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                食品伙伴網(w¨£ng)服務(w¨´)號

                RiboPrinter® 在肉毒梭菌鑒定和分子分型中的應用

                放大字體  縮小字體 發(f¨¡)布日期£º2013-08-16  來(l¨¢i)源£º杜邦中國
                核心提示£ºRiboPrinter® 在肉毒梭菌鑒定和分子分型中的應用
                RiboPrinter® 在肉毒梭菌鑒定和分子分型中的應用
                 
                梭狀芽孢桿菌是一個(g¨¨)多樣化的革蘭氏陽(y¨¢ng)性菌屬£¬專(zhu¨¡n)性厭氧£¬在環(hu¨¢n)境中普遍存在¡£這個(g¨¨)屬大約包含了100多個(g¨¨)種£¬基因組內總體的G+C含量范圍在22-55%£¬反映出該屬內的細菌在系統進(j¨¬n)化關(gu¨¡n)系上的巨大差異¡£
                該屬內最主要的食源性致病菌為肉毒梭菌和產(ch¨£n)氣莢膜梭菌£¬它們均可通過(gu¨°)毒素介導£¬通過(gu¨°)直接產(ch¨£n)生毒素£¨如食源性肉毒中毒£©£¬或在腸道內生成毒素£¨如嬰兒肉毒中毒和產(ch¨£n)氣莢膜梭菌腹瀉£©£¬從而引發(f¨¡)食源性細菌性疾病¡£
                 
                肉毒梭菌簡(ji¨£n)介
                肉毒梭菌£¨Clostridium botulinum£©屬于厭氧性梭狀芽孢桿菌£¬為革蘭氏陽(y¨¢ng)性的多形態(t¨¤i)大桿菌£¬芽孢位于菌體近端£¬使菌體?#39135;×Ð位?#32178;(w¨£ng)球拍狀¡£根據抗原性的不同£¬肉毒梭菌可分為8個(g¨¨)型£¬分別是A¡¢B¡¢Cα¡¢Cβ¡¢D¡¢E¡¢F和G型¡£
                肉毒梭菌產(ch¨£n)生的外毒素稱(ch¨¥ng)為肉毒神經(j¨©ng)毒素£¨BoNTs£¬botulinum neurotoxins£©£¬肉毒毒素在目前已知毒素中毒性最強£¬一個(g¨¨)人的致死劑量大約為1 µg£¬比氰化鉀毒力大10000倍£¬和炭疽一樣£¬可作為生物武器¡£BoNTs可引發(f¨¡)食物中毒£¬即肉毒中毒£¬能夠引起人類(l¨¨i)中毒的主要型別為A¡¢B和E型¡£肉毒中毒的臨床表現不同于其他食物中毒£¬胃腸道癥狀很少見(ji¨¤n)£¬主要為神經(j¨©ng)末梢麻痹£¬發(f¨¡)病率不高£¬但死亡?#31034;?#32048;菌性食物中毒之首¡£
                肉毒梭菌是一種腐物寄生菌£¬在自然界分布廣泛£¬食物中肉毒梭菌主要來(l¨¢i)源于環(hu¨¢n)境£¬如塵埃¡¢糞便等£¬尤其是帶菌土壤¡£肉毒梭菌的抵抗力一般£¬在45¡æ以上都受到抑制£¬80¡æ經(j¨©ng)20min可被殺滅¡£但其芽孢的抵抗力極強£¬可耐煮沸長(ch¨¢ng)達1-6h之久£¬于180¡æ干熱5-15min或于120¡æ高壓蒸汽下10-20min才能滅活£¬在酒精中可存活2個(g¨¨)月£¬10%的HCl需60min才能破壞芽孢¡£蛋白分解型的肉毒梭菌£¨A¡¢B和F型£©芽孢比非蛋白分解型的B¡¢E和F型的芽孢對熱具有更強的抵抗力¡£芽孢在厭氧環(hu¨¢n)境的食?#20998;?#21487;發(f¨¡)芽繁殖產(ch¨£n)生肉毒毒素£¬人類(l¨¨i)因食入已產(ch¨£n)生毒素的食品而發(f¨¡)生肉毒中毒¡£另外£¬因肉毒梭菌隨蜂蜜等食物進(j¨¬n)入嬰兒腸道內產(ch¨£n)毒引發(f¨¡)的嬰兒肉毒中毒也有存在¡£
                 
