李宏鐸,李亞楠,沙 淼,夏 天,崔 迎,楊曉莉
(1.西安市食品藥品檢驗(yàn)所,陜西 西安 710054;2.國(guó)家藥品監(jiān)督管理局藥品微生物檢測(cè)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西 西安 710065;3.陜西省食品藥品檢驗(yàn)研究院,陜西 西安 710065)
2020 年版《中國(guó)藥典》 四部0122 貼膏劑規(guī)定貼膏劑包括凝膠貼膏(原巴布膏劑或凝膠膏劑) 和橡膠貼膏(原橡膠膏劑)[1]。2005 年版《中國(guó)藥典》 二部微生物限度檢查法引入驗(yàn)證理念,使得檢測(cè)結(jié)果更科學(xué)準(zhǔn)確[2]。在微生物限度檢查項(xiàng)下規(guī)定,凝膠貼膏和橡膠貼膏的控制菌為每10 cm2不得檢出金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌。
金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus) 在自然界中廣泛存在,30%~80% 的人為該病原菌的攜帶者[3],約32%的食品中含有該菌[4],金黃色葡萄球菌也是最常見的化膿性感染致病菌[5]。而銅綠假單胞菌 (Pseudomonas aeruginosa) 為條件致病菌,可引起傷口、呼吸道、泌尿道的感染[6-7]。目前藥品微生物檢查的生化方法,操作繁瑣,時(shí)間長(zhǎng)[8],需要建立更加準(zhǔn)確、快速的檢測(cè)方法。
藥品控制菌檢驗(yàn)的技術(shù)有實(shí)時(shí)熒光PCR 技術(shù)、變性梯度凝膠電泳、隨機(jī)引物擴(kuò)增多態(tài)性技術(shù)、基因芯片技術(shù)、核酸分子雜交技術(shù)等[9-10]。實(shí)時(shí)熒光PCR 靈敏度高,特異性好,是目前微生物檢驗(yàn)重要手段[11]。多重?zé)晒釶CR 通過使用多對(duì)引物、探針,能同時(shí)對(duì)多個(gè)目標(biāo)序列檢測(cè),結(jié)果更快速、準(zhǔn)確[12]。劉婷婷等[13]建立了實(shí)時(shí)熒光PCR 技術(shù)檢驗(yàn)金黃色葡萄球菌。申應(yīng)德等[14]建立了藥品中沙門菌熒光PCR 方法。柯振華等[15]建立了金黃色葡萄球菌、沙門氏菌和副溶血性弧菌的多重PCR 方法。張靜等[16]提出了食源有害微生物DNA 快速提取與多重PCR 檢測(cè)初探。胡興娟等[17]進(jìn)行了四重?zé)晒舛縋CR 法對(duì)腸炎、鼠傷寒以及傷寒沙門氏菌的鑒定。
1.1 儀器與試劑 LC480 熒光定量PCR 儀(瑞士羅氏公司);5430R 高速冷凍離心機(jī)、Biospectrometer 紫外/可見光/熒光分光光度計(jì)(德國(guó)艾本德公司)。細(xì)菌基因組DNA提取試劑盒[天根生化科技(北京) 有限公司];熒光定量PCR 反應(yīng)試劑盒(日本TaKaRa 公司);胰酪大豆胨瓊脂培養(yǎng)基(北京三藥科技開發(fā)公司)。水為超純水。
1.2 菌株 見表1。
表1 菌株樣品信息
1.3 引物及探針 參考文獻(xiàn)[18] 報(bào)道,金黃色葡萄球菌根據(jù)femB基因序列,銅綠假單胞菌根據(jù)ETA基因序列設(shè)計(jì)引物及探針,見表2。
表2 引物與TaqMan 探針
1.4 藥物 本實(shí)驗(yàn)樣品為2021 年國(guó)家藥品評(píng)價(jià)性抽驗(yàn)品種麝香壯骨膏,共計(jì)全國(guó)40 個(gè)生產(chǎn)廠家,260 批。按照2020 年版《中國(guó)藥典》 四部檢查控制菌后,均為未檢出,作為陰性樣品。
2.1 細(xì)菌培養(yǎng)及模板DNA 的提取 分別吸取1 mL 菌株的純培養(yǎng)液,細(xì)菌基因組DNA 提取試劑盒提取DNA,Biospectrometer 紫外/可見光/熒光分光光度計(jì)測(cè)定核酸濃度。建立DNA 模板庫,保存于-20 ℃?zhèn)溆谩?/p>
