PNB/TCH生長試驗和DNA微陣列基因芯片鑒定非結核分枝桿菌的價值比較

王建 胡立珍 張國翠 趙輝 陳子芳

摘要：目的 ?比較對硝基苯甲酸/噻吩-2-羧酸肼生長（PNB/TCH）和DNA微陣列基因芯片鑒定非結核分枝桿菌（NTM）臨床分離株菌種的價值。方法 ?收集2013年1月～2018年6月我院住院患者的痰分枝桿菌培陽分離菌2175株，分別采用PNB/TCH生長試驗和DNA微陣列基因芯片鑒別NTM，比較兩種方法的鑒定結果。結果 ?PNB/TCH生長試驗初步鑒定NTM 93株，占4.28%，DNA微陣列基因芯片鑒定NTM 79株，占3.63%，PNB/TCH生長試驗初步鑒定的93株NTM中，有14例為假NTM（15.05%）;PNB/TCH生長試驗鑒定NTM的陽性檢出率低于DNA微陣列基因芯片;79株NTM中，占比前3位的依次為胞內(nèi)分枝桿菌株（37.97%）、堪薩斯分枝桿菌（21.52%）、鳥分枝桿菌（16.46%）。結論 ?傳統(tǒng)對硝基苯甲酸/噻吩-2-羧酸肼生長試驗鑒定NTM特異性較低，采用DNA微陣列基因芯片技術鑒定NTM準確，臨床參考價值較大。

關鍵詞：非結核分枝桿菌;PNB/TCH;基因芯片;菌種鑒定

中圖分類號：R440 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2019.20.054

文章編號：1006-1959（2019）20-0170-02

Comparison of PNB/TCH Growth and DNA Microarray Gene Chips for

Identification of Nontuberculous Mycobacteria

WANG Jian1，HU Li-zhen1，ZHANG Guo-cui1，ZHAO Hui2，CHEN Zi-fang1

Abstract：Objective ?To compare the growth of non-tuberculous mycobacteria （NTM） clinical isolates with p-nitrobenzoic acid/thiophene-2-carboxylate growth （PNB/TCH） and DNA microarray microarray.Methods ?A total of 2175 strains of Mycobacterium phlei isolates in our hospital from January 2013 to June 2018 were collected. PNB/TCH growth test and DNA microarray gene chip were used to identify NTM. Identification of the method.Results ?PNB/TCH growth assay initially identified NTM 93 strain， accounting for 4.28%， DNA microarray gene chip identified NTM 79 strain， accounting for 3.63%， and of the 93 NTMs initially identified by PNB/TCH growth test， 14 were pseudo NTM （ 15.05%）; PNB/TCH growth test identified that the positive detection rate of NTM was lower than that of DNA microarray gene chip; among the 79 strains of NTM， the top 3 were followed by intracellular branching strain （37.97%）， Kansas Mycobacterium （21.52%）， Mycobacterium avium （16.46%）. Conclusion ?The traditional p-nitrobenzoic acid/thiophene-2-carboxylic acid oxime growth test has low specificity of NTM. The DNA microarray gene chip technology is used to identify NTM accurately， and the clinical reference value is large.

Key words：Non-tuberculous mycobacteria;PNB/TCH;Gene chip;Strain identification

近年來，非結核分枝桿菌（non-tuberculous mycobacteria，NTM）發(fā)病率有逐年升高趨勢。全國結核病流行病學調(diào)查顯示，NTM發(fā)病率1984～1985年為4.2%，1990年為4.9%，2000年為11.1%，而2010年增至22.9%[1]。隨著NTM發(fā)病率逐年升高，臨床對NTM的診斷和鑒別診斷尤為重要，早期確診有助于臨床及時治療，在一定程度上避免誤診誤治。研究顯示，傳統(tǒng)對硝基苯甲酸/噻吩-2-羧酸肼（PNB/TCH）生長試驗可初步鑒定NTM，但不能鑒定菌種。DNA微陣列基因芯片可鑒定17種分枝桿菌，具有較高的鑒定價值。本研究收集2013年1月～2018年6月濱州市結核病防治院住院患者痰培養(yǎng)陽性分枝桿菌2175株，分別采用PNB/TCH生長試驗和DNA微陣列基因芯片法鑒定分枝桿菌菌種，旨以評價兩種方法在結核病臨床診斷和鑒別診斷中的價值，現(xiàn)報道如下。

