氟喹诺酮类耐药空肠弯曲菌数字PCR检测技术研究

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空肠弯曲菌是世界范围内导致人类胃肠炎的主要食源性病原菌之一,其中禽类是空肠弯曲菌的主要宿主之一。氟喹诺酮类抗生素是治疗细菌性腹泻的重要药物,然而随着抗生素的使用,弯曲菌对氟喹诺酮类抗生素的耐药率日益增加。确定病原菌的耐药特征对于抗生素的选择十分重要,然而传统的方法依赖细菌分离与药敏实验,费时费力,而且难以在高丰度的耐药菌株中快速识别出耐药突变的发生。因此,迫切需要一种针对氟喹诺酮类耐药空肠弯曲菌的快速精准检测技术。GyrA 86位的苏氨酸(Thr)突变为异亮氨酸(Ile)是导致空肠弯曲菌氟喹诺酮类耐药的主要原因。基于gyrA基因的关键突变位点,本研究针对gyrA基因的野生型(WT)、突变型A256G(MT1)和突变型C257T(MT2)设计了一对通用引物和三条特异性探针,建立了基于点突变识别的gyrA ddPCR检测技术,用于快速检测氟喹诺酮类耐药的空肠弯曲菌。特异性试验显示,该方法可特异性鉴别空肠弯曲菌gyrA的野生型和突变型,与大肠杆菌等其它细菌无交叉反应。敏感性试验显示该方法的检出限小于6拷贝数/反应。本研究进一步比较了Sanger测序、qPCR和ddPCR检测野生型和突变型混合物的分辨能力。结果显示gyrA ddPCR可以在野生型/突变型比例为1000:1的混合物中精准检测到gyrA突变型,而Sanger测序或qPCR方法仅在野生型/突变型比例为1:1或10:1时准确检测到gyrA突变型。该结果表明相比Sanger测序和qPCR,gyrA ddPCR方法可在高野生型背景下快速识别出gyrA耐药突变,具有更好的分辨能力。本研究运用该gyrA ddPCR方法检测了52份活鸡和零售鸡肉样本,其中4份样本为空肠弯曲菌WT型和MT1型混合感染,其中MT1型占1.7%、28.6%、53.3%和87.0%;1份样本为空肠弯曲菌WT型和MT2型混合感染,MT2型占66.4%。此外,本研究运用gyrA ddPCR方法,成功监测了环丙沙星抗生素压力下空肠弯曲菌野生型发生耐药突变,突变为突变型(C257T)的优势亚群变化过程,进一步表明该方法可用于氟喹诺酮类空肠弯曲菌的快速检测。本研究基于空肠弯曲菌氟喹诺酮类耐药突变位点,建立了gyrA ddPCR方法,具有高灵敏度和特异性,特别是在高野生型背景下可精确识别低丰度的耐氟喹诺酮类耐药空肠弯曲菌。为临床上快速检测氟喹诺酮类耐药空肠弯曲菌提供了有效手段,有助于临床上指导氟喹诺酮类药物的正确使用。
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