现代分子生物学技术如何在微生物检验中应用

万珠珠

【中图分类号】R450 【文献标识码】B 【DOI】

随着现代分子生物学技术的发展，更多的生物学方法被应用在现代微生物检验中，在一定程度上能够促使微生物检验技术的发展。随着现代分子生物学的不断发展，检验检测结果的出具能够更加高效、可信，对临床疾病的诊断以及治疗有一定的积极意义，进一步推动各个领域工作的持续进步。让我们一起了解一下现代分子生物学技术如何应用在微生物检验中。

1 聚合酶链反应技术（PCR）

PCR技术的发展速度较快，且应用范围较广，由此也可以看出PCR技术具有强大的生命力。PCR可用于多种病原微生物的同时检测和测定。在同一PCR反应管中，同时加入多种病原微生物的特异性引物，利用PCR进行扩增，能够鉴定出是哪一型的病原体感染。

那么哪些病毒可以被检测？（1）肝炎病毒的感染：在同一患者或同一供血者体内，有时可能会存在多种肝炎病毒重叠感染，利用PCR能进一步确定。（2）肠道致病性细菌检测：伤寒、痢疾、霍乱会使患者出现相同的肠道症状。（3）性病的检测：利用PCR能对梅毒、淋病以及艾滋病进行诊断。（4）战乱细菌及生物战剂细菌的检测，比如破伤风杆菌、炭疽杆菌。

PCR同样具有高度敏感性和特异性，在微生物检测中，具有一定的应用优势，在对形态和生化反应不典型的微生物鉴定的过程中，利用常规的方法无法准确测定。通过PCR检测，即使最终发现大量的死菌，也能做出准确的鉴定。PCR的应用不受混合标本带来的影响，能够从含有大量正常菌群的标本中有效鉴定病原菌，而对于生长缓慢或难以培养的微生物鉴定时，比如幽门螺杆菌、支原体、大多数病毒，PCR技术的应用能够提高检出率。

2 基因芯片技术

生物芯片是20世纪90年代中期发展起来的一项技术，是以玻片、尼龙膜为载体，能够实现一次实验同时检测多种疾病。按照芯片上固定生物活性分子的不同，可以分为蛋白芯片和基因芯片，其中基因芯片也被称作“DNA微阵列技术”，能够快速、准确、高效地发现病原体的遗传信息，因此被广泛应用在基因序列、分析病原微生物感染的诊断中。

与其他技术相比，基因芯片技术具有一定的优越性，能够检测抗体产生前的感染，有利于临床进行早期诊断，能够弥补其他检测方法无法确定感染的情况。利用基因芯片技术，能够直接确定病原体的类型。一般情况下，大肠埃希菌、痢疾志贺菌检测时采用基因芯片技术，由于这种技术具有较高的灵敏性，且操作简单、重复性好，能够有效提高检出效率。同时，基因芯片技术能够检测耐药菌的耐药基因，帮助临床有针对性的使用抗生素。基于基因芯片技术，能有效预测个体对药物敏感基因，有利于新型抗生素的研发，在一定程度上能够提高治疗效果，对临床用药和新药的开发具有一定的促进作用。基因芯片还能应用在病原微生物耐药基因的表达谱检测中，与常规序列测定方法相比，基因芯片不仅能够用于测序，还能直接鉴定分枝杆菌的种。虽然基因芯片技术检测具有一定的应用优势，但依然存在一些关键问题，比如实验室为一步提高芯片的特性，需要使用更精准的检测仪器，再加上芯片的制备成本较高，导致这种技术的应用目前只局限于实验室，并未在临床病原微生物的实际检测中推广使用。

3 核酸探针

现代分子生物学技术的发展，促使微生物检验体系的不断完善。由于微生物的影响比较广泛，对社会、医学、生物领域都具有决定性的影响。核酸探针技术与其他两项具有本质的区别，从概念上来讲，核酸探针是指带有标记的特异DNA片段，应用在微生物检测中，核酸探针能够实现与目标DNA的特异性杂交，从而测定标记物。探针的标记方法分为两种，一种是放射性标记，另一种是非放射性标记。在实际应用的过程中，非放射性标记具有直观、准确的特点，被临床医学检验广泛应用。由于核酸探针中核苷酸的成分不同，可以分为DNA探针和RNA探针，但一般情况下会使用DNA探针。（1）核酸探针的实际应用一般适用于检测无法培养、不能用作生化鉴定、不可观察的微生物产物。（2）还能用于检测病毒病，比如肝炎病毒，有效区分有毒和无毒菌株。对于核酸探针而言，该项技术可直接对检测物质的本质进行检测，而不是通过表面检测来获得结果。DNA检测的准确率较高，具有一定的权威性，这也为核酸探针的应用提供较为坚实的基础。（3）检测细菌内抗药基因，抗药基因的检测结果，可提供给相关医疗机构研究临床治疗药物，由此避免在患者体内产生抗药性，提高药物的临床疗效，减轻患者的病痛。（4）核酸探针还能分析食品是否被某些耐药菌株污染，对基因分型。

4 适体技术

适体又称“适配分子”或“适配子”，主要应用研究小分子核酸与靶物质相结合的部位、序列及空间构象。由于适体分子可用酶、放射性核素、荧光物质及生物素等标记以作为检测分子，协同传统的检测技术提高检验的效率，比如生物传感器、荧光偏振、分子灯塔和毛细管电泳等，由此得到广泛的运用。适体与抗体相比，具有针对靶分子的范围广、亲和力和特异性高、性能稳定、便于修饰等诸多优点。在检验中利用针对微生物的特定蛋白和基因的适体，能够实现对微生物鉴定和分型，实现对耐药基因的检验。

5 结束语

应用在微生物检验中的分子生物学技术，未来的发展趋势有两点，一点是定量PCR，一点是PCR的全自动化，比如应用扩增和检测于一体的一次性试验卡，能够有效解决PCR污染问题。除PCR之外的体外基因扩增技术，也将由科研进入到临床应用阶段，比如连接酶反应（LCR）、转路扩张系统（TIS）等。分子生物学是一门正在发展的新兴学科，随着学科的进一步发展，也逐渐揭示生命本质的高度有序性和一致性，深入生命科学，必将生产出新的分子生物学技术，在微生物检验中的应用逐渐得到推广。在实际选择检测方法时应考虑自身所擁有的条件，检测所要求达到的灵敏度，而提高灵敏度和去除假阳性是检测方法发展的趋势。