                肉毒梭菌的形態(t¨¤i)特征和分類(l¨¨i)學(xu¨¦)


                肉毒梭菌為多形態(t¨¤i)的厭氧性的桿狀菌£¬長(ch¨¢ng)約4-6?m£¬寬約0.6-1.2 ?m£¬兩側平行£¬兩端鈍圓£¬直桿狀或稍彎曲£¬可形成芽孢£¬卵圓形£¬位于次級端或偶有位于中央£¬常見(ji¨¤n)很多游離芽孢£¬多單在£¬?#23478;?ji¨¤n)成雙或短鏈£¬A型和B型菌的芽孢大于菌體£¬位于菌體近端£¬使菌體?#39135;×Ð位?#32178;(w¨£ng)球拍狀£¬其他的型芽孢一般不超過(gu¨°)菌體寬度¡£有時(sh¨ª)呈現長(ch¨¢ng)絲狀或鏈狀£¬有時(sh¨ª)能見(ji¨¤n)到舟形¡¢帶把柄的檸檬形¡¢蛇樣線(xi¨¤n)狀和染色較深的球莖狀£¬這些屬于退化型£¬當菌體開(k¨¡i)始形成芽孢時(sh¨ª)£¬常常伴隨著(zh¨´)自溶現象¡£肉毒梭菌具有4-8根周生性鞭毛£¬運動(d¨°ng)遲緩£¬沒(m¨¦i)?#26143;v膜¡£
                 
                根據¡¶伯杰氏細菌鑒定手冊¡·£¬肉毒梭菌歸屬為原核生物界¡¢厚壁菌門(m¨¦n)¡¢厚壁菌綱¡¢芽孢桿菌科的梭菌屬£¨Clostridium£©¡£
                 
                肉毒梭菌這個(g¨¨)種是基于?#25105;?#30340;表型特征£¬即產(ch¨£n)生BoNTs的這個(g¨¨)特性來(l¨¢i)分類(l¨¨i)定義的¡£Collins等£¨1998£©又將其分為4個(g¨¨)組£¨Group I-IV£©£¬這些群呈現出非常多樣化的基因型和表型特征£¨見(ji¨¤n)表一£©£¬菌株之間的差異程度要遠遠超過(gu¨°)枯草芽孢桿菌£¨Bacillus subtilis£©和金黃色葡萄球菌£¨Staphylococcus aureus£©菌株之間的差異程度¡£
                 
                這種情況有時(sh¨ª)更為復雜£¬導致分類(l¨¨i)學(xu¨¦)上的困難£¬?#39511;éÓ行?#33740;株從發(f¨¡)育關(gu¨¡n)系上來(l¨¢i)說(shu¨­)與肉毒梭菌非常相近£¬但是并不產(ch¨£n)生神經(j¨©ng)毒素£¬因而沒(m¨¦i)有歸入肉毒梭菌這個(g¨¨)種£¬如生孢梭菌£¨Clostridium sporogenes£©£¬諾維氏梭菌£¨Clostridium novyi£©£¬和其他一些未命名的梭菌£»而?#34892;?#33740;株能生產(ch¨£n)神經(j¨©ng)毒素£¬卻因系統發(f¨¡)育較遠£¬并未歸入肉毒梭菌£¬如巴氏梭菌£¨Clostridium baratii£©以及酪酸梭菌£¨Clostridium butyricum£©¡£更復雜的情況是£¬Collins等£¨1998£©還發(f¨¡)現BoNTs的毒力基因能在菌株間不穩定地平行轉移£¬從而產(ch¨£n)生不產(ch¨£n)毒的變種£¬或是攜帶部分或未知的BoNTs基因¡£正?#39511;?#32905;毒梭菌的種內多樣性£¬導致了對于該細菌的分類(l¨¨i)學(xu¨¦)研究?#28304;?#22312;爭議£¬給各種肉毒梭菌的檢測¡¢分離和鑒定方法£¬甚至是16S測序法鑒定都帶來(l¨¢i)了一定的難度¡£
                 