2.2 熒光定量PCR 檢測(cè)方法 雙重?zé)晒舛縋CR 反應(yīng)體系為25 μL,體系組成為10×Probe qPCR mix 12.5 μL,正向、反向引物(10 mol/L) 各1 μL,探針0.5 μL,模板DNA 2 μL,加水至25 μL。實(shí)時(shí)熒光定量PCR 儀反應(yīng)參數(shù)為95 ℃預(yù)變性1 min;95 ℃變性15 s,60 ℃退火并延伸45 s,共40 個(gè)循環(huán),在每個(gè)循環(huán)的60 ℃退火并在延伸階段收集熒光信號(hào)。設(shè)立培養(yǎng)基提取陰性對(duì)照,無菌水為空白對(duì)照。
2.3 靈敏度 按“2.2” 項(xiàng)下反應(yīng)體系對(duì)金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌進(jìn)行雙重?zé)晒釶CR 反應(yīng),將DNA 模板10倍系列稀釋,同時(shí)用胰酪大豆胨瓊脂培養(yǎng)基對(duì)其進(jìn)行菌落計(jì)數(shù)。選取10-1~10-6DNA 濃度,其對(duì)應(yīng)的初始菌濃度對(duì)數(shù)值與Ct 值作標(biāo)準(zhǔn)曲線。
2.4 特異性 按“2.2” 項(xiàng)下反應(yīng)體系將24 株菌的DNA同時(shí)添加為模板,進(jìn)行雙重?zé)晒舛縋CR 反應(yīng)。此24 種菌為日常藥品檢測(cè)中常見菌種、革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌、球菌、桿菌的典型代表,同時(shí)加入模板可以范圍更廣的證明所用引物特異性的優(yōu)劣。
2.5 重復(fù)性 選取不同濃度金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌DNA 模板混合后,進(jìn)行3 次PCR 分析,比較重復(fù)性。
2.6 控制菌檢查方法 取供試品100 cm2,加5 mL 聚山梨酯80,再加pH 7.0 無菌氯化鈉-蛋白胨緩沖液至100 mL,混勻,靜置,取水相為1 ∶10 的供試液,分別取10 mL 供試液接種至胰酪大豆胨液體培養(yǎng)基中混勻,一份按照《中國(guó)藥典》 規(guī)定方法進(jìn)行檢驗(yàn),另一份將菌液濃度為10 cfu/mL 金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌加入到培養(yǎng)基中,35 ℃培養(yǎng)24 h,取增菌液1 mL,按細(xì)菌基因組DNA提取試劑盒提取DNA 作模板,進(jìn)行熒光定量PCR 檢測(cè)。
3.1 靈敏度試驗(yàn)結(jié)果 金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌基因組DNA 梯度稀釋至10-6。金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌最低檢測(cè)限分別為20、10 cfu/mL,結(jié)果見圖1~2。以DNA 稀釋倍數(shù)為橫坐標(biāo)(X),Ct 值為縱坐標(biāo)(Y) 進(jìn)行回歸,得到金黃色葡萄球菌方程為Y=3.536X+13.77 (R2=0.998 7),銅綠假單胞菌方程為Y=3.325X+15.68 (R2=0.997 2)。表明Ct 值與DNA 濃度的對(duì)數(shù)值的線性關(guān)系良好,檢測(cè)體系準(zhǔn)確可靠。
圖1 金黃色葡萄球菌靈敏度試驗(yàn)結(jié)果
圖2 銅綠假單胞菌靈敏度試驗(yàn)結(jié)果
3.2 特異性試驗(yàn)結(jié)果 雙重?zé)晒舛縋CR 反應(yīng)對(duì)24 株菌株的結(jié)果見圖3~4。金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌Ct 值分別為16、17,其他菌株均為陰性反應(yīng)。表明對(duì)金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌的雙重?zé)晒釶CR 反應(yīng)特應(yīng)性好,能夠同時(shí)用來檢測(cè)貼膏劑中的金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌這2 種控制菌。
