RPA技術(shù)在結(jié)核分枝桿菌診斷的應(yīng)用
時(shí)間:2022-06-21 15:52:11
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摘要:目的傳統(tǒng)的結(jié)核分枝桿菌鑒定方法周期時(shí)間長(zhǎng)、敏感性較差,往往延誤患者的診斷和治療,隨著分子生物學(xué)的飛速發(fā)展,為了可以快速診斷結(jié)核分枝桿菌,本研究利用重組酶聚合酶擴(kuò)增(RecombinasePolymeraseAmplification,RPA)技術(shù)建立快速的結(jié)核分枝桿菌檢測(cè)方法,為結(jié)核病患者的診斷和治療贏得寶貴時(shí)間。方法應(yīng)用RPA技術(shù)對(duì)疑似肺結(jié)核患者痰標(biāo)本中的特異性核苷酸片段進(jìn)行檢測(cè),利用衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)RPA技術(shù)與傳統(tǒng)診斷方法有無差異。結(jié)果80例疑似肺結(jié)核患者的痰標(biāo)本中檢測(cè)出70例陽性,有10例排除結(jié)核病。80例疑似肺結(jié)核患者的痰標(biāo)本中,RPA技術(shù)檢測(cè)陽性率為87.50%,痰涂片檢測(cè)陽性率為56.25%,痰培養(yǎng)檢測(cè)陽性率為75.00%,RPA技術(shù)檢測(cè)陽性率較高,與痰涂片、痰培養(yǎng)比較,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=25.00,P<0.01;χ2=10.00,P<0.01)。結(jié)論RPA技術(shù)的成功建立對(duì)結(jié)核病的快速診斷有著重要意義。
關(guān)鍵詞:重組酶聚合酶擴(kuò)增;結(jié)核分枝桿菌;特異性;診斷;檢測(cè)
結(jié)核病(tuberculosis)是由結(jié)核分枝桿菌(Mycobacte-riumtuberculosis,MTB)引起的一種古老的慢性傳染病,以肺部感染最為常見[1]。2019年世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì),全球報(bào)告結(jié)核病患者710萬例,與估算的1000萬例有所差異,可能與大部分患者未被診斷出來有關(guān)[2],可見結(jié)核病的診斷存在一定的難度。肺結(jié)核是結(jié)核病中具有傳染性的一類,臨床上對(duì)這類患者的診斷主要通過痰涂片法和痰培養(yǎng)法,按照世界衛(wèi)生組織的統(tǒng)計(jì),臨床上的診斷率只有不到70%。由于部分患者未得到及時(shí)診斷,使其成為持續(xù)的傳染源,發(fā)病數(shù)持續(xù)增加?;诖?,需改進(jìn)現(xiàn)有的診斷方法,以提高結(jié)核病的診斷率。重組酶聚合酶擴(kuò)增(RecombinasePolymeraseAmplification,RPA)技術(shù)被稱為是可以替代PCR技術(shù)的核酸檢測(cè)技術(shù)[3-7]。該技術(shù)對(duì)硬件設(shè)備的要求很低,特別適合用于體外診斷、獸醫(yī)、食品安全、生物防御、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域[8-11]。本研究利用RPA技術(shù)建立結(jié)核分枝桿菌的快速檢測(cè)方法,現(xiàn)報(bào)告如下。
1材料與方法
1.1材料結(jié)核分枝桿菌標(biāo)準(zhǔn)株H37Rv由中國疾病預(yù)防控制中心提供,該研究涉及的菌株標(biāo)本和痰標(biāo)本均來源于邯鄲市第六醫(yī)院;引物與探針(表1)交由上海生工有限公司合成;DNA提取采用江蘇碩世公司的磁珠提取試劑盒,RPAMasterMix購自濰坊安普未來生物科技有限公司,培養(yǎng)基選用珠海貝索的酸性羅氏培養(yǎng)基和中性羅氏培養(yǎng)基。1.2儀器西安天?。襡al-timePCR儀,江蘇碩世全自動(dòng)核酸提取儀,熱電培養(yǎng)箱。1.3方法1.3.1痰涂片鏡檢抗酸染色[12],用玻片夾夾持涂片標(biāo)本,滴加石炭酸復(fù)紅2~3滴,在火焰高處徐徐加熱,切勿沸騰,出現(xiàn)蒸汽即暫時(shí)離開,若染液蒸發(fā)減少,應(yīng)再加染液,以免干涸,加熱3~5min,待標(biāo)本冷卻后用水沖洗。3%鹽酸酒精脫色30s~1min,用水沖洗。用堿性美蘭溶液復(fù)染1min,水洗,用吸水紙吸干后用油鏡觀察。1.3.2分離培養(yǎng)取目標(biāo)痰液經(jīng)4%氫氧化鈉溶液消化處理15min后,酸性羅氏培養(yǎng)基37℃培養(yǎng)7周,分離得到菌株。1.3.3DNA制備取1ml菌懸液或痰液于1.5ml離心管中,7500rpm離心10min,棄上清,加入180μl溶有溶菌酶的緩沖液BL,充分混勻,低速離心,于37℃水浴溫育30min(溫浴期間每隔10min顛倒混勻一次)。加入10μl蛋白酶K至樣品中,充分混勻,低速離心,56℃水浴溫育10min。將消化液全部加入到試劑板AT中的第1、7列中。將加入樣本的試劑板AT放置在核酸提取儀中,試劑板AT的缺口朝外。插入八聯(lián)磁棒套,關(guān)上試驗(yàn)倉,按下設(shè)置核酸提取程序,并選擇運(yùn)行。1.3.4RPA反應(yīng)體系每份反應(yīng)液中含有A反應(yīng)液29.4μl,上、下游引物(10μmol/μl)各2μl,探針(10μmol/μl)2μl,滅菌水11.5μl,結(jié)核分枝桿菌DNA樣品2μl,反應(yīng)液總體系50μl。1.3.5PCR反應(yīng)條件39℃30s(×1),39℃10s→39℃20s(×40)。1.3.6結(jié)果分析采用SPSS21.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析,采用χ2檢驗(yàn)對(duì)不同檢測(cè)方法的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2結(jié)果
