分子生物學(xué)技術(shù)在病原微生物檢測(cè)應(yīng)用

魯健康

病原微生物檢測(cè)對(duì)于食品安全、水質(zhì)安全以及臨床各種疾病等都有很大益處。近些年，病原微生物檢測(cè)受到重點(diǎn)關(guān)注。通過(guò)分子生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，提高了檢測(cè)的范圍，也提高的檢測(cè)的精確度，下面我們具體了解下分子生物學(xué)技術(shù)的病原微生物檢測(cè)中的應(yīng)用。

一、分子生物學(xué)技術(shù)有哪些優(yōu)勢(shì)

分子生物學(xué)技術(shù)是最基礎(chǔ)的技術(shù)學(xué)科，主要研究的是核糖核酸和脫氧核糖核酸，重點(diǎn)研究生物大分子，核酸及其蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，還有功能和調(diào)控等，屬于微生物領(lǐng)域中新的檢驗(yàn)方法，通過(guò)應(yīng)用該技術(shù)可以使微生物的檢驗(yàn)范圍更加廣泛，精確度更高。近些年，分子生物學(xué)技術(shù)在微生物檢驗(yàn)中的應(yīng)用十分廣泛，效果也是非常明顯，備受很多研究機(jī)構(gòu)的高度重視與認(rèn)可，也在工業(yè)、食品和藥品領(lǐng)域中得到快速發(fā)展。現(xiàn)在，分子生物學(xué)已經(jīng)發(fā)展成微生物檢測(cè)方法中最為重要的一種，而且該技術(shù)已經(jīng)可以對(duì)DNA和RNA做出微生物檢測(cè)，在進(jìn)行病原菌檢測(cè)時(shí)多會(huì)使用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)，還有基因芯片技術(shù)與核算探針技術(shù)，也在微生物檢測(cè)中得到大力應(yīng)用，提高了檢驗(yàn)的精度，也大大縮短了檢驗(yàn)的時(shí)間，加速了生物學(xué)技術(shù)的研究與發(fā)展。

二、分子生物學(xué)技術(shù)在病原微生物檢測(cè)中的具體應(yīng)用

1、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)（PCR）

該技術(shù)建立于1985年，自從建立以來(lái)，發(fā)展速度非常快，而且應(yīng)用也是日趨多元化，而尤其衍生的一些相關(guān)技術(shù)在臨床病原菌檢測(cè)和診斷中也是得到了廣泛應(yīng)用與歡迎。主要有PCR技術(shù)、等溫?cái)U(kuò)增技術(shù)與實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)等。

實(shí)時(shí)熒光定量PCR已經(jīng)廣泛用于兒童手足口病的檢測(cè)中，手足口病是兒童多發(fā)的傳染性疾病，而且傳染性極高，途徑也復(fù)雜，傳播速度很快。該技術(shù)將提取的RNA在擴(kuò)增儀下進(jìn)行PCR擴(kuò)增，很快便檢測(cè)出感染的病原菌。實(shí)時(shí)熒光定量PCR具有快速、敏感度高、特異性高等特點(diǎn)，可以高效檢測(cè)出手足口病的病原，進(jìn)而及時(shí)制定出合理有效的治療方案。手足口病病原早期采用實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)，對(duì)于手足口病的診斷，治療，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以及有效防控等有著重大意義。

2、基因芯片技術(shù)

基因芯片技術(shù)屬于交叉性非常強(qiáng)的綜合學(xué)科，而研究的內(nèi)容又非常廣泛，涉及到現(xiàn)代很多領(lǐng)域。廣泛被用于基因測(cè)序和蛋白質(zhì)功能間的作用等，對(duì)于臨床微生物的診斷也有著重要作用。

