現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)如何在微生物檢驗中應(yīng)用

萬珠珠

【中圖分類號】R450 【文獻標識碼】B 【DOI】

隨著現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，更多的生物學(xué)方法被應(yīng)用在現(xiàn)代微生物檢驗中，在一定程度上能夠促使微生物檢驗技術(shù)的發(fā)展。隨著現(xiàn)代分子生物學(xué)的不斷發(fā)展，檢驗檢測結(jié)果的出具能夠更加高效、可信，對臨床疾病的診斷以及治療有一定的積極意義，進一步推動各個領(lǐng)域工作的持續(xù)進步。讓我們一起了解一下現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)如何應(yīng)用在微生物檢驗中。

1 聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)（PCR）

PCR技術(shù)的發(fā)展速度較快，且應(yīng)用范圍較廣，由此也可以看出PCR技術(shù)具有強大的生命力。PCR可用于多種病原微生物的同時檢測和測定。在同一PCR反應(yīng)管中，同時加入多種病原微生物的特異性引物，利用PCR進行擴增，能夠鑒定出是哪一型的病原體感染。

那么哪些病毒可以被檢測？（1）肝炎病毒的感染：在同一患者或同一供血者體內(nèi)，有時可能會存在多種肝炎病毒重疊感染，利用PCR能進一步確定。（2）腸道致病性細菌檢測：傷寒、痢疾、霍亂會使患者出現(xiàn)相同的腸道癥狀。（3）性病的檢測：利用PCR能對梅毒、淋病以及艾滋病進行診斷。（4）戰(zhàn)亂細菌及生物戰(zhàn)劑細菌的檢測，比如破傷風(fēng)桿菌、炭疽桿菌。

PCR同樣具有高度敏感性和特異性，在微生物檢測中，具有一定的應(yīng)用優(yōu)勢，在對形態(tài)和生化反應(yīng)不典型的微生物鑒定的過程中，利用常規(guī)的方法無法準確測定。通過PCR檢測，即使最終發(fā)現(xiàn)大量的死菌，也能做出準確的鑒定。PCR的應(yīng)用不受混合標本帶來的影響，能夠從含有大量正常菌群的標本中有效鑒定病原菌，而對于生長緩慢或難以培養(yǎng)的微生物鑒定時，比如幽門螺桿菌、支原體、大多數(shù)病毒，PCR技術(shù)的應(yīng)用能夠提高檢出率。

2 基因芯片技術(shù)

生物芯片是20世紀90年代中期發(fā)展起來的一項技術(shù)，是以玻片、尼龍膜為載體，能夠?qū)崿F(xiàn)一次實驗同時檢測多種疾病。按照芯片上固定生物活性分子的不同，可以分為蛋白芯片和基因芯片，其中基因芯片也被稱作“DNA微陣列技術(shù)”，能夠快速、準確、高效地發(fā)現(xiàn)病原體的遺傳信息，因此被廣泛應(yīng)用在基因序列、分析病原微生物感染的診斷中。

與其他技術(shù)相比，基因芯片技術(shù)具有一定的優(yōu)越性，能夠檢測抗體產(chǎn)生前的感染，有利于臨床進行早期診斷，能夠彌補其他檢測方法無法確定感染的情況。利用基因芯片技術(shù)，能夠直接確定病原體的類型。一般情況下，大腸埃希菌、痢疾志賀菌檢測時采用基因芯片技術(shù)，由于這種技術(shù)具有較高的靈敏性，且操作簡單、重復(fù)性好，能夠有效提高檢出效率。同時，基因芯片技術(shù)能夠檢測耐藥菌的耐藥基因，幫助臨床有針對性的使用抗生素。基于基因芯片技術(shù)，能有效預(yù)測個體對藥物敏感基因，有利于新型抗生素的研發(fā)，在一定程度上能夠提高治療效果，對臨床用藥和新藥的開發(fā)具有一定的促進作用。基因芯片還能應(yīng)用在病原微生物耐藥基因的表達譜檢測中，與常規(guī)序列測定方法相比，基因芯片不僅能夠用于測序，還能直接鑒定分枝桿菌的種。雖然基因芯片技術(shù)檢測具有一定的應(yīng)用優(yōu)勢，但依然存在一些關(guān)鍵問題，比如實驗室為一步提高芯片的特性，需要使用更精準的檢測儀器，再加上芯片的制備成本較高，導(dǎo)致這種技術(shù)的應(yīng)用目前只局限于實驗室，并未在臨床病原微生物的實際檢測中推廣使用。