                表一£º肉毒梭菌的基本特征

                特征

                I

                II

                III

                IV

                毒素類(l¨¨i)型

                A, B, F

                B, E, F

                C, D

                G

                人類(l¨¨i)疾病病原

                最低生長(ch¨¢ng)溫度£¨¡æ£©

                10

                3.3

                15

                不確定

                最適生長(ch¨¢ng)溫度£¨¡æ£©

                35-40

                18-25

                40

                37

                最低生長(ch¨¢ng)pH

                4.6

                5.0

                5.0

                不確定

                最低生長(ch¨¢ng)水活度Aw

                0.94

                0.97

                不確定

                不確定

                氯化鈉抑制

                10%

                5%

                2%

                不確定

                芽孢D100¡æ值£¨分鐘£©

                25

                < 0.1

                0.1-0.9

                0.8-1.12

                芽孢D121¡æ值£¨分鐘£©

                0.1-0.2

                < 0.001

                不確定

                不確定

                蛋白分解活性

                微弱

                脂肪分解活性

                糖分解活性

                微弱

                相近的非產(ch¨£n)毒梭菌屬菌種

                C. sporogenes

                C. putrificum

                C. beijerinkii

                C. novyi

                C. haemolyticum

                C. subterminale

                C. histolyticum

                C. linosium

                毒力基因位置

                染色體

                染色體

                噬菌體

                質(zh¨¬)粒

                基因組G+C含量£¨mol%£©

                26-29

                27-29

                26-28

                28-30

                肉毒梭菌的傳統鑒定和分離方法

                正如前述£¬肉毒梭菌這個(g¨¨)種是基于?#25105;?#30340;表型特征£¬即產(ch¨£n)生BoNTs的這個(g¨¨)特性來(l¨¢i)分類(l¨¨i)定義的£¬所以傳統的表型和基因型鑒定方法£¬如生化反應¡¢細胞脂肪酸組分分析以及16S測序等并不能給出明確的鑒定結果£¬見(ji¨¤n)Collins£¨1998£©£¬Brett£¨1998£©£¬Ghanem£¨1991£©¡£比如£¬16S測序方法已被證實(sh¨ª)無(w¨²)法區分肉毒梭菌及其兩個(g¨¨)近親£º諾維氏梭菌£¨Clostridium novyi£©和生孢梭菌£¨Clostridium sporogenes£©¡£
                 
                肉毒梭菌培養分離的第一步是增菌培養基及培養條件的確定¡£培養基可優(y¨­u)先選用預還原性£¨Pre-reduced£©厭氧無(w¨²)菌的熟肉基質(zh¨¬)培養基£¨可含或不含葡萄糖成分£©£¨cooked meat medium£©£¬碎肉葡萄糖淀粉培養基£¨chopped-meat glucose-starch medium£©£¬或胰蛋白胨葡萄糖酵母提取肉湯£¨tryptone-peptone glucose yeast extract broth£©¡£胰蛋白酶可被添加到配方中以滅活細菌素和激發(f¨¡)神經(j¨©ng)毒素¡£溶菌酶的加入有助于復活熱損傷的孢子£¬尤其適合于非蛋白分解型肉毒梭菌的菌株¡£
                 