2.1RPA技術(shù)檢測(cè)結(jié)果80例疑似肺結(jié)核患者的痰標(biāo)本中檢測(cè)出70例陽性,結(jié)果見圖1。對(duì)余下的10例患者標(biāo)本分別進(jìn)行痰涂片以及痰培養(yǎng),結(jié)果均為陰性,又對(duì)10例患者進(jìn)行流行病學(xué)調(diào)查,綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以排除結(jié)核病的可能。2.2痰涂片鏡檢結(jié)果對(duì)80例疑似肺結(jié)核患者的痰標(biāo)本進(jìn)行痰涂片鏡檢,陽性45例,再進(jìn)行RPA檢測(cè),45例患者標(biāo)本全部陽性;對(duì)35例涂片陰性的標(biāo)本進(jìn)行RPA檢測(cè),其中檢出25例陽性、10例陰性。在80例疑似肺結(jié)核患者的痰標(biāo)本中,RPA檢測(cè)陽性率為87.50%,痰涂片檢測(cè)陽性率為56.25%,RPA陽性檢測(cè)率較高,對(duì)兩種檢測(cè)方法進(jìn)行配對(duì)設(shè)計(jì)的χ2檢驗(yàn),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=25.00,P<0.01)。2.3痰培養(yǎng)結(jié)果80例疑似肺結(jié)核患者的痰標(biāo)本中培養(yǎng)出60株結(jié)核分枝桿菌。與RPA技術(shù)比較見表3。60例培養(yǎng)陽性的標(biāo)本進(jìn)行RPA檢測(cè),全部陽性,對(duì)20例痰培養(yǎng)陰性的標(biāo)本進(jìn)行RPA檢測(cè),其中檢出10例陽性、10例陰性。在80例疑似肺結(jié)核患者的痰標(biāo)本中,RPA檢測(cè)陽性率為87.50%,痰培養(yǎng)檢測(cè)陽性率為75.00%,RPA陽性檢測(cè)率較高,對(duì)兩種檢測(cè)方法進(jìn)行配對(duì)設(shè)計(jì)的χ2檢驗(yàn),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=10.00,P<0.01)。
3討論
肺結(jié)核患者傳統(tǒng)診斷方法主要有細(xì)菌學(xué)、免疫學(xué)和分子生物學(xué)。細(xì)菌學(xué)的臨床診斷是傳染性肺結(jié)核患者診斷的金標(biāo)準(zhǔn),其中主要的診斷方法有痰涂片的抗酸染色法和結(jié)核分枝桿菌培養(yǎng)法。然而,痰涂片抗酸染色法的陽性率很低,陽性率低的原因主要受痰標(biāo)本質(zhì)量好壞的影響,因此陽性率的差別很大。細(xì)菌分離培養(yǎng)法的陽性率稍高于痰涂片抗酸染色法,并且能夠分離得到活菌,但結(jié)核分枝桿菌的生長(zhǎng)速度緩慢,檢測(cè)周期較長(zhǎng),一般需要7周左右。隨著PCR技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展,該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于臨床實(shí)驗(yàn)室診斷之中,具有靈敏、快速、特異的特點(diǎn),能夠快速檢測(cè)不同類型的標(biāo)本中的少量細(xì)菌,靈敏度較高,而且不受抗生素使用的影響。但PCR技術(shù)無法避免地要經(jīng)歷變性、退火、延伸等熱循環(huán)步驟,并且需要具備昂貴的PCR擴(kuò)增儀器才能實(shí)現(xiàn)核酸擴(kuò)增,因此限制了其在基層單位以及現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)陋條件下的應(yīng)用,加之?dāng)U增時(shí)間長(zhǎng)、成本高,并不適合傳染病的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和床旁診斷[13]。目前Gene-XpertMTB/RIF技術(shù)已被應(yīng)用在結(jié)核病的診斷中,雖然可以提高診斷率,但該技術(shù)設(shè)備昂貴并且通量小,試劑封閉且較貴,并未得到很好的應(yīng)用推廣。因此,研究和發(fā)展一種快速高效、操作簡(jiǎn)便、靈敏可靠的檢測(cè)技術(shù),對(duì)傳染病的診斷、治療和疫情的控制具有重要意義。RPA技術(shù)是一種新型的等溫?cái)U(kuò)增技術(shù),是目前全球較新的等溫?cái)U(kuò)增檢測(cè)技術(shù),其對(duì)硬件設(shè)備的要求很低,尤其可以應(yīng)用于傳染病的分子診斷中[14-17],且檢測(cè)時(shí)間短,只需5~20min就可以完成[18-20]。
作者:黃亮 胡朝輝 閆永飛 高騰 許夢(mèng)捷 李偉昊 趙麗萍 單位:邯鄲市疾病預(yù)防控制中心