3 核酸探針

現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，促使微生物檢驗體系的不斷完善。由于微生物的影響比較廣泛，對社會、醫(yī)學(xué)、生物領(lǐng)域都具有決定性的影響。核酸探針技術(shù)與其他兩項具有本質(zhì)的區(qū)別，從概念上來講，核酸探針是指帶有標記的特異DNA片段，應(yīng)用在微生物檢測中，核酸探針能夠?qū)崿F(xiàn)與目標DNA的特異性雜交，從而測定標記物。探針的標記方法分為兩種，一種是放射性標記，另一種是非放射性標記。在實際應(yīng)用的過程中，非放射性標記具有直觀、準確的特點，被臨床醫(yī)學(xué)檢驗廣泛應(yīng)用。由于核酸探針中核苷酸的成分不同，可以分為DNA探針和RNA探針，但一般情況下會使用DNA探針。（1）核酸探針的實際應(yīng)用一般適用于檢測無法培養(yǎng)、不能用作生化鑒定、不可觀察的微生物產(chǎn)物。（2）還能用于檢測病毒病，比如肝炎病毒，有效區(qū)分有毒和無毒菌株。對于核酸探針而言，該項技術(shù)可直接對檢測物質(zhì)的本質(zhì)進行檢測，而不是通過表面檢測來獲得結(jié)果。DNA檢測的準確率較高，具有一定的權(quán)威性，這也為核酸探針的應(yīng)用提供較為堅實的基礎(chǔ)。（3）檢測細菌內(nèi)抗藥基因，抗藥基因的檢測結(jié)果，可提供給相關(guān)醫(yī)療機構(gòu)研究臨床治療藥物，由此避免在患者體內(nèi)產(chǎn)生抗藥性，提高藥物的臨床療效，減輕患者的病痛。（4）核酸探針還能分析食品是否被某些耐藥菌株污染，對基因分型。

4 適體技術(shù)

適體又稱“適配分子”或“適配子”，主要應(yīng)用研究小分子核酸與靶物質(zhì)相結(jié)合的部位、序列及空間構(gòu)象。由于適體分子可用酶、放射性核素、熒光物質(zhì)及生物素等標記以作為檢測分子，協(xié)同傳統(tǒng)的檢測技術(shù)提高檢驗的效率，比如生物傳感器、熒光偏振、分子燈塔和毛細管電泳等，由此得到廣泛的運用。適體與抗體相比，具有針對靶分子的范圍廣、親和力和特異性高、性能穩(wěn)定、便于修飾等諸多優(yōu)點。在檢驗中利用針對微生物的特定蛋白和基因的適體，能夠?qū)崿F(xiàn)對微生物鑒定和分型，實現(xiàn)對耐藥基因的檢驗。

5 結(jié)束語

應(yīng)用在微生物檢驗中的分子生物學(xué)技術(shù)，未來的發(fā)展趨勢有兩點，一點是定量PCR，一點是PCR的全自動化，比如應(yīng)用擴增和檢測于一體的一次性試驗卡，能夠有效解決PCR污染問題。除PCR之外的體外基因擴增技術(shù)，也將由科研進入到臨床應(yīng)用階段，比如連接酶反應(yīng)（LCR）、轉(zhuǎn)路擴張系統(tǒng)（TIS）等。分子生物學(xué)是一門正在發(fā)展的新興學(xué)科，隨著學(xué)科的進一步發(fā)展，也逐漸揭示生命本質(zhì)的高度有序性和一致性，深入生命科學(xué)，必將生產(chǎn)出新的分子生物學(xué)技術(shù)，在微生物檢驗中的應(yīng)用逐漸得到推廣。在實際選擇檢測方法時應(yīng)考慮自身所擁有的條件，檢測所要求達到的靈敏度，而提高靈敏度和去除假陽性是檢測方法發(fā)展的趨勢。