从亚种到独立种：MALDI-TOF与16S rRNA对Staphylococcus. cohnii复合群的鉴定差异

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2026-05-07

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一.菌种采集地

• 菌1：某药厂精炼车间洁净区A线二更间沉降菌纯化菌株

菌2：某药厂C级洁净区沉降菌纯化菌株

二.MALDI TOF鉴定

菌1检测图谱： 

数据库匹配结果：置信水平高的结果都为Staphylococcus菌属，可确认为Staphylococcus菌属，因前10种结果不全是孔氏葡萄球菌（Staphylococcus cohnii），故只能确认菌属，菌种大概率为孔氏葡萄球菌（Staphylococcus cohnii），需16srRNA试验佐证。

菌2检测图谱：

数据库匹配结果：置信水平高的结果都为Staphylococcus菌属，可确认为Staphylococcus菌属，因前10种结果全是孔氏葡萄球菌（Staphylococcus cohnii），故确认菌种名称为孔氏葡萄球菌（Staphylococcus cohnii）

三.16srRNA鉴定（国际金标准）

1.菌1测定出的碱基对序列（序列长度1451bp）：

CGACTTCACCCCAATCATTTGTCCCACCTTCGACGGCTAGCTCCATAAATGGTTACTCCACCGGCTTCGGGTGTTACAAACTCTCGTGGTGTGACGGGCGGTGTGTACAAGACCCGGGAACGTATTCACCGTAGCATGCTGATCTACGATTACTAGCGATTCCAGCTTCATGTAGTCGAGTTGCAGACTACAATCCGAACTGAGAACAACTTTATGGGATTTGCATGACCTCGCGGTTTAGCTGCCCTTTGTATTGTCCATTGTAGCACGTGTGTAGCCCAAATCATAAGGGGCATGATGATTTGACGTCATCCCCACCTTCCTCCGGTTTGTCACCGGCAGTCAACTTAGAGTGCCCAACTTAATGCTGGCAACTAAGCTTAAGGGTTGCGCTCGTTGCGGGACTTAACCCAACATCTCACGACACGAGCTGACGACAACCATGCACCACCTGTCACTTTGTCCCCCGAAGGGGAAGGCTCTATCTCTAGAGTTGTCAAAGGATGTCAAGATTTGGTAAGGTTCTTCGCGTTGCTTCGAATTAAACCACATGCTCCACCGCTTGTGCGGGTCCCCGTCAATTCCTTTGAGTTTCAACCTTGCGGTCGTACTCCCCAGGCGGAGTGCTTAATGCGTTAGCTGCAGCACTAAGGGGCGGAAACCCCCTAACACTTAGCACTCATCGTTTACGGCGTGGACTACCAGGGTATCTAATCCTGTTTGATCCCCACGCTTTCGCACATCAGCGTCAGTTACAGACCAGAAAGTCGCCTTCGCCACTGGTGTTCCTCCATATCTCTGCGCATTTCACCGCTACACATGGAATTCCACTTTCCTCTTCTGCACTCAAGTTTCCCAGTTTCCAATGACCCTCCACGGTTGAGCCGTGGGCTTTCACATCAGACTTAAGAAACCGCCTACGCGCGCTTTACGCCCAATAATTCCGGATAACGCTTGCCACCTACGTATTACCGCGGCTGCTGGCACGTAGTTAGCCGTGGCTTTCTGATTAGGTACCGTCAAGACGTGCACAGTTACTTACACATTTGTTCTTCCCTAATAACAGAGTTTTACGATCCGAAGACCTTCATCACTCACGCGGCGTTGCTCCGTCAGGCTTTCGCCCATTGCGGAAGATTCCCTACTGCTGCCTCCCGTAGGAGTCTGGACCGTGTCTCAGTTCCAGTGTGGCCGATCACCCTCTCAGGTCGGCTACGTATCGTTGCCTTGGTAAGCCGTTACCTTACCAACTAGCTAATACGGCGCGGGTCCATCTATAAGTGATAGCAAAACCATCTTTCACTTTAGAACCATGCGGTTCTAAATGTTATCCGGCATTAGCCCCGGTTTCCCGGAGTTATTCCAGTCTTATAGGTAGGTTACCCACGTGTTACTCACCCGTCCGCCGCTAACGTCAAAGGAGCAAGCTCCTTATCTGTCGCTCGACTGCA

