有效区分这9种病原菌。进一步研究确定了甲硫醇、异戊醛和乙醛这三种VOCs，作为细菌生长活力的标志物。利用抗生素作用下不同易感性菌株的VOCs代谢差异，团队开展了快速药敏测试。该方法对455个样本测试的准确率达99.1%，且耗时仅需3~4小时，相比于临床常用的自动药敏分析平台（如VITEK 2）缩短了一半以上。本研究提出的细菌病原学诊断方法，既能用于病原菌鉴定，也能提供符合当前临床实践需求的表型药敏特征，证明了PTR-MS作为单一检测平台整合菌种鉴定和药敏测试的潜力。

博士研究生张琪为论文第一作者，沈成银研究员、邹雪副研究员为论文通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金、中国科学院青促会优秀会员基金、安徽省自然科学基金、安徽省卫生健康科研项目等的支持。

论文链接

利用PTR-MS分析细菌mVOCs代谢以实现快速细菌鉴定和抗生素敏感性测试

封面文章图示