1材料與方法

1.1菌株來源 ?選擇2013年1月～2018年6月濱州市結核病防治院住院肺結核患者痰培養(yǎng)陽性分離菌株2175株（例）;培陽分離菌株患者中男性1264例，女性911例，年齡19～76歲，平均年齡（48.01±13.07）歲。所有痰培養(yǎng)采用酸性羅氏培養(yǎng)法，酸性羅氏培養(yǎng)基由珠海貝索生物技術有限公司提供，實驗嚴格按《結核病實驗室檢驗規(guī)程》操作[2]。

1.2方法

1.2.1 PNB/TCH生長試驗 ?將PNB用二甲基甲酰胺溶解稀釋后加入未凝固的改良羅氏培養(yǎng)基中，最終濃度控制在0.5 mg/ml;TCH用滅菌蒸餾水溶解，培養(yǎng)基中最終濃度為5 μg/ml。PNB/TCH生長試驗按《結核病實驗室檢驗規(guī)程》進行[2]。

1.2.2 DNA微陣列基因芯片法 ?DNA微陣列基因芯片檢測利用TM-Ⅱ芯片雜交儀、TM8芯片洗干儀、10K-B芯片掃描儀等設備，試劑為晶芯分枝桿菌菌種鑒定試劑盒（DNA微陣列芯片法），由博奧生物有限公司提供。分別用無菌取菌環(huán)挑取1個肉眼可見的菌落，加入含50 μl核酸提取液的核酸提取管中，使用核酸提取儀震蕩5 min，確保菌株完全破碎，將核酸提取管置于95℃水浴5 min，取出核酸提取管，5000 r/min離心1 min，所得核酸進行PCR擴增、芯片雜交和掃描判讀。結核分枝桿菌耐多藥檢測和分枝桿菌菌種鑒定實驗，嚴格按基因芯片法標準操作規(guī)程進行。

1.3質(zhì)量控制 ?PNB/TCH生長試驗質(zhì)量控制按《結核病實驗室檢驗規(guī)程》[2]要求進行;DNA微陣列基因芯片法每個標本進行鑒定檢測時，芯片內(nèi)部設有內(nèi)部質(zhì)控。1個分枝桿菌屬質(zhì)控，1個結核分枝桿菌質(zhì)控，2個芯片制備質(zhì)控，2個芯片雜交質(zhì)控，1個空白對照質(zhì)控，1個陰性對照質(zhì)控，以及靶基因ropB、KatG和inhA擴增質(zhì)控。如果其中任何一個質(zhì)控結果錯誤，則標本結果定位無效，需要進行復檢。

1.4統(tǒng)計學方法 ?建立Excel數(shù)據(jù)庫收集數(shù)據(jù)，運用SPSS 17.0軟件進行數(shù)據(jù)處理，陽性檢出率采用（n，%）表示。

2結果

2.1分枝桿菌鑒定結果 ?2175株分枝桿菌經(jīng)PNB/TCH生長試驗和DNA微陣列基因芯片鑒定，分別檢出NTM 93株和79株，MTB菌株分別為2082株和2096株;在PNB/TCH生長試驗初步鑒定的93株NTM中，有14例為假NTM，占15.05%（14/93）;PNB/TCH生長試驗陽性檢出率為99.36%（2161/2175），低于DNA微陣列基因芯片法的100.00%（2175/2175）。

2.2 NTM菌種分布情況 ?79株NTM中，胞內(nèi)分枝桿菌30株（37.97%）、堪薩斯分枝桿菌17株（21.52%）、鳥分枝桿菌13株（16.46%）、戈登分枝桿菌9株（11.39%）、草分枝桿菌6株（7.60%）、龜/膿腫分枝桿菌 4株（5.06 %）。

