细菌分型方法的研究进展
2021-09-30吴雨辰胡燕燕
吴雨辰, 胡燕燕, 张 嵘
细菌分型是区分菌株并研究其相关性的手段,是疫情调查、监测和系统发育研究的重要工具。早期的分型技术基于被测细菌的表型,如抗生素敏感性(耐药谱分型)、对噬菌体的敏感性(噬菌体分型)和表面抗原(血清分型)等进行区分。随着分子生物学的进步,基于DNA的分型方法得到了普及。相比于检测表型,DNA的稳定性使得测定结果具有高度的可重复性。后期质谱与振动光谱的发展使得检测更为快速和简便。本文将对常用细菌分型技术原理、应用以及优缺点进行简要阐述。
1 分子生物学技术
1.1 脉冲场凝胶电泳(PFGE)
PFGE技术主要原理是用适当的核酸内切酶对细菌的基因组序列进行消化[1],产生若干限制性片段,在脉冲电场中将大小片段分离,并进行应用分析。因其重复性好、分辨率高、结果稳定且易于标准化,被认为是细菌分型的“金标准”[2]。在耐万古霉素肠球菌暴发的流行病学调查中,PFGE相比于单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)分析和基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱法(matrix-assisted laser desorption/ionization time of flight mass spectrometry,MALDI-TOF MS)分析有着更高的分辨率[3]。在测定布鲁菌分离株的遗传相似性方面也比PCR-限制性片段长度多态性(restriction fragment length polymorphism,RFLP)法更优[4]。目前PFGE已广泛应用于流行病学、微生物学和进化生物学的研究,同时促进了细菌分型的PFGE协议标准化。CDC已发布统一的PFGE协议(https://www.cdc.gov/hai/pdfs/labsettings/unified_pfge_protocol.pdf),用于对革兰阳性细菌进行分型。国际食源性疾病监测网络PulseNet International在其网站(http://www.pulsenetinternational.org/protocols/)上发布了重要食源性病原体的PFGE协议,并在CDC PulseNet网站上发布了更新版本(https://www.cdc.gov/pulsenet/pathogens/pfge.html)[5]。 不 过 PFGE实验周期长,操作要求高,并且缺乏对几乎相同大小条带的分辨能力[6]。……