                由于不同組別的肉毒梭菌的最適生長(ch¨¢ng)條件并不統一£¨見(ji¨¤n)表一£©£¬所以最優(y¨­u)的培養溫度的選擇仍然是個(g¨¨)問(w¨¨n)題¡£Solomon£¨2001£©等推薦采用28¡æ用于II組肉毒梭菌的培養£¬而用35¡æ用于其他組別的培養£¬不過(gu¨°)目前已經(j¨©ng)有質(zh¨¬)疑認為其不適用魚(y¨²)類(l¨¨i)和貝殼類(l¨¨i)食?#20998;?#32905;毒梭菌的檢測¡£Anon£¨1998£©等推薦采用30¡æ用于所有組別的菌株的培養£¬但在這個(g¨¨)條件下I組的菌株得不到最優(y¨­u)的生長(ch¨¢ng)¡£
                 
                培養5天后£¬接種的肉湯需做小鼠生物實(sh¨ª)驗£¨Mouse Bioassay£©以檢測BoNTs的產(ch¨£n)生情況¡£另需培養10天以檢測受損芽孢或延遲產(ch¨£n)芽菌株的生長(ch¨¢ng)情況仍然是十分必要的¡£所有的培養物還需最終通過(gu¨°)鏡檢檢測£¬觀(gu¨¡n)察菌株的形態(t¨¤i)特征£¬以獲得鑒定結論¡£
                 
                疑似陽(y¨¢ng)性的肉湯樣本£¬連同疑似原因食品和臨床樣本£¨尤其是糞便£©還需選用上述培養基進(j¨¬n)行嚴格厭氧環(hu¨¢n)境下的二次培養以進(j¨¬n)行確認¡£培養基需包含以下成分£º
                卵黃£º以檢測酯酶陽(y¨¢ng)性的肉毒梭菌菌株£¬見(ji¨¤n)Silas£¨1985£©
                選擇性抗菌劑£º環(hu¨¢n)絲氨酸£¬?#21069;?#30002;基異惡唑£¬甲氧芐啶等£¬見(ji¨¤n)Silas£¨1985£©£¬Dezfulian£¨1981£©£¬Mills£¨1985£©
                由于肉毒梭菌不同組別菌株存在較大差異£¨尤其是I組和II組£©£¬專(zhu¨¡n)家們一致建議采用含抑菌劑和不含有抑菌劑的選擇性平板同時(sh¨ª)進(j¨¬n)行對照實(sh¨ª)驗£¬以便分析和獲得更為準確的結果¡£
                 
                典型的肉毒梭菌的菌落形態(t¨¤i)見(ji¨¤n)圖一£º
                Typical colonial growth of C. botulinum, together with an atypical lipase negative culture: Classically, C. botulinum colonies are usually gray-white on blood containing agars with circular irregular edges, and a clear zone of β-hemolysis.
                Clostridium botulinum growing on blood agar £¨Below Left£©
                Clostridium botulinum growing on egg yolk agar showing the lipase reaction after 72 hours of incubation £¨Below Right£©

                 
                主要的肉毒梭菌的生化特征見(ji¨¤n)表二和表三£º
                表二£º各型肉毒梭菌的生化特性

                型別

                A

                B

                C

                D

                E

                F

                葡萄糖發(f¨¡)酵

                +

                +

                +

                +

                +

                +

                麥芽糖發(f¨¡)酵

                +

                (±)

                (±)

                (±)

                (±)

                (±)

                乳糖發(f¨¡)酵

                -

                -

                (-)

                (-)

                -

                -

                蔗糖發(f¨¡)酵

                (-)

                (±)

                -

                -

                -

                (+)

                靛基質(zh¨¬)產(ch¨£n)生

                (±)

                -

                (-)

                (-)

                -

                -

                明膠液化

                -

                (+)

                (±)

                (±)

                (±)

                (+)

                牛奶消化

                (+)

                (±)

                -

                -

                -

                (+)

