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【摘要】 传统的病原体分析方法侧重病原体的表型特征;分子生物学方法侧重病原体的基因型。分子生物学方法较特异、灵敏以及准确,但同时传统的分析方法也有其独特的优势。
【关键词】 传统方法;分子生物学方法;病原体
doi:10.3969/j.issn.1004-7484(s).2013.09.612 文章编号:1004-7484(2013)-09-5287-02
传统的病原体分析方法为先进行分离培养,再通过其形态、理化特性、血清学反应等来进行鉴定,侧重病原体的表型特征;分子生物学方法从基因水平检测病原体专属保守或致病的核酸片段来间接指示病原体的存在或分型,侧重病原体的基因型。
首先,传统方法有它独特的优势——获得病原体的纯种。病原体的纯种可用于①全面了解其生物学特性,例如形态、染色、基因组、生化反应等特征;②了解病原体的致病物以及致病机制,例如用动物实验来进行检测;③预防性疫苗的研究,例如麻疹减毒活疫苗、甲型肝炎减毒活疫苗、乙型脑炎减毒活疫苗、口服脊髓灰质炎减毒活疫苗、口服狂犬病减毒活疫苗等都是通过获得纯种病原体,通过特殊处理获得的;④治疗性药物及其耐药性的研究,分子生物学的方法可以检测其耐药基因,但欲准确掌握其耐药程度,必须依靠传统方法来进行测定;⑤建立分子生物学方法所用的数据库,PFGE、质粒图谱所用的数据库都是由分离得到的纯种所建立起来的。这些优势是分子生物学方法所不能替代的。
同时,传统方法又有其不足之处,在细菌培养中,营养要求高(血平板、巧克力平板)和需要特殊的培养条件(温度、pH、气体条件)细菌不易培养,麻风分枝杆菌无法人工培养;在病毒培养中,无敏感细胞(乙肝病毒)、不产生明显的CPE的病毒(披膜病毒)难于培养识别,尤其是对于新发疾病的病原体,其培养特性,形态特征,生化反应一无所知,此时必须借助分子生物学的方法,分子生物学基于基因型,无需分离到病原体,直接对标本进行检测。
两种方法各有侧重,各有优劣,下面主要就两个方法的特异度、敏感性、准确度等方面来进行评价。
1 特异性
从特异性的角度来说,二者各有优势。分子生物学方法碱基互补配对的准确,目的基因的保守共同决定方法的特异性,例如在检测腺病毒时,采用了六邻体为其目的基因;传统方法从生物学特性的多角度,多方面进行鉴定,利用多个生化反应使最终的检测结果也指向唯一的病原,表型不如基因型稳定,但多角度的鉴定方法保证了单个变异不影响最终的结果,在对沙门菌的检测中,选择培养基,镜检特征,多项生化反应,血清学检验的多项检测结果均符合,才可判定为检出XX型沙门菌。
2 敏感性
分子生物学的方法较为灵敏,如PCR能从100万个细胞中检出一个靶细胞,在病毒检测中,PCR的灵敏度可达3个空斑形成单位,在细菌学中最小检出量为3个细菌。同时也该看到其相对性,正因为分子生物学方法过于灵敏,标本中可能只是存在一段同源基因,而并非病原体,则会导致较高的假阳性率,且分子生物学方法立足基因,对于病原体的存活与否检测不出,目前已有文献显示先增菌再检测的方法或可改善这样的不足。
3 准确度
传统的病原体分析方法分离培养至进行血清学鉴定只能确定病原体的血清型,这对于疾病诊断、治疗、指导用药来说已经足够,但对于流行病学调查却远远不足。追踪传染源、对病原体进行精细的型别鉴定、追溯病原的进化等这些工作传统方法无法完成;蛋白的非抗原性变异,血清学/免疫学方法均无法检出,分子生物学立足基因型,关注变异,对溯源工作的开展提供有力保障,而溯源对于疾病的预防和控制有重要意义。
