梅里埃质谱建库规则

数据库及算法的构建思路裴子建2016年1月19日梅里埃VitekMS数据库构建的独特概念基于种群基于菌株以种群代表的种属可发现种属特异性的特点需要许多参考菌株以个别菌株代表的种属快速构建数据库不需代表典型菌株VITEKMS(IVD)SARAMIS(RUO)市售它牌质谱3质数据库构建思路选择菌株(每个种属〉10株)不同培养基培养,不同培养时间试验计划收集菌株梅里埃法国科研部梅里埃美国科研部外部菌株ATCCVitek/APISequencing采集谱图质控明显，稳定数据库1046菌种13,790以上分离株(数据库里的菌株)29,873以上图谱平均每个菌种有18菌株平均每个菌种有40个图谱1,500菌种9,620分离株(数据库里的菌株)18,808图谱平均每个菌种有8菌株平均每个菌种有16个图谱VITEKMSIVD56菌种25菌株25菌种100菌株金黄色酿脓葡萄球菌(Saureus):328株大肠埃希氏菌(Ecoli):475株白念珠菌(Calbicans):133株肺炎链球菌(Spneumoniae):306株5VITEK®MSIVD临床数据库与算法AdvancedSpectraClassifier6专家图谱鉴别器(ASC)分析原理权重矩阵分析ASC的使用：建立数据库鉴定样本的图谱特点：没有图谱比较软件里没有内建图谱,只有分析蛋白矩阵&重量计算时间更快14VITEKMS(IVD)v2.07每一个专家图谱鉴别器包含两个部分菌种特定权重矩阵菌种特定的分析功能:计算分析样本与权重矩阵的相似百分比专家图谱鉴别器(ASC)8菌株库建立原理质量区间分布顶峰12345678910…………………………...….129812991300区间12345678910………………S1S2S3S1S2S312345678910………………+++++++++++++显示/未显示9菌株库权重矩阵发展12345678910……1300Spneumoniae(306isolates)++++++++++++++----------12345678910……1300Ecoli(475isolates)+++++++++---------------+1234…………3061234……475肺炎链球菌大肠杆菌10S.pneumoniaeS.pneumoniaeS.aureusC.freundiiBin1Bin2Bin3Bin5Bin4…..Bin13000+200+4-15-3Spneumoniae权重矩阵发展=加权每个区间分析:++:高度种属特异性(+15,20..)+:中度种属特异性(+3,+4….)-:缺乏顶峰(-3,-4….)--:缺乏顶峰且出现其他种属重要识别顶峰(-15)肺炎链球菌金黄色葡萄球菌弗劳地枸橼酸盐杆菌肺炎链球菌11Bin1Bin2Bin3Bin4Bin5Bin1300Abiotrophiadefectiva00+4+150+4Acinetobacterhaemolyticus0-3+40+40Acinetobacterjohnsonii0-3000+4Acinetobacterjunii00+40-30E.Coli+15-8+3000S.pneumoniae0+200-15+4-3Salmonellagroup+13-11+40-20………………区间矩阵发展………VITEKMS系统的权重矩阵合适于更新每一种属的更新专利设计:EP11306609.6(Normalization),EP11306610.4(Binning)12图谱数据分析的流程原始图谱进行中的图谱去除背景干扰顶峰侦测顶峰的列表Kratospre-processingbMxalgorithm套用适合矩阵Listofpeaks(massaligned)数据库分类Escherichiacoli(99.9%)鉴定单一选择2313使用权重分析样本图谱原始顶峰12345678910…………………………...….129812991300区间12345678910………………++++++++Bin1Bin2Bin3Bin4Bin5…Bin1300S.pneumo0+200-15+4…-3E.Coli+15-8+3000…ScoreS.pneumo1x01x+200x00x-151x+4…1x-32.1E.Coli1x+151x-80x+30x01x01x0-0.6记录顶峰有无计算权重分数14………………运用权重矩阵执行样本分析………Bin1Bin2Bin3Bin4Bin1300ScoreProbabilityAbiotrophiadefectiva00+4+150+4Acinetobacterhaemolyticus0-3+40+40Acinetobacterjohnsonii0-3000+4Acinetobacterjunii00+40-30E.coli+15-8+30Bin500S.pneumoniae0+150-15+4-3Salmonellagroup+13-11+40-2012345678910………………++++++++-1.2-3.4+1.10.3-0.6+2.10.9XStreptococcusmitis/oralis缓症链球菌22XStreptococcuspneumoniae肺炎链球菌212.199.9%17定义阶段定义阶段将分析结果依据五个参数执行定义–分数阈值(0.6结果删除)–分数限制*(必须最高分数*0.7)–可能性阈值(必须60%)–可能性限制*(必须最高可能性x0.7)–低鉴别力的最高分数为4–Scoretolerance*(mustbe‘HighestValue–0.7’)–Probabilitythreshold(mustbe60%)–Probabilitytolerance*(mustbe‘HighestValuex0.7’)–Maximumnumberoflowdiscrimination=426*eliminatesclasseswithlowerscoreorprobability:“toofarfromthebest”18定义范例27删除:分数-0.6删除:可能性阈值(必须60%)删除:可能性限制必须最高可能性(99.9%x0.7)Retained获取结果2.11.11.9删除:分数限制必须最高分数(2.1)x0.71928运用权重矩阵分析计算所有种属的权重分析分数转换权重分析至信赖值导出最正确鉴定结果从样本上机后全自动分析结果的生成20于Myla软件中显示结果21结果简明友好单一结果,与菌株库单一高级图谱鉴别器吻合低鉴别率,与2~3个高级图谱鉴别器吻合无吻合结果显示22权重矩阵的鉴定优势J.Clin.Microbiol.2013,51(7):2225.DOI1.VitekMS的权重矩阵分析可有效帮助区分,具有相似蛋白图谱的菌种.2.VitekMS可有效的帮助区别肺炎链球菌与缓症链球菌,并且这是只用图谱比对的其他质谱厂家所无法分析的.3.许多文献已证实,特别是在链球菌的区分上VitekMS具有最好的表现.J.Clin.Microbiol.50:2863–2867.23VitekMSV3菌株库更新1046个菌种（包括882个细菌，164个真菌）913个ASCclasses（756个细菌，157个真菌）242个新的细菌，55个新的真菌，包括：38个分枝杆菌14个诺卡菌55个霉菌菌类VITEK®MSV2新菌种VITEK®MSV3细菌645242882真菌11055164总数755297104612篇SCI文章北京协和医院解放军总医院复旦大学附属中山医院安徽医科大学第一附属医院广东医科大学福田医院中国人民解放军乌鲁木齐总医院南京医科大学第一附属医院南京军区南京总医院南方医科大学珠江医院第四军医科大学西京医院香港玛丽医院25数据库对比分析:29个重要临床病原体VITEKMS数据库独有鼠疫杆菌、炭疽杆菌、霍乱弧菌临床特别关注临床很关注严重传染病26样品的图谱数据库的图谱完美相配：顶峰没有差距非完美相配：顶峰间有一点差距27Source:ASM2012WS-19,June16201228提供单选鉴定结适合常规临床使用一个样本提供10个不同鉴定结果用户要自己选！基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱真空：机械泵+分子涡轮泵真空：机械泵+分子涡轮泵SampletargetIonopticsLineardetectorLaserMALDI-TOFMALDI:线性工作原理1.Mixmatrix&sampleontarget2.Firelaseratmatrix/sample3.Ionizesample(solidtogasphase)4.Accelerate/extractions5.Separateionsinanalyzer6.RecordspectrumatdetectorTimeofflight(TOF)massanalyzer(fieldfree)02040608010010000200003000040000m/z+vemode[M+H]+ions分辨率：真空飞行管的长度MALDI-TOFMALDI:反射工作原理分辨率：真空飞行管的长度离子从同一点出发,经过相同距离离子具有相同的初始能量由于m/z的不同而具有不同的速度离子到达检测器的时间与速度成反比要点“发明了对生物大分子进行确认和结构分析的方法”和“发明了对生物大分子的质谱分析法”美国科学家约翰·芬恩日本科学家田中耕一Fenn博士获得了Nobel化学奖，他发明的革命性技术可以使研究者以前所未有的精确度检测和表征如蛋白质这样的生物大分子。该技术被称为电喷雾电离（electrosprayionization）。KratosAnalyticalLtdisregisteredinEnglandwithcompanynumber563161.RegisteredOfficesWharfside,TraffordWharfRoad,Manchester,M171GP,UK.何谓MALDI-TOF？基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱质谱的真空系统由哪两种泵来维持？机械泵和分子涡轮泵决定质谱绝对分辨率的主要因素是？飞行管（真空漂移管）的物理长度梅里埃谱库比对的算法是？权重矩阵分析微生物实验室管理软件能连接哪些产品？质谱仪、鉴定药敏、血培养