                注£º肉毒梭菌的生化形狀并不規律£¬即使同型也常見(ji¨¤n)到株間差異£»+表示陽(y¨¢ng)性£¬-表示陰性£¬(±)表示視菌株而定£¬(+)表示多為陽(y¨¢ng)性反應£¬(-)表示多為陰性反應¡£
                 
                表三£º各組肉毒梭菌的生化特性
                 

                組別

                I

                II

                III

                IV

                芽孢位置

                S

                T

                S

                T

                S

                T

                S

                T

                動(d¨°ng)力

                +

                -

                +

                +

                -

                +

                有氧環(hu¨¢n)境

                -

                -

                -

                -

                葡萄糖

                +

                +

                +

                -

                乳糖

                -

                -

                -

                -

                麥芽糖

                -

                +

                d

                -

                甘露醇

                -

                -

                -

                -

                卵?#23383;?#37238;

                -

                -

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                +

                -

                酯酶

                +

                +

                +

                -

                七葉苷水解

                +

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                -

                -

                肉渣消化

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                -

                明膠液化

                +

                +

                +

                +

                吲哚產(ch¨£n)生

                -

                -

                -

                +

                -

                牛乳反應

                d

                c

                -

                d

                d

                硝酸鹽還原

                -

                -

                -

                -

                脲酶

                -

                -

                -

                -

                注£ºS表示次端£¬T表示末端£»+表示陽(y¨¢ng)性反應£¬-表示陰性反應£¬d表示能消化£¬c表示凝固¡£
                 
                肉毒梭菌的Ribotyping鑒定及分子分型

                正?#39511;?#32905;毒梭菌的種內菌株的多樣性及其16S序列的高度保守性使得生化鑒定和16S測序鑒定等傳統技術(sh¨´)對肉毒梭菌的鑒定存在諸多難點(di¨£n)£¬所以研究者們不遺余力應用更多分子生物學(xu¨¦)技術(sh¨´)以縮短肉毒梭菌的鑒定時(sh¨ª)間£¬簡(ji¨£n)化鑒定流程£¬增加鑒定結果的準確性和重現性¡£
                 
                Ribotyping£¨核?#27714;w分型£©是首個(g¨¨)用于細菌鑒定和分型的分子指紋技術(sh¨´)£¬無(w¨²)需依賴(l¨¤i)PCR技術(sh¨´)£¬因此可避免非特異擴增問(w¨¨n)題£¬具有較高的保真性¡£其是在RFLP£¨限制性片段長(ch¨¢ng)度多態(t¨¤i)性£©和Southern Blot印跡基礎上發(f¨¡)展起來(l¨¢i)的一種鑒定和分型方法£¬它將細菌的全基因組DNA用限制性?x¨²n)惹?#37238;消化£¬經(j¨©ng)電泳分離和Southern Blot轉印后£¬用放射性標記的rRNA操縱子探針雜交£¬根據帶型和帶數的多態(t¨¤i)性對細菌進(j¨¬n)行分子分型£¬同時(sh¨ª)因圖譜本身具備系統分類(l¨¨i)學(xu¨¦)的意義£¬因此可將圖譜與標準菌株數據庫的指紋模式£¨Ribo Pattern£©進(j¨¬n)行比對£¬實(sh¨ª)現鑒定和分子分型的同步完成¡£
                 
                該方法的優(y¨­u)點(di¨£n)之一是廣譜性¡¢通用性和特異性兼顧¡£由于核?#27714;w編碼基因有較高的保守性£¬各種限制性酶切位點(di¨£n)在細菌基因組內也廣泛分布£¬因此可用一種通用的探針和酶切方案對多種不同的微生物進(j¨¬n)行檢測£¬實(sh¨ª)現廣譜分析£¬特別適合未知病原菌的篩查和溯源£¬也滿(m¨£n)足大規模檢測及食物中毒應急檢測的需求¡£用戶(h¨´)也可為某一特定種屬的細菌進(j¨¬n)行酶切方案和探針的探索及優(y¨­u)化£¬選用?#25105;?#37238;切或混和酶切的條件£¬及更為特異的探針£¬滿(m¨£n)足更高特異性和分型力的需求£¬建立個(g¨¨)性化的菌株指紋圖譜數據庫£¬見(ji¨¤n)Grimont£¨1986£©¡£
                 