3討論

目前，NTM對人類健康的威脅越來越受到臨床重視，NTM感染在患者之間的傳播很少，絕大多數(shù)感染是環(huán)境中細菌引起的，這與肺結核通過人與人之間傳播有很大差異。傳統(tǒng)NTM的初步鑒定依據(jù)PNB/TCH生長試驗，但該方法存在一定的局限性，受到多種因素的影響：①接種PNB/TCH菌液的濃度;②化療對分枝桿菌活力損傷的程度;③培養(yǎng)基營養(yǎng)成分的限制性;④培養(yǎng)基保存時間對PNB/TCH藥效的影響。特別是商品化PNB/TCH培養(yǎng)基有效期（1個月）的延長，使得PNB/TCH藥效下降，在鑒定中容易出現(xiàn)假陽性菌株。DNA微陣列基因芯片鑒定是以PCR擴增為基礎，其特異性和敏感性均較高，該法不僅可用于菌株的鑒定，還可直接用于涂陽標本的鑒定，因而可以在疾病早期診斷菌株感染情況。

劉海燦等[3]報道，450株被初步鑒定為非結核分枝桿菌的臨床分離菌株中，經(jīng)基因測序等分子生物學方法檢測，有45株被鑒定為結核分枝桿菌，約占10%。柳正衛(wèi)等[4]報道，70株初步鑒定為非結核分枝桿菌的菌株，經(jīng)過DNA微陣列芯片法和16 sRNA測序法再次菌種鑒定檢測，61.43%（43/70）為結核分枝桿菌。均驗證了DNA微陣列技術鑒定分枝桿菌的特異性高于PNB/TCH生長試驗。本研究結果顯示，2175株分枝桿菌經(jīng)PNB/TCH生長試驗和DNA微陣列基因芯片鑒定分別檢出結核分枝桿菌2082株和2096株，檢出NTM 93株和79株，而在PNB/TCH生長試驗初步鑒定的93株NTM中，有14例為假NTM，占15.05%（14/93）。與上述報道結果基本一致。因治療肺結核病和NTM感染的方案差異較大，因而鑒定NTM菌株對臨床診治有重要意義。

本研究結果顯示，79株NTM中胞內(nèi)分枝桿菌株占比最高，為37.97%，其次為堪薩斯分枝桿菌和鳥分枝桿菌，分別占21.52%和16.46%。有研究顯示，北京市721株分枝桿菌檢出NTM 93株（12.9%），以膿腫分枝桿菌占首位;衢州地區(qū)NTM檢出率為3.93%，以胞內(nèi)分枝桿菌株居多（占52.69%）[5]。與本次研究結果不同，可見NTM發(fā)病率不同地區(qū)相差懸殊，可能與生存環(huán)境及生活習性等有關。

綜上所述，傳統(tǒng)對硝基苯甲酸/噻吩-2-羧酸肼生長試驗鑒定NTM特異性較低，采用DNA微陣列基因芯片技術鑒定NTM準確，臨床參考價值較大。

參考文獻：

[1]全國第五次結核病抽樣調(diào)查技術指導組，全國第五次結核病抽樣調(diào)查辦公室.2010年全國第五次結核病流行病學抽樣調(diào)查報告[J].中國防癆雜志，2012，34（8）：485-508.

[2]趙雁林，逄宇.結核病實驗室檢驗規(guī)程[M].北京：人民衛(wèi)生出版社，2015.

[3]劉海燦，黃明翔，蔣毅，等.福建省肺非結核分枝桿菌臨床分離株的菌種鑒定[J].中國人獸共患病學報，2017，33（5）：389-397.

[4]柳正衛(wèi)，吳蓓蓓，鄭琳，等.微陣列芯片技術應用于分枝桿菌菌種鑒定的研究[J].浙江預防醫(yī)學，2013，25（8）：1-4.

[5]余旭泉，徐禮鋒，祝進，等.99株分枝桿菌菌種鑒定和耐藥檢測結果分析[J].中國衛(wèi)生檢驗雜志，2015，25（20）：3580-3582.

收稿日期：2019-6-25;修回日期：2019-7-19

編輯/錢洪飛