ПРИМЕНЕНИЕ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОГО МЕТОДА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ И ИДЕНТИФИКАЦИИ КЛИНИЧЕСКИ ЗНАЧИМЫХ ВИРУСОВ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

Аннотация

Актуальность проблемы своевременной диагностики вирусных инфекций в настоящее время сложно переоценить. По данным ВОЗ, ежегодно регистрируются десятки вспышек заболеваний вирусной природы как в развивающихся, так и в развитых странах. При этом только один вирус сезонного гриппа способен поражать до 20% населения даже в европейских странах с высоким уровнем медицины. Ежегодное количество смертей по причине вирусных инфекций согласно официальной статистике превышает 600 тыс. человек по всему миру. Расширение арсенала надёжных и достаточно быстрых методов диагностики вирусных заболеваний позволило бы внести значительный вклад в снижение показателей заболеваемости и смертности. Молекулярно-генетические методы в данный момент остаются наиболее распространённым способом идентификации вирусов в клинической лабораторной диагностике, однако они обладают рядом недостатков, таких как необходимость проведения диагностических исследований в специализированных условиях. В связи с этим имеющийся спектр инструментов для идентификации и исследования опасных для человека вирусов нуждается в постоянном дополнении и усовершенствовании. Метод MALDI-ToF масс-спектрометрии сочетает в себе степень точности и универсальности, достаточные как для идентификации клинических штаммов, выделенных от больных, так и для изучения фенотипических свойств вирусов в условиях исследовательских лабораторий и центров. Приведена и обобщена основная информация об уже существующем или потенциально возможном применении метода времяпролетной масс-спектрометрии с матрично-ассоциированной лазерной десорбцией/ионизацией для идентификации вирусов.

Об авторах

Список литературы

Carolina Scagnolari, Ombretta Turriziani, Katia Monteleone, Alessandra Pierangeli, Guido Antonelli. Consolidation of molecular testing in clinical virology. Expert Rev. Anti. Infect. Ther. 2017; 15(4): 387-400. https://doi.org/10.1080/14787210.2017.1271711 Epub. 2016 Dec 24.

Naru Zhang, Lili Wang, Xiaoqian Deng, Ruiying Liang, Meng Su, Chen He et al. Recent advances in the detection of respiratory virus infection in humans. J. Med. Virol. 2020; 92(4): 408-17. https://doi.org/10.1002/jmv.25674 Epub. 2020 Feb 4.

Bittremieux W., Tabb D.L., Impens F., Staes A., Timmerman E., Martens L., Laukens K. Quality control in mass spectrometry-based proteomics. Mass Spectrom. Rev. 2018 Sep; 37(5): 697-711. https://doi.org/10.1002/mas.21544 Epub. 2017 Sep 7.

Jannetto P.J., Danso D. Mass spectrometry. Clin. Biochem. 2020 Aug; 82:1. https://doi.org/10.1016/j.clinbiochem.2020.06.003 Epub. 2020 Jun 5.

Savaryn J.P., Toby T.K., Kelleher N.L. A researcher’s guide to mass spectrometry-based proteomics. Proteomics. 2016 Sep; 16(18): 2435-43. https://doi.org/10.1002/pmic.201600113 Epub. 2016 Aug 24.

Pu F., Chiang S., Zhang W., Ouyang Z. Direct sampling mass spectrometry for clinical analysis. Analyst. 2019 Feb 11; 144(4): 1034-51. https://doi.org/10.1039/c8an01722k

Sandrin T.R., Demirev P.A. Characterization of microbial mixtures by mass spectrometry. Mass Spectrom. Rev. 2018 May; 37(3): 321-49. https://doi.org/10.1002/mas.21534 Epub. 2017 May 16.

Saleh S., Staes A., Deborggraeve S., Gevaert K. Targeted Proteomics for Studying Pathogenic Bacteria Proteomics. 2019 Aug; 19(16): e1800435. https://doi.org/10.1002/pmic.201800435 Epub. 2019 Jul 25.

Hou T., Chiang-Ni C., Teng S. Current status of MALDI-ToF mass spectrometry in clinical microbiology. J. Food Drug. Anal. 2019 Apr; 27(2): 404-14. https://doi.org/10.1016/j.jfda.2019.01.001 Epub. 2019 Jan 31.

Fernández-Esgueva M., Fernández-Simon R., Monforte-Cirac M.L., López-Calleja A., Fortuño B., Viñuelas-Bayon J. Use of MALDI-ToF MS (Bruker Daltonics) for identification of Mycobacterium species isolated directly from liquid medium. Enferm. Infecc. Microbiol. Clin. (Engl. Ed). 2021 May; 39(5): 241-3. https://doi.org/10.1016/j.eimc.2020.05.011 Epub. 2020 Jun 12.

Heireman L., Patteet S., Steyaert S. Performance of the new ID-fungi plate using two types of reference libraries (Bruker and MSI) to identify fungi with the Bruker MALDI Biotyper. Med. Mycol. 2020 Oct 1; 58(7): 946-57. https://doi.org/10.1093/mmy/myz138

Pinheiro D., Monteiro C., Faria M. A., Pinto E. Vitek ® MS v3.0 System in the Identification of Filamentous Fungi. Mycopathologia. 2019 Oct; 184(5): 645-51. https://doi.org/10.1007/s11046-019-00377-0 Epub. 2019 Sep 10.

Ashcroft A.E. Mass spectrometry-based studies of virus assembly. Current Opinion in Virology. 2019; 36: 17-24.

Bucci M. Capsids under pressure. Nature Chemical Biology. 2018 Feb 14; 14: 199. https://doi.org/10.1038/nature25438 (2018).

Singhal N., Kumar M., Kanaujia P.K., Virdi J.S. MALDI-ToF mass spectrometry: an emerging technology for microbial identification and diagnosis. Front Microbiol. 2015 Aug 5; 6: 791. https://doi.org/10.3389/fmicb.2015.00791 eCollection 2015.

Sviben D., Forcic D., Halassy B., Allmaier G., Marchetti-Deschmann M., Bergles M. Mass spectrometry-based investigation of measles and mumps virus proteome. Virol. J. 2018 Oct 16; 15(1): 160. https://doi.org/10.1186/s12985-018-1073-9

Wang L., Ding X., Xiao J., Jiménez-Gόngora T., Liu R., Lozano-Durán R. Inference of a Geminivirus-host protein-protein interaction network through affinity purification and mass spectrometry analysis. Viruses. 2017 Sep 25; 9(10): 275. https://doi.org/10.3390/v9100275

Davis Z.H., Verschueren E., Jang G.M. Global mapping of herpesvirus-host protein complexes reveals a transcription strategy for late genes. Mol. Cell. 2015 Jan 22; 57(2): 349-60. https://doi.org/10.1016/j.molcel.2014.11.026 Epub. 2014 Dec 24.

Ramage H.R., Kumar G.R., Verschueren E., Johnson J.R. A combined proteomics/genomics approach links hepatitis C virus infection with nonsense-mediated mRNA decay. Mol. Cell. 2015 Jan 22; 57(2): 329-40. https://doi.org/10.1016/j.molcel.2014.12.028

Nomura F., Tsuchida S., Murata S., Satoh M. Mass spectrometry-based microbiological testing for blood stream infection. Clinical Proteomics. 2020 May 13; 17: 14. https://doi.org/10.1186/s12014-020-09278-7

Mahmud I., Garrett T.J. Mass Spectrometry techniques in emerging pathogens studies: COVID-19 perspectives. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2020 Sep 3; 31(10). https://doi.org/10.1021/jasms.0c00238

Rocca M.F., Zintgraffab J.C., Datteroc M.E., Santos L.S. A combined approach of MALDI-ToF mass spectrometry and multivariate analysis as a potential tool for the detection of SARS-CoV-2 virus in nasopharyngeal swabs. J. Virol. Methods. 2020 Dec; 286: 113991. https://doi.org/10.1016/j.jviromet.2020.113991

Liu N., Wang L., Cai G., Zhang D., Lin J. Establishment of a simultaneous detection method for ten duck viruses using MALDI-ToF mass spectrometry. J. Virol. Methods. 2019 Nov; 273: 113723. https://doi.org/10.1016/j.jviromet.2019.113723 Epub 2019 Aug 17.

Singhal N., Kumar M., Kanaujia P. K., Virdi J. S. MALDI-ToF mass spectrometry: an emerging technology for microbial identification and diagnosis. Front. Microbiol. 2015 Aug 5; 6: 791. https://doi.org/10.3389/fmicb.2015.00791 eCollection 2015.

Xiu L., Zhang C., Wu Z. Establishment and application of a universal coronavirus screening method using MALDI-ToF mass spectrometry. Front. Microbiol. 2017 August 09; 8: 1510. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.01510

Ключевые слова