腸道菌群是指居住在人體消化道中的微生物群落，它們被稱為“人類的第二大基因組”。研究表明，腸道微生物與肥胖、Ⅱ型糖尿病、脂肪肝、腸道疾病、心血管疾病、癌癥等多種疾病的發(fā)生和發(fā)展緊密相聯(lián)，鑒定和研究腸道菌群有助于更好地了解腸道微生物與人體健康的關(guān)系，并為疾病的預(yù)防和治療提供新策略。

 據(jù)國家自然科學(xué)基金委員會網(wǎng)站公布，從2016年起，腸道菌群研究呈現(xiàn)急劇增長的趨勢，2019-2023年，國家自然科學(xué)基金關(guān)于腸道菌群研究項(xiàng)目的中標(biāo)數(shù)量連續(xù)五年超過200個。




腸道微生物鑒定的困難與挑戰(zhàn)

  傳統(tǒng)腸道微生物鑒定方法包括表型分析、生化鑒定、免疫學(xué)鑒定等，但這些傳統(tǒng)鑒定方法存在耗時長、準(zhǔn)確度低、可檢測物種有限的缺點(diǎn)，難以實(shí)現(xiàn)不同種類、不同物種腸道菌群的準(zhǔn)確鑒定。分子生物學(xué)鑒定包括基因擴(kuò)增、基因組測序等方法，雖然解決了檢測準(zhǔn)確度低的問題，但實(shí)驗(yàn)成本高，且對實(shí)驗(yàn)條件和操作者技能要求高，使其難以被普遍推廣。



如何解決這些挑戰(zhàn)？

禾信康源全自動微生物質(zhì)譜檢測系統(tǒng)CMI系列，基于基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜（MALDI-TOF MS）技術(shù)研制，結(jié)合質(zhì)譜技術(shù)和自動化儀器，能夠高效、快速、精確鑒定微生物的種類和數(shù)量。

分析優(yōu)勢：

1、高分辨率

創(chuàng)新型雙脈沖離子延遲引出技術(shù)與近垂直（5°）微小激光角度入射設(shè)計，保證儀器全質(zhì)量范圍內(nèi)分辨率。

2、高通量

樣本培養(yǎng)后，上機(jī)10分鐘即可檢測96個樣品，檢測速度快且檢測通量高。

3、低成本

使用成本僅樣本靶板（可重復(fù)使用）和樣本前處理試劑試劑，檢測成本低。

4、高準(zhǔn)確度

全面的菌種來源，多領(lǐng)域菌株覆蓋，滿足各個領(lǐng)域檢測需求，鑒定結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

5、多場景科研運(yùn)用

可配置微生物高級分析軟件，可實(shí)現(xiàn)菌群同源性分析、耐藥性分析、混合菌分析等微生物研究需要的多種科研功能。




 CMI系列產(chǎn)品通過檢測腸道微生物體內(nèi)高豐度（約占總蛋白的20%）、表達(dá)穩(wěn)定且進(jìn)化保守的核糖體蛋白圖譜，與數(shù)據(jù)庫中的標(biāo)準(zhǔn)譜圖相匹配，計算同源性距離得到的菌種并給出相應(yīng)的鑒定分值，再依據(jù)實(shí)際情況分析得到最終的鑒定結(jié)果。


應(yīng)用案例

研究目的
大腸埃希氏菌（Escherichia coli）和福氏志賀菌（Shigella flexneri）區(qū)分鑒定。

研究背景
大腸埃希菌和福氏志賀菌都是具有高度傳染性、危害嚴(yán)重的革蘭陰性腸道致病菌。

兩種菌不僅在全基因組水平上高度一致（平均核苷酸一致率＞95% ，保守DNA＞69%），而且在菌落形態(tài)和生物學(xué)特性方面也呈現(xiàn)出極大的相似，病人感染后的也表現(xiàn)出相似的臨床癥狀，因此在臨床診斷中極易被混淆，需要結(jié)合多種分析手段共同鑒定，鑒定過程耗時長、成本高、時效性差。

鑒定分析結(jié)果
使用禾信CMI-3800微生物質(zhì)譜檢測系統(tǒng)，采集福氏志賀菌和大腸埃希菌的蛋白譜圖，并進(jìn)行譜庫匹配鑒定。

蛋白譜圖顯示兩種菌在4166、4872、8327、9742 m/z等位置出現(xiàn)相似的特征峰，但可通過兩種菌的圖譜峰分布和峰強(qiáng)度差異性進(jìn)行區(qū)分，鑒定結(jié)果置信區(qū)間均為高度可信。


結(jié) 論
大腸埃希氏菌和福氏志賀菌蛋白譜圖顯蛋白特征圖譜具有高度相似性，但通過優(yōu)化算法，可通過兩種菌的圖譜峰分布和峰強(qiáng)度差異性進(jìn)行區(qū)分，禾信全自動微生物質(zhì)譜檢測系統(tǒng)能對腸道菌群進(jìn)行準(zhǔn)確鑒定，可用于腸道菌群研究。