细菌β-内酰胺酶和氨基糖苷磷酸转移酶耐药基因可视化LAMP检测方法的建立和初步应用
2021-02-06郭苗苗刘昕雨
王 豪,郭苗苗,刘昕雨,左 瑶,李 宁,孙 薇,张 涛,王 令
(陕西理工大学生物科学与工程学院,陕西汉中 723001)
抗生素具有广泛和高效的抑菌或杀菌作用,被大量用于临床和畜牧业,预防或治疗病原菌感染导致的疾病。由于抗生素的过量使用和在环境中的残余,加快了微生物抵抗抗生素的进化速率。其中,携带分解抗生素的抗性基因是微生物抵抗抗生素的主要途径之一,抗性基因编码的特殊酶将抗生素分解成无毒性的物质,从而赋予微生物抗性[1-2]。
在自然界中,微生物通过基因融合、转导、转化等方式转移或重排获得抗性基因,造成耐药性大幅上升[3]。β-内酰胺酶基因(beta-lactamase,bla)是氨苄青霉素抗性基因,其编码的β-内酰胺酶被细菌分泌至胞外,抑制转肽反应并催化β-内酰胺环的水解,从而解除氨苄青霉素对细菌的毒性[4]。氨基糖苷磷酸转移酶(aminoglycoside phosphotransferase,Aph)利用ATP作用于特定的游离羟基使其磷酸化,抑制卡那霉素与核糖体结合,从而失去抗菌活力,表现为卡那霉素耐药性[5]。
环介导等温扩增(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)是日本学者Notomi建立的一种新型核酸检测技术[6]。其核心是针对目标基因设计多对特异性引物,在链置换DNA聚合酶的作用下,60 ℃~65 ℃进行恒温扩增,1 h的时间即可实现109~1010倍的核酸扩增。此技术与PCR相比,对仪器要求较低,反应时间大大缩短,具有高特异性、高敏感性、实时定量和可视化检测等优势[7-9]。所以,LAMP技术广泛应用于各种核酸检测,特别是病原微生物的检测,如致病性细菌、真菌和病毒等[10-11]。
本研究针对bla基因和Aph基因,建立特异的LAMP扩增体系,以羟基萘酚蓝[12](HNB)作为指示剂,优化HNB浓度,检测反应灵敏度,验证该LAMP方法,成功实现环境微生物中抗性基因的可视化检测。……