                該方法的另一大優(y¨­u)點(di¨£n)是分型力較好¡£由于核?#27714;w是細菌體內重要的蛋白質(zh¨¬)合成“工廠(ch¨£ng)”£¬細菌通常具有多個(g¨¨)核?#27714;w編碼基因以滿(m¨£n)足新陳代謝需要¡£通過(gu¨°)Ribotyping£¬可獲得足夠數量不同分子大小的指紋條帶£¨一般為5~15條£©£¬具備較高的分型率和良好的重復性£¬分型圖譜穩定性高¡¢條帶多£¬見(ji¨¤n)Anne£¨1991£©¡£
                 
                Schalch等£¨1997£©曾采用Ribotyping技術(sh¨´)對10個(g¨¨)食物中毒暴發(f¨¡)事件中收集而來(l¨¢i)的34株產(ch¨£n)氣莢膜梭菌£¨Clostridium perfringens£©進(j¨¬n)行了分型£¬得到了12種指紋模式£¨Ribotype£©£¬且從原因食?#20998;?#21644;病人糞便樣本中分離得到的菌株的指紋模式高度吻合¡£
                 
                Hielm等£¨1999£©首次采用Ribotyping技術(sh¨´)對68株肉毒梭菌和5種相關(gu¨¡n)的梭菌屬菌種進(j¨¬n)行了鑒定和分型£¬以?#30142;?#35442;技術(sh¨´)對引發(f¨¡)中毒的肉毒梭菌的鑒定和分型能力¡£他們?#32676;?#35430;驗了13種限制性?x¨²n)惹?#37238;£¬最終選擇以EcoR I和Hind III的酶切方案進(j¨¬n)行鑒定和分型¡£這兩種酶切方案及Ribotyping技術(sh¨´)均顯示出了良好的鑒定和分型效果£¬可以顯著(zh¨´)的區分蛋白分解型和非蛋白分解型的肉毒梭菌菌株£¬并被推薦為肉毒梭菌種屬鑒定的優(y¨­u)選方法¡£
                 
                他們隨后用GelCompar軟件對兩種酶切方案得到的指紋圖譜進(j¨¬n)行了分型力分析以及UPGMA分析¡£結果顯示£¨見(ji¨¤n)表四¡¢圖二和圖三£©£¬EcoR I酶切獲得的Ribotyping指紋圖譜分型效果最好£¬分型指數£¨Discriminatory Index£©高達0.982£»Hind III酶切的分型能力也相當£¬分型指數為0.954¡£聚類(l¨¨i)分析的結果顯示£¬各菌株間的Dice相似系數為35±13%£¨中值±標準差£©¡£這些結果都表明Ribotyping技術(sh¨´)非常適合用于肉毒梭菌的鑒定和分子分型¡£
                 
                Hielm等還認為£¬對于肉毒梭菌£¬Ribotyping的分型能力與PFGE£¨脈沖場(ch¨£ng)凝膠電泳£©相當£¬?#31227;?#22294;譜具備PFGE所缺乏的細菌分類(l¨¨i)學(xu¨¦)意義£¬因此可用于肉毒梭菌的鑒定£¬而PFGE圖譜則因其隨機酶切的性質(zh¨¬)£¬無(w¨²)法用于鑒定¡£另一方面£¬隨著(zh¨´)自動(d¨°ng)化的Ribotyping技術(sh¨´)£¨杜邦RiboPrinter? System£©的問(w¨¨n)世£¬大大簡(ji¨£n)化了鑒定和分型流程£¬相比繁瑣和對操作技術(sh¨´)要求較高的PFGE技術(sh¨´)具有顯著(zh¨´)的優(y¨­u)勢¡£
                表四£ºRibotyping技術(sh¨´)用于肉毒梭菌及其他梭菌屬菌株的分型能力分析

