柳大芳 李 青 劉曉華
(1 遼寧省遼陽市中心醫(yī)院檢驗(yàn)科,遼寧 遼陽 111000;2 遼寧省遼陽市疾病預(yù)防控制中心微生物檢驗(yàn)科,遼寧 遼陽 111000)
近年來,臨床真菌感染的發(fā)病率和嚴(yán)重性明顯增加,從病灶中分離的真菌種類也愈來愈多。常規(guī)形態(tài)學(xué)和培養(yǎng)方法已不能滿足臨床需要,本研究應(yīng)用聚合酶鏈反應(yīng)(polymerase chain reaction,PCR)技術(shù),以NSS-NS6為引物,擴(kuò)增真菌同源性序列ssu-rDNA片段,通過檢測臨床主要致病真菌,探討PCR檢測真菌的具體實(shí)驗(yàn)條件,試圖建立一種快速檢測真菌的PCR檢測方法。雖然用PCR方法檢測真菌單一菌種的研究不少,但檢測廣范圍真菌國內(nèi)尚未見報道[1]。
1.1 實(shí)驗(yàn)材料
1.1.1 試劑PCR擴(kuò)增所用引物:5'AACTTAAAGGAATTGACGGAAG和5'GCATCACAGACCTGTTATTGCCTC(賽百盛北京生物工程公司)。其他試劑均購自多元合眾科技發(fā)展有限公司。
1.1.2 標(biāo)本。真菌:白色假絲酵母菌ID00147,新型隱球菌ID00044,熱帶假絲酵母菌ID00162,煙曲霉ID00203,購自中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院南京皮膚病研究所真菌收藏中心;熱帶假絲酵母菌AS402,高大毛霉菌AS2232,黑根霉菌AS2257,購自中國科學(xué)院微生物研究所。所有菌種均保存于沙保氏瓊脂斜面培養(yǎng)基上。人體細(xì)胞:正常人新鮮全血2份,來自張家口市中心血站健康獻(xiàn)血員,用于人體細(xì)胞DNA擴(kuò)增。細(xì)菌:大腸埃希氏菌CMCC44105,金黃色葡萄球菌ATCC8095,銅綠假單胞菌ATCC27313,甲型溶血性鏈球菌CMCC32213,乙型溶血性鏈球菌CMCC32204,肺炎鏈球菌CMCC31401,購自衛(wèi)生部生物制品檢定所;耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)和耐甲氧西林表皮葡萄球菌(MRSE),協(xié)和醫(yī)院微生物科贈送。
1.2 方法
1.2.1 真菌DNA的提?。孩賹⒄婢?0 mL沙保氏液體培養(yǎng)基中25 ℃培養(yǎng)40 h,3000 r/nlin離心10 min,0.9%氯化鈉溶液洗滌2次,沉淀-20 ℃冰凍4~6 h。②將冰凍菌與石英砂共同研磨至呈黏稠狀(邊研磨邊加入少量含50 mmol/L Tris-Cl pH7.2,50 mmol/L EDTA,3% SDS,1%2-琉基乙醇的溶液),3000 r/min離心10 min,去除石英砂,上清液65 ℃溫育1 h。③加入等體積酚:異戊醇:氯仿(25∶24 ∶1)溶液,10000 r/min離心15 min,至上清水相變清。④移出上層水相(注意勿帶人界面的細(xì)胞碎片),加入1/10體積3 mol/L乙酸鈉、2體積95%乙醇,混勻,4 ℃冰箱放置至少1 h,10000 r/min離心15 min,棄上清,用70%乙醇洗滌沉淀3次。⑤將離心管倒置,在無菌罩中干燥。⑥加入適量TE緩沖液(含10mmol/L Tris-Cl,1 mmol/L EDTA)溶解沉淀,l μL溶液用于PCR擴(kuò)增。
1.2.2 PCR擴(kuò)增。①PCR擴(kuò)增體系:總反應(yīng)體積為100 μL,其中:10×擴(kuò)增緩沖液10 μL;4×dNTP(每種濃度均為1 mmol/L)20 μL,終濃度為20 μmol/L;引物1和引物2(濃度20 μmol/L)各l00 pmo1;TaqDNA聚合酶0.5 μL(2.5 U)。②PCR擴(kuò)增反應(yīng)程序參照預(yù)變性:94 ℃,5 min。三溫循環(huán):94 ℃變性1 min;58 ℃退火2 min;72 ℃延伸3 min。30個循環(huán)。末延伸:72 ℃10 min。約需3 h。③PCR擴(kuò)增產(chǎn)物的分析:采用瓊脂糖凝膠電泳法對擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行分析。瓊脂糖凝膠濃度為1.5%,內(nèi)含0.5 μg/mL溴化乙錠(EB),使用0.5×TBE電泳緩沖液。取10 μL擴(kuò)增產(chǎn)物點(diǎn)樣,電壓為3.5 V/cm,電泳時間為40~60 min。PCR Marker作參照物,在紫外燈下觀察并拍照。