圖3 金黃色葡萄球菌特異性試驗(yàn)結(jié)果
圖4 銅綠假單胞菌特異性試驗(yàn)結(jié)果
3.3 重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果 相同濃度每次擴(kuò)增曲線基本吻合。金黃色葡萄球菌的Ct 值分別為15.43、15.36、15.39,變異系數(shù)為0.19%,銅綠假單胞菌的Ct 值分別為18.22、18.31、18.27,變異系數(shù)為0.20%,均小于2%,表明該方法重復(fù)性良好。結(jié)果見圖5~6。
圖5 金黃色葡萄球菌重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果
圖6 銅綠假單胞菌重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果
3.4 控制菌檢查方法結(jié)果 采用建立的雙重?zé)晒釶CR 方法和藥典規(guī)定的控制菌檢驗(yàn)方法,對(duì)來自40 個(gè)藥廠的271份國(guó)家藥品評(píng)價(jià)性抽驗(yàn)麝香壯骨膏同時(shí)進(jìn)行檢驗(yàn),2 種方法均未檢出金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌,結(jié)果一致。
藥品中污染微生物是評(píng)價(jià)藥品質(zhì)量和安全性的重要指標(biāo),藥品控制菌檢查是對(duì)微生物污染進(jìn)行定性檢測(cè)[19],隨著GMP、《中國(guó)藥典》 和相關(guān)技術(shù)指南的不斷提高,對(duì)于藥品及其生產(chǎn)過程中微生物的檢測(cè)、鑒定和溯源的要求,分子生物學(xué)方法開始應(yīng)用于藥品微生物檢驗(yàn)中來。
本研究建立的雙重實(shí)時(shí)熒光PCR 方法,確定了反應(yīng)體系和反應(yīng)參數(shù),通過對(duì)金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌與樣品和環(huán)境中污染概率較大,一些生化反應(yīng)相同的干擾菌株同時(shí)進(jìn)行檢驗(yàn),表明該方法特異性高,滿足日常檢驗(yàn)需求。實(shí)時(shí)熒光PCR 檢測(cè)下限為10~100 cfu[20]。本研究建立的金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌檢測(cè)限分別可達(dá)到20、10 cfu/mL,具有良好的靈敏度。但熒光PCR 法也存在不足,傳統(tǒng)的生化檢驗(yàn)方法,活菌能夠被培養(yǎng),進(jìn)而被分離鑒別,而死菌不能夠被培養(yǎng),也就無法被檢測(cè)到。由于滅菌工藝的不同,死菌可能殘留在樣品中,通過熒光PCR 方法死菌也會(huì)被檢測(cè)到而判定為陽性。這也可能是熒光PCR方法沒有被廣泛應(yīng)用于的藥品控制菌檢驗(yàn)中的原因之一。
麝香壯骨膏工藝中雖無滅菌工藝,但由于制法中藥品原料都經(jīng)過熬制微生物污染可能小,輔料與包裝過程可能存在污染。雖然沒有陽性結(jié)果數(shù)據(jù),通過陰性結(jié)果數(shù)據(jù)表明熒光PCR 方法具有靈敏、快速特點(diǎn),提高了藥品日常檢驗(yàn)工作的效率,對(duì)日常的藥品微生物檢驗(yàn)工作中,大批量相同樣品的金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌的污染的初篩,雙重?zé)晒釶CR 法能夠提供有效的幫助,也為今后建立不同組合和更多控制菌的同步檢測(cè)打下了良好基礎(chǔ)。