基因芯片也被稱為DNA列陣或DNA芯片，是指可將基因片段作為探針，按照一定規(guī)律排列好，再與標(biāo)本基因按堿基配對(duì)開(kāi)始雜交，之后使用熒光檢測(cè)系統(tǒng)掃描芯片，配以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，對(duì)探針上的每一個(gè)熒光信號(hào)進(jìn)行比較和檢測(cè)，來(lái)快速得到需要的信息?；蛐酒蠲黠@的特點(diǎn)就是有高度的并行性，具有多樣化和自動(dòng)化。病原微生物檢測(cè)上更具有特色，可以通過(guò)一張芯片快速檢測(cè)出多種病原菌，無(wú)需使用太多樣片，減少了試劑的使用量，還具有較高的特異性和靈敏性，可在黃金時(shí)間提供有效的診斷治療數(shù)據(jù)。

21世紀(jì)初的時(shí)候，有學(xué)者通過(guò)芯片技術(shù)和多重PCR聯(lián)合使用，檢測(cè)大腸埃希菌O157：H7和霍亂弧菌屬O139以及其亞型。結(jié)果發(fā)現(xiàn)該方法的特異性已經(jīng)達(dá)到100%，靈敏度也達(dá)到了103CFU/ml。該方法根據(jù)其特異性能夠同時(shí)檢測(cè)出兩種腹瀉病原菌還有其亞型。2010年的時(shí)候，有學(xué)者利用DNA的微陣列技術(shù)檢測(cè)出血性大腸埃希菌腸毒素基因還有其最為多見(jiàn)的19種血清群基因型。使用50ng的DNA便可檢測(cè)出，靈敏度達(dá)到了108CFU/ml。通過(guò)使用普通PCR和多重PCR與DNA雜交，結(jié)果顯示，普通PCR對(duì)于DNA微陣列檢測(cè)病原菌更優(yōu)于多重PGR，普通PCR可以將偏倚降到更低。雖說(shuō)如此，但普通PCR的靈敏度不如多重PCR的靈敏度高，但培養(yǎng)大腸埃希菌的濃度也可解決靈敏度的問(wèn)題。

3、生物傳感器技術(shù)

該技術(shù)是將分子生物技術(shù)和傳感技術(shù)相結(jié)合在一起。屬于生物技術(shù)發(fā)展中不可缺少的先進(jìn)檢測(cè)方法和監(jiān)控方法。檢查原理是將需要檢測(cè)的物質(zhì)放入生物材料中，然后經(jīng)過(guò)識(shí)別，發(fā)生生物學(xué)反應(yīng)，然后轉(zhuǎn)變成可以定量和可處理的電信號(hào)，二次通過(guò)儀表進(jìn)行放大和輸出，就可檢測(cè)出需要檢測(cè)物質(zhì)的濃度。生物傳感器主要包含有光學(xué)生物傳感器、電學(xué)生物傳感器和壓電生物傳感器，而病原微生物的檢測(cè)多使用熒光和表面等離激元光學(xué)生物傳感器，它具有選擇性和高靈敏度，可以快速將污染物、病原菌以及毒素等檢測(cè)出來(lái)，進(jìn)而廣泛應(yīng)用與生物分析中。

近些年，納米材料廣泛應(yīng)用在很多領(lǐng)域中，也包含熒光生物傳感器。記得在2010年，有報(bào)道無(wú)線磁電傳感裝置對(duì)于大腸埃希菌O157：H7的檢測(cè)，可通過(guò)殼聚糖修飾磁性FeO4納米顆粒進(jìn)放大檢測(cè)。在一定pH值環(huán)境下，殼聚糖修飾磁性FeO4納米顆粒會(huì)與帶有負(fù)電的大腸埃希菌靜電結(jié)合。會(huì)降低共振頻率，進(jìn)而檢測(cè)出大腸埃希菌的濃度。通過(guò)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，像白蛋白這類小分子物質(zhì)并不會(huì)對(duì)檢測(cè)造成影響。

總之，病原微生物的檢測(cè)方法越來(lái)越多，而且都有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，可提高疾病的診斷，有利于治療方案的制定，這些方法在臨床上的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，也為更多病人帶來(lái)了福音。

（西昌市疾病預(yù)防控制中心 四川西昌 615000）