                圖二£º肉毒梭菌EcoR I酶切的Ribotyping指紋圖譜的聚類(l¨¨i)分析

                 
                圖三£º肉毒梭菌Hind III酶切的Ribotyping指紋圖譜的聚類(l¨¨i)分析

                 
                自動(d¨°ng)化的Ribotyping技術(sh¨´)已經(j¨©ng)在病原微生物的風(f¨¥ng)險分析和關(gu¨¡n)鍵點(di¨£n)控制£¨HACCP£©體系¡¢GMP體系¡¢食品和藥品安全質(zh¨¬)控和質(zh¨¬)保¡¢常規檢測¡¢環(hu¨¢n)境監測¡¢法規制定和基礎研究等領(l¨«ng)域引起了廣泛的關(gu¨¡n)注并得到了長(ch¨¢ng)足的應用¡£
                 
                隨著(zh¨´)美國杜邦公司的RiboPrinter®系統的問(w¨¨n)世£¬Ribotyping技術(sh¨´)實(sh¨ª)現了全自動(d¨°ng)化和標準化£¨見(ji¨¤n)圖四£©¡£因其出眾的性能¡¢簡(ji¨£n)單的操作£¬RiboPrinter®系統已經(j¨©ng)成為世界眾多微生物學(xu¨¦)¡¢分子生物學(xu¨¦)實(sh¨ª)驗室開(k¨¡i)展微生物鑒定和分子分型的首選設備£¬具備如下特點(di¨£n)£º
                1.高通量£¬檢測速度快£¬鑒定加分子分型8小時(sh¨ª)內同步完成
                2.結果準確£¬重復性和重現性好
                3.廣譜的鑒定和分型能力£¬未知菌株可直接上機£¬無(w¨²)需預檢
                4.通用試劑盒適用已知和未知細菌的鑒定和分型£¬及大規模篩查和應急檢測需求
                5.開(k¨¡i)放平臺可滿(m¨£n)足更高特異性檢測和個(g¨¨)性化研究需求
                6.支持種屬特異試劑盒和多酶切方案滿(m¨£n)足更高分型力需求或建立菌株數據庫
                7.操作簡(ji¨£n)單£¬自動(d¨°ng)化程度高£¬標準化流程內設£¬結果自動(d¨°ng)判讀£¬非經(j¨©ng)驗豐富人員也只需簡(ji¨£n)單培訓即可使用£¬節省不必要的用地和設備£¬人員8.培訓更簡(ji¨£n)單£¬成本更低
                9.標準數據庫容量為8528個(g¨¨)基因模式£¬包括1741個(g¨¨)種和297個(g¨¨)屬£¬標準菌株均來(l¨¢i)源ATCC£¨美國模式培養物研究所£©¡¢JCM£¨日本微生物菌種保藏中心£©和DSMZ£¨德國微生物菌種保藏中心£©¡£涵蓋環(hu¨¢n)境菌£¨如葡萄球菌¡¢微球菌¡¢芽孢桿菌¡¢梭菌屬等£©£»致腐菌£¨芽孢桿菌¡¢假單胞菌¡¢明串珠菌¡¢梭菌屬等£©£»致病菌£¨腸出血性大腸桿菌¡¢沙門(m¨¦n)氏菌¡¢金黃色葡萄球菌¡¢志賀氏菌¡¢單增李斯特菌¡¢弧菌¡¢彎曲桿菌¡¢阪崎腸桿菌等£©£»益生菌£¨乳酸桿菌¡¢雙歧桿菌¡¢乳球菌¡¢嗜熱鏈球菌等£©等多種類(l¨¨i)型
                 
                圖四£º杜邦RiboPrinter® System全自動(d¨°ng)微生物基因指紋鑒定系統及流程