分子生物學技術在細菌鑒定中的應用
十九世紀,細菌的鑒定主要依靠細菌的表型特征,因耗時長,往往耽誤了對疾病診斷與治療。隨著分子生物學技術的發展及在臨床微生物學檢驗中的應用,為微生物學實驗室對細菌的快速鑒定,尤其是對難分離細菌的快速鑒定,提供了有利條件。目前在細菌鑒定中應用的分子生物學技術主要有核酸探針和核酸擴增技術等。
1.核酸探針技術
應用核酸探針技術檢測病原微生物核酸是臨床診斷學的重大發展,其原理是用帶有酶、化學熒光物、放射性核素或生物素標記的已知序列特定DNA片段(稱為探針),在一定條件下,按堿基互補原則探針與待測標本中的核酸雜交,通過對雜交信號的檢測,從而鑒定標本中有無相應的病原微生物基因及其分子大小。常用核酸探針技術有固相雜交(斑點雜交、原位雜交、Southern印跡、Northern印跡等。)和液相雜交技術。
核酸探針適用於直接檢出臨床標本中的病原微生物,不受非病原微生物的影響,因此對某些尚不能分離培養或很難分離培養的微生物的檢測具有重要的意義。隨著探針標記的不斷改進,檢測試劑盒商品化,操作更簡便易行。
核酸擴增技術
核酸擴增(又稱基因或DNA擴增)技術是體外酶促合成DNA片段的新方法,其原理類似於DNA的體內半保留複製。主要由高溫變性、低溫退火和適溫延伸三個步驟反複的熱循環構成。即在高溫下(95℃)下,待擴增的靶DNA雙鏈受熱變性成為兩條單鏈DNA模板;而後在低溫(37~55℃)情況下,兩條人式合成的寡核苷酸引物與互補的單鏈DNA模板結合,形成部分雙鏈;在Taq酶的最適溫度(72℃)下,以引物的3`端為合成的起點,以單核苷酸為原料,沿模板以5` 3`方向延伸,合成DNA新鏈。這樣每一雙鏈DNA模板,經過一次解鏈、退火、延伸三個步驟的熱循環後就成了兩條雙鏈DNA分子。如此反複進行,每一次循環所產生的DNA均能成為下一次循環的模板,每一次循環都使人工合成的引物間的DNA特異區段拷貝數擴增一倍。經過上述25~40個循環後,靶序列可以擴增成106~108。
核酸擴增技術(或稱聚合酶鏈反應技術,PCR)具有高敏感性、高特異性、簡便、快速等特點,臨床實驗室常用PCR技術來檢測標本中某些微生物,尤其是對難以培養微生物的檢測。其它用於檢測微生物的PCR技術還有:RT-PCR、巢式PCR、多重PCR和隨機引物PCR等。核酸擴增技術在臨床微生物學檢驗中的應用見表
表
微生物種類 核酸擴增技術 應 用
金黃色葡萄球菌 多重PCR 對mecA基因檢測
凝固酶陰性葡萄球菌 多重PCR 對mecA基因檢測
肺炎鏈球菌 PCR 自溶酶和青黴素結合酶的檢測
化膿性鏈球菌 PCR M蛋白基因的菌株分型
淋病奈瑟菌 LCR 尿道分泌物標本直接檢測
百日咳杆菌 PCR、巢式PCR 臨床標本檢測
結核分枝杆菌
PCR、SDA、Qbeta 肺結核的診斷、呼吸道標本檢測、臨床標本直接檢測
鳥分枝杆菌複合群 PCR 鳥分枝杆菌和胞內分枝杆菌的區別
白喉棒狀杆菌 PCR 產毒菌株的檢測
腸致病性大腸埃希菌 多重PCR 產毒菌株檢測
傷寒、副傷寒沙門菌 PCR 耐藥質粒分型和檢測
幽門螺杆菌 多重PCR 胃活檢組織細菌檢測
小腸結腸炎耶爾森菌 PCR 菌株分型
彎曲菌屬 PCR 通過16s rRNA鑒定
杜克雷嗜血杆菌 多重PCR 生殖道潰瘍病人的直接檢測
嗜肺軍團菌 PCR 與爆發相關菌株的分型
金氏杆菌屬 PCR 臨床標本鑒定
念珠菌屬 PCR 通過“DNA”指紋鑒定
梅毒螺旋體 多重PCR 生殖道潰瘍標本直接檢測
伯氏螺旋體 巢式PCR 治療前、中、後檢測
問號狀鉤端螺旋體 PCR 鉤端螺旋體血清型的鑒定
CDC group Ⅳ 群 PCR 分型
沙眼衣原體 PCR 無症狀病人的診斷
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