3.1. Принцип метода
Со времени изобретения МALDI-TOF MS-анализа в 1985 г. и первых попыток анализа белковых молекул этим методом с его помощью стало возможным воспроизводить и анализировать большие биомолекулы, например рибосомальные белки, являющиеся консервативными в пределах вида микроорганизма и составляющие 60–70% сухой массы микробной клетки [276–278], и таким образом дифференцировать различные виды бактерий. В начале XXI столетия метод MALDI-TОF MS-анализа был предложен в качестве способа идентификации микроорганизмов, выделенных на питательных средах [277, 278].
Идентификация микроорганизмов с помощью метода MALDI-TОF MS основывается на получении общего масс-спектра белков в диапазоне 2000–20 000 Да и биоинформационного сравнения полученного спектра с референсными спектрами из существующих баз данных [276]. В настоящее время базы данных масс-спектрометров насчитывают тысячи микроорганизмов (>400 родов и >2500 видов) и постоянно пополняются. В базы данных наряду с наиболее клинически значимыми бактериями внесены также редкие виды бактерий, дрожжевые и мицелиальные грибы. С помощью метода MALDI-TОF MS-анализа можно идентифицировать грамположительные, грамотрицательные бактерии, трудноидентифицируемые (в том числе анаэробные микроорганизмы), при этом в большинстве случаев степень достоверности идентификации сравнима с секвенированием гена 16S рРНК для бактерий либо 18 (26) S рРНК для грибов. Кроме того, некоторые производители выпускают дополнительные, узкоспециализированные базы данных: например, по микромицетам (содержащие спектры >100 видов (40 родов) мицелиальных грибов) и микобактериям (содержащие спектры >130 видов клинически значимых микобактерий).
Преимуществом MALDI-TОF MS также является идентификация как на родовом, так и на видовом уровне традиционно трудноидентифицируемых и труднокультивируемых бактерий. Кроме того, существует возможность прямого определения возбудителя в образцах без получения чистой культуры, что значительно сокращает время анализа от 2–3 дней до нескольких минут. Это особенно значимо в ситуации развития сепсиса у пациента. Масс-спектрометрический анализ также может быть использован для идентификации вирусов. Помимо идентификации патогенов, MALDI-TOF MS находит все большее применение для определения устойчивости микроорганизмов к антимикробным препаратам. Кроме того, MALDI-TOF MS может использоваться для типирования микроорганизмов, что имеет значение в эпидемиологических исследованиях и позволяет проследить пути распространения инфекции.