数据库匹配结果：

结论：

序列长度1451bp，比对长度1446bp，相似度99.86%，覆盖率99.7%，相似度＞99%，可得出结论此菌种为Staphylococcus ureilyticus，即解脲葡萄球菌。

2.菌2测定出的碱基对序列（序列长度1449bp）：

ACTTCACCCCAATCATTTGTCCCACCTTCGACGGCTAGCTCCATAAATGGTTACTCCACCGGCTTCGGGTGTTACAAACTCTCGTGGTGTGACGGGCGGTGTGTACAAGACCCGGGAACGTATTCACCGTAGCATGCTGATCTACGATTACTAGCGATTCCAGCTTCATGTAGTCGAGTTGCAGACTACAATCCGAACTGAGAACAACTTTATGGGATTTGCATGACCTCGCGGTTTAGCTGCCCTTTGTATTGTCCATTGTAGCACGTGTGTAGCCCAAATCATAAGGGGCATGATGATTTGACGTCATCCCCACCTTCCTCCGGTTTGTCACCGGCAGTCAACTTAGAGTGCCCAACTAAATGCTGGCAACTAAGTTTAAGGGTTGCGCTCGTTGCGGGACTTAACCCAACATCTCACGACACGAGCTGACGACAACCATGCACCACCTGTCACTTTGTCCCCCGAAGGGGAAGGCTCTATCTCTAGAGTTGTCAAAGGATGTCAAGATTTGGTAAGGTTCTTCGCGTTGCTTCGAATTAAACCACATGCTCCACCGCTTGTGCGGGTCCCCGTCAATTCCTTTGAGTTTCAACCTTGCGGTCGTACTCCCCAGGCGGAGTGCTTAATGCGTTAGCTGCAGCACTAAGGGGCGGAAACCCCCTAACACTTAGCACTCATCGTTTACGGCGTGGACTACCAGGGTATCTAATCCTGTTTGATCCCCACGCTTTCGCACATCAGCGTCAGTTACAGACCAGAAAGTCGCCTTCGCCACTGGTGTTCCTCCATATCTCTGCGCATTTCACCGCTACACATGGAATTCCACTTTCCTCTTCTGCACTCAAGTTTCCCAGTTTCCAATGACCCTCCACGGTTGAGCCGTGGGCTTTCACATCAGACTTAAGAAACCGCCTACGCGCGCTTTACGCCCAATAATTCCGGATAACGCTTGCCACCTACGTATTACCGCGGCTGCTGGCACGTAGTTAGCCGTGGCTTTCTGATTAGGTACCGTCAAGACGTGCATAGTTACTTACACATTTGTTCTTCCCTAATAACAGAGTTTTACGATCCGAAGACCTTCATCACTCACGCGGCGTTGCTCCGTCAGGCTTTCGCCCATTGCGGAAGATTCCCTACTGCTGCCTCCCGTAGGAGTCTGGACCGTGTCTCAGTTCCAGTGTGGCCGATCACCCTCTCAGGTCGGCTACGTATCGTTGCCTTGGTAAGCCGTTACCTTACCAACTAGCTAATACGGCGCGGGTCCATCTATAAGTGATAGCAAAACCATCTTTCACTTTAGAACCATGCGGTTCTAAATGTTATCCGGCATTAGCCCCGGTTTCCCGGAGTTATTCCAGTCTTATAGGTAGGTTACCCACGTGTTACTCACCCGTCCGCCGCTAACGTCAAAGGAGCAAGCTCCTTATCTGTCGCTCGACTGCA

数据库匹配结果：

结论：

序列长度1449bp，比对长度1447bp，相似度99.86%，覆盖率99.9%，相似度＞99%，可得出结论此菌种为Staphylococcus cohnii，即孔氏葡萄球菌/科氏葡萄球菌。