超级淋球菌对治疗普通淋球菌的一线药物显示出抗药性,分子分型提示新型H041株与ST7393株相关,经过PFGE等三种分子生物学方法检测显示,H041株可能来源于ST7393株,具体的耐药机制仍需对基因进行进一步分析;H7N9疫情发生以来,卫生部门积极追踪传染源,绘制了编码H7、N9蛋白基因的进化树图,追踪到基因的起源,甚至对几个氨基酸位点的变异都可以进行准确的分析,突显了分子生物学方法的准确性。
4 快速性
在突发公共卫生事件中,传统方法不能满足医院感染和流行病学的需要,及时的判定感染的爆发,确定传染源是控制流行和交叉感染的必要手段。
在对口蹄疫病毒的检测中,常规检测方法需采集标本、运输带回实验室进行检测,病毒分离费时,有的需数周时间,这些方法难于满足口岸动植物检疫部门及基层兽医检疫部门对进出口动物产品、痊愈动物带毒及亚临床感染的监测,RT-PCR检测仅需8小时,且对已知阳性样品检出率为100%,快速简便。但是也不可一概而论,对于PFGE等方法,需要48小时才可出现结果,故快速也是相对的。
分子生物学技术的快速还可用于初筛,与传统方法联合应用,为致病菌的检测提供新思路。
综上所述,单独一种方法都有明显的劣势和优势,所以,在实际工作中,需根据检测要求目的以及条件的限制选择合适的分析方法,对疾病的预防控制、检测及治疗都有重大意义。
参考文献
[1] 楊晓娟,吴清平,周艳红,等.PCR和传统方法在大样本低概率细菌检验项目中的联合应用[J].中国卫生检验杂志,2009.07,19(7).
[2] 马泰.超级淋病菌来势汹汹.LIFE WORLD.
[3] Di Liu*,Weifeng Shi*,Yi Shi,Dayan Wang.Origin and diversity of novel avian influenza A H7N9 viruses.
[4] 袁宝君,吴高林,乔昕,等.多重PCR与传统方法检测空肠弯曲菌的比较研究[J].卫生研究,2007.01,36(01).
[5] 戴秀玉.艾滋病疫苗的研制进展[J].中国生物工程杂志,1992,12(2):21-24.
【关键词】 传统方法;分子生物学方法;病原体
doi:10.3969/j.issn.1004-7484(s).2013.09.612 文章编号:1004-7484(2013)-09-5287-02
传统的病原体分析方法为先进行分离培养,再通过其形态、理化特性、血清学反应等来进行鉴定,侧重病原体的表型特征;分子生物学方法从基因水平检测病原体专属保守或致病的核酸片段来间接指示病原体的存在或分型,侧重病原体的基因型。
首先,传统方法有它独特的优势——获得病原体的纯种。病原体的纯种可用于①全面了解其生物学特性,例如形态、染色、基因组、生化反应等特征;②了解病原体的致病物以及致病机制,例如用动物实验来进行检测;③预防性疫苗的研究,例如麻疹减毒活疫苗、甲型肝炎减毒活疫苗、乙型脑炎减毒活疫苗、口服脊髓灰质炎减毒活疫苗、口服狂犬病减毒活疫苗等都是通过获得纯种病原体,通过特殊处理获得的;④治疗性药物及其耐药性的研究,分子生物学的方法可以检测其耐药基因,但欲准确掌握其耐药程度,必须依靠传统方法来进行测定;⑤建立分子生物学方法所用的数据库,PFGE、质粒图谱所用的数据库都是由分离得到的纯种所建立起来的。这些优势是分子生物学方法所不能替代的。
同时,传统方法又有其不足之处,在细菌培养中,营养要求高(血平板、巧克力平板)和需要特殊的培养条件(温度、pH、气体条件)细菌不易培养,麻风分枝杆菌无法人工培养;在病毒培养中,无敏感细胞(乙肝病毒)、不产生明显的CPE的病毒(披膜病毒)难于培养识别,尤其是对于新发疾病的病原体,其培养特性,形态特征,生化反应一无所知,此时必须借助分子生物学的方法,分子生物学基于基因型,无需分离到病原体,直接对标本进行检测。