1.2.3 特異度及重復(fù)性實(shí)驗(yàn):對細(xì)菌、人體細(xì)胞擴(kuò)增,以白色假絲酵母菌為陽性對照進(jìn)行特異度實(shí)驗(yàn),方法用1.2.2并在不同日期重復(fù)3次。
1.2.4 靈敏度實(shí)驗(yàn):白色假絲酵母菌DNA用紫外分光光度計測其含量(10D約為50 μg/mL雙鏈DNA),10倍稀釋為1ng~10 fg,按1.2.2的方法進(jìn)行靈敏度實(shí)驗(yàn)。
2.1 真菌DNA擴(kuò)增結(jié)果:若樣本含有與引物相應(yīng)的基因片段,擴(kuò)增后的產(chǎn)物進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳,在紫外燈下可見發(fā)淡黃綠色熒光的清晰條帶,即為陽性結(jié)果。本實(shí)驗(yàn)中所有真菌均擴(kuò)增出相同長度的DNA片段。對照PCR Marker,該基因片段約為310bp。表明該實(shí)驗(yàn)所用引物系統(tǒng)是真菌所共有的,這與前人報道相符。
2.2 特異度及重復(fù)性實(shí)驗(yàn):以白色假絲酵母菌DNA為陽性對照進(jìn)行擴(kuò)增,8株細(xì)菌和2株人體細(xì)胞均未擴(kuò)增出相應(yīng)的產(chǎn)物。重復(fù)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同。
2.3 靈敏度實(shí)驗(yàn):以樣品中含有1ng~10 fg(10倍稀釋)純化的白色假絲醇母菌DNA進(jìn)行靈敏度實(shí)驗(yàn),當(dāng)含有1Pg DNA時,用該方法即可檢出。
患者發(fā)生感染時,臨床首要解決的問題是確定感染源的類型,雖然不同真菌感染其治療方案不盡相同,但兩性霉素B是常規(guī)治療藥物。由于兩性霉素B的毒性作用,臨床醫(yī)師在確診之前很少用此藥。但是,如能迅速確定真菌感染,盡早應(yīng)用兩性霉素B會產(chǎn)生很好的療效。顯然,真菌感染的快速診斷具有重要臨床意義[2-3]。
PCR檢測真菌的特異度是由其應(yīng)用的引物及其檢測的靶基因片段的特異度決定的。用于PCR真菌檢測的靶基因主要有以下幾類:①編碼細(xì)胞色素P450L 1A1的基因,其編碼唑類抗真菌藥物作用位點(diǎn)麥角固醇生物合成過程中的一種酶;或編碼真菌特異度保守蛋白如肌動蛋白的基因。其缺點(diǎn)是作為一個單倍體單拷貝基因,缺乏選擇性,且敏感度差。②白色假絲酵母菌特異度序列,如熱休克蛋白90基因等,只能擴(kuò)增酵母菌而不能擴(kuò)增其他真菌。③以多拷貝形式存在的rDNA序列,目前其檢測應(yīng)用極受重視,原因有二:①其敏感度高于單拷貝靶基因的檢測。②有可供真菌不同水平檢測的靶基因序列。本研究就是用PCR方法,通過對真菌同源性序列ssu-rDAN片段擴(kuò)增,以期建立真菌感染的檢測方法。目前,檢測真菌所用的引物很多,其中報道較多的是引物NS5-NS6。Hopfer和Polanco均以該引物擴(kuò)增臨床主要致病真菌獲得成功。本研究以NS5-NS6為引物對臨床6種主要致病真菌以及8種細(xì)菌和2株人體細(xì)胞進(jìn)行擴(kuò)增,真菌全部擴(kuò)增出一個約310bp的片段,而細(xì)胞和人體細(xì)胞均擴(kuò)增陰性,也證明該引物的擴(kuò)增產(chǎn)物是真菌界所特有的DNA片段,可用于廣范圍真菌的鑒定。以瓊脂糖凝膠電泳法分析擴(kuò)增產(chǎn)物,當(dāng)樣品含有1pgNDA時即可檢出,這亦與前人報道基本一致[4]。
當(dāng)然,該研究只是一個初步研究,還存在不少問題,如檢測真菌菌株較少,真菌破壁方法的改進(jìn)等,需今后進(jìn)一步研討。
總之,以上研究結(jié)果表明用PCR擴(kuò)增真菌同源性ssu-rDNA具有高度的特異度和敏感度,而且縮短了檢出時間。若深入研究,有可能成為診斷真菌感染的一種實(shí)用、理想的方法。