四.MALDI TOF和16srRNA鉴定结果分析

Staphylococcus ureilyticus（解脲葡萄球菌）是一个相对较新的独立种，1991年作为 S. cohnii subsp. Urealyticum（即孔氏葡萄球菌Staphylococcus cohnii的解脲亚种）发表，2020年提升为独立种，更名为解脲葡萄球菌Staphylococcus ureilyticus，即解脲葡萄球菌Staphylococcus ureilyticus为孔氏葡萄球菌Staphylococcus cohnii的姊妹种（sister species）— 亲缘关系极近

TOF篇：

经分析和MALDI TOF数据库目录查询，得出结论：MALDI TOF数据库里没有录入解脲葡萄球菌Staphylococcus ureilyticus，故MALDI TOF无法鉴定出解脲葡萄球菌，又因其分子量指纹图谱与科氏葡萄球菌相近，导致了误判。

MALDI TOF作为近年流行的微生物鉴定技术，优点为鉴别速度快，准确率高，缺点是数据库体量需要加大更新。

16srRNA篇：

Staphylococcus ureilyticus（解脲葡萄球菌）提升为独立种的原因，我们从它的碱基对序列来分析，16S rRNA 是细菌系统分类的"分子钟"，其高度保守区中穿插着可变区，不同种之间的差异往往集中在少数位点上。

差异1：5'端多出2个碱基（CG）

• S.ureilyticus:CGACTTCACCCC...

• S.cohnii:ACTTCACCCC...

这2个碱基位于16S rRNA基因的5'最前端，对应的是V1可变区之前的引物结合区。虽然只多了2个碱基，但说明两者的16S rRNA基因在起始位置存在插入/缺失，这是一个相对明确的区分标记。实际操作中，不同引物对这两个种的扩增效率可能有差异。

差异2：位置363处的 T→A 替换

• 上下文:...GTGCCCAACTAATGCTGGCA...(S.ureilyticus)

• 对应:...GTGCCCAACAAATGCTGGCA...(S.cohnii)

该位点位于16S rRNA的V3可变区。V3区是16S中最常用于种属鉴定的区段之一，这里的碱基替换在BLAST比对时会产生差异信号，是区分这两个分类群的关键位点之一。

差异3：位置380处的 C→T 替换

• 上下文：...GGCAACTAAGCTTAAGGGTTG...（S. ureilyticus）

• 对应：...GGCAACTAAGTTTAAGGGTTG...（S. cohnii）

同样位于V3区，与差异2相距仅17个碱基。这两个位点联动的变异在物种识别中往往被作为一个单倍型标记来看待。

差异4：位置1032处的 C→T 替换

• 上下文：...AAGACGTGCACAGTTACTTAC...（S. ureilyticus）

• 对应：...AAGACGTGCATAGTTACTTAC...（S. cohnii）

位于16S rRNA的V6区附近，这也是一个重要的种间鉴别区段。

四条序列近1500bp的比对，仅有4处差异（相似度 >99.7%），自从2020年通过全基因组测序技术分析将Staphylococcus ureilyticus菌提升为独立种后，16SrRNA数据库已经同步更新，采用16s-27F技术即可对V1-V9可变区全覆盖，4处差异可全部捕获，因此16srRNA技术可区分这两种菌。

五.菌落特征分享（TSA培养基）

菌1：

• 菌属特征(Staphylococcus):球形或稍呈椭圆形，直径1.0μm左右，排列成葡萄状。葡萄球菌无鞭毛，不能运动。无芽胞，除少数菌株外一般不形成荚膜，革兰氏染色为阳性。

• 菌种特征（解脲葡萄球菌Staphylococcus ureilyticus）：乳白色至淡黄色，圆形、边缘整齐，光滑、不透明，凸起。

菌2：

• 菌属特征(Staphylococcus):球形或稍呈椭圆形，直径1.0μm左右，排列成葡萄状。葡萄球菌无鞭毛，不能运动。无芽胞，除少数菌株外一般不形成荚膜，革兰氏染色为阳性。

• 菌种特征（科氏葡萄球菌Staphylococcus cohnii）：白色或乳白色，圆形、边缘整齐，光滑、湿润，不透明，凸起。
  
  

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