两种方法各有侧重,各有优劣,下面主要就两个方法的特异度、敏感性、准确度等方面来进行评价。
1 特异性
从特异性的角度来说,二者各有优势。分子生物学方法碱基互补配对的准确,目的基因的保守共同决定方法的特异性,例如在检测腺病毒时,采用了六邻体为其目的基因;传统方法从生物学特性的多角度,多方面进行鉴定,利用多个生化反应使最终的检测结果也指向唯一的病原,表型不如基因型稳定,但多角度的鉴定方法保证了单个变异不影响最终的结果,在对沙门菌的检测中,选择培养基,镜检特征,多项生化反应,血清学检验的多项检测结果均符合,才可判定为检出XX型沙门菌。
2 敏感性
分子生物学的方法较为灵敏,如PCR能从100万个细胞中检出一个靶细胞,在病毒检测中,PCR的灵敏度可达3个空斑形成单位,在细菌学中最小检出量为3个细菌。同时也该看到其相对性,正因为分子生物学方法过于灵敏,标本中可能只是存在一段同源基因,而并非病原体,则会导致较高的假阳性率,且分子生物学方法立足基因,对于病原体的存活与否检测不出,目前已有文献显示先增菌再检测的方法或可改善这样的不足。
3 准确度
传统的病原体分析方法分离培养至进行血清学鉴定只能确定病原体的血清型,这对于疾病诊断、治疗、指导用药来说已经足够,但对于流行病学调查却远远不足。追踪传染源、对病原体进行精细的型别鉴定、追溯病原的进化等这些工作传统方法无法完成;蛋白的非抗原性变异,血清学/免疫学方法均无法检出,分子生物学立足基因型,关注变异,对溯源工作的开展提供有力保障,而溯源对于疾病的预防和控制有重要意义。
超级淋球菌对治疗普通淋球菌的一线药物显示出抗药性,分子分型提示新型H041株与ST7393株相关,经过PFGE等三种分子生物学方法检测显示,H041株可能来源于ST7393株,具体的耐药机制仍需对基因进行进一步分析;H7N9疫情发生以来,卫生部门积极追踪传染源,绘制了编码H7、N9蛋白基因的进化树图,追踪到基因的起源,甚至对几个氨基酸位点的变异都可以进行准确的分析,突显了分子生物学方法的准确性。
4 快速性
在突发公共卫生事件中,传统方法不能满足医院感染和流行病学的需要,及时的判定感染的爆发,确定传染源是控制流行和交叉感染的必要手段。
在对口蹄疫病毒的检测中,常规检测方法需采集标本、运输带回实验室进行检测,病毒分离费时,有的需数周时间,这些方法难于满足口岸动植物检疫部门及基层兽医检疫部门对进出口动物产品、痊愈动物带毒及亚临床感染的监测,RT-PCR检测仅需8小时,且对已知阳性样品检出率为100%,快速简便。但是也不可一概而论,对于PFGE等方法,需要48小时才可出现结果,故快速也是相对的。
分子生物学技术的快速还可用于初筛,与传统方法联合应用,为致病菌的检测提供新思路。
综上所述,单独一种方法都有明显的劣势和优势,所以,在实际工作中,需根据检测要求目的以及条件的限制选择合适的分析方法,对疾病的预防控制、检测及治疗都有重大意义。
参考文献
[1] 楊晓娟,吴清平,周艳红,等.PCR和传统方法在大样本低概率细菌检验项目中的联合应用[J].中国卫生检验杂志,2009.07,19(7).
[2] 马泰.超级淋病菌来势汹汹.LIFE WORLD.
[3] Di Liu*,Weifeng Shi*,Yi Shi,Dayan Wang.Origin and diversity of novel avian influenza A H7N9 viruses.
[4] 袁宝君,吴高林,乔昕,等.多重PCR与传统方法检测空肠弯曲菌的比较研究[J].卫生研究,2007.01,36(01).
[5] 戴秀玉.艾滋病疫苗的研制进展[J].中国生物工程杂志,1992,12(2):21-24.