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。相关成果已发表于TOP期刊《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。

本文第一作者为健康所博士研究生张琪，通讯作者为健康所沈成银研究员、健康所邹雪副研究员。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课题支持。

文章链接：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.6c00189