上一期大家票选出了VITEK MS RPIME 最有价值功能：
▲ 连续加载靶板
▲ 直接发送RUO分析
▲ 任意PC录入信息与审核结果
今天我们来破解“IVD诊断级别唯一鉴定结果”的秘密。
点击链接了解详情
在梅里埃48h MIC的微生物全流程方案中，血培养的病原学鉴定结果通常能够在30~36小时左右发出，鉴定结果的及时报告对于从经验性抗感染治疗转向目标治疗意义重大，能够帮助临床缩小用药的选择范围、避免使用某些存在天然耐药的药物、结合已有耐药数据优化治疗方案，甚至判断感染的可能来源，从而找到原发感染病灶。然而如何确保结果在足够可靠的情况下快速发出是需要微生物实验室根据鉴定结果综合评估的，并且不同的微生物质谱系统在结果的报告方式上也会存在显著的差异，高度可信且一致的结果能免去可能的复核和验证步骤，更有利于鉴定结果的快速发出。
当前，微生物质谱存在2种结果报告方式
▲VITEK MS — 仅报告唯一鉴定结果
▲其他质谱 — 多个结果依分值降序排列
之所以有如此巨大的差别，是因为梅里埃生物在微生物质谱的核心算法上拥有两项专利，而这两项专利就是准确鉴定的终极秘密。
微生物质谱的基本原理是建立微生物蛋白离子图谱标准数据库，随后将临床微生物的质谱数据通过一系列的算法与数据库中的标准谱进行对比，从而实现对微生物的鉴定。以细菌为例，因为16s核糖体RNA的高保守和特异，可用于区分不同种细菌；但近缘物种的16s核糖体RNA序列高度相似，又存在其他RNA编码蛋白的干扰，加之不同的生长条件及人员操作等因素都会对图谱产生影响，因此仅比对蛋白图谱来准确鉴定细菌至种水平并没有看上去那么简单。
由此可见，微生物质谱的准确性受到多种因素的影响，故而CLSI M58文件指出：MALDI-TOF MS即便实现了对于多数微生物的优秀鉴定能力，但有时仍不能获取高置信度的结果和相近微生物之间的区分，数据库和分析方法的改进恰恰是解决这一限制的重要因素。
算法
准确鉴定，意味着蛋白图谱特征峰与正确目标匹配度最高，并与非正确目标存在显著差异。
1
识别特征峰
通常一张原始图谱里分布有连续的，难以计数的，强度不同的峰（图1）。并不是每一条都能称得上是特征峰。
图1
我们将图谱进行分割为1300个区间（Bin）,并提取出最具代表性的峰（图2）。
图2
然后将特征峰换算为权重分值（图3）。
权重分值与峰的特异性有关；把已知菌种所有菌株（标准组）与其他菌种所有菌株（参照组）的Peak list进行比对，以Peak出现频率为标准进行代数转换，标准组组内出现频率高且参照组内出现频率低，则权重分值为正，正偏差越大，数值越高；反之标准组组内出现频率低但参照组内出现频率高，则权重分值为负，负偏差越大，数值越高。标准组与参照组间差异越小，则权重分值越接近0。
图3
于是就完成了微生物蛋白图谱的标化。将原本的“相似度”评比，转化为固定指标的数值比较，大大增加了科学性和可比性。
这就是第一项专利
“区间化”*
*专利号：CN103959426 A
2
将样本图谱的权重分值与数据库中收录的菌种图谱进行匹配，得到唯一结果
这里就要用到第二项专利
“均值化”*
*专利号：CN104040561 A
“均值化”指的是用代数方法得出待测样本与数据库中已知样本的关系，即能否判断为同一物种以及二者间的置信度。
说来其实很简单，我们将数据库中收录的所有菌株的权重分值汇聚成一张权重矩阵（图4），利用权重矩阵绘制出每个物种的线型图（图5）。
以鲍曼为例，线型图中绿色线区域由数据库中所有非鲍曼物种组成，红色线区域由所有鲍曼菌种组成，待测样本经代数计算后会形成一条蓝色的S形曲线，若确为鲍曼不动杆菌，就会与红色线区域相交，他们的交点即为置信度。由此我们确保待测样本与正确目标匹配度最高（相交且有高置信度），与非正确目标有显著区别（完全不相交）。
图4
图5
是不是眼睛看会了，脑子却没有会？没有关系，如果不是经历了如此复杂且精密的计算过程，梅里埃如何能向大家承诺“唯一鉴定结果”，困难的工作就交由VITEK MS来完成吧。
数据库
想必大家也发现了，即便有了科学的算法，还需要有坚实的数据库做支撑，需要收录更多有代表性的，尤其是不同培养条件下的菌种图谱。这也是FDA推荐质谱数据库建库菌株不少于5株/种的原因。
生物梅里埃建库方法充分考虑了“微生物多样性”和“技术可变性”，广泛收集不同来源超过15,000株菌株进行深度建库，平均每个菌种至少包含12株的建库菌株。如此科学系统的建库让我们深刻的认识到权重矩阵、S曲线和菌株数量三者对微生物质谱准确鉴定的重要性。
以鲍曼为例(图6)，不同的菌株间特征峰的存在与否与强度不尽相同，如果单纯比较相似度就可能出现错误匹配。
图6
经过解密，想必大家此刻都明白了为何生物梅里埃的自信来源。当然，VITEK MS系列质谱仪的表现也确实让人惊喜。
为抢救更多脓毒症患者的生命，生物梅里埃以“为所有脓毒症患者提供48小时内最低抑菌浓度药敏结果”为目标，提供了全流程解决方案。其中微生物质谱是快速分级报告中的重要一环。
同时，针对阳性血培养进行快速质谱鉴定的方法，因能够进一步免去隔夜传代培养时间从而进一步加速报告，而受到广泛关注。得益于生物梅里埃的专利算法和坚实的数据库，VITEK MS系列质谱的菌膜鉴定表现也可圈可点，总体上，培养6小时后的总鉴定成功率超过90%。
点击了解更多详情
目前，生物梅里埃微生物质谱家族有2款质谱仪：VITEK MS和VITEK MS PRIME。均采用同样的算法，配备相同的数据库。以唯一的高置信度鉴定结果转化为有力的临床依据，以支持临床及时采取正确的抗菌药物使用，无缝衔接的ID-AST流程与LIS整合，帮助实验室实现快速分级鉴定报告，从而达成“为所有脓毒症患者提供48小时内最低抑菌浓度药敏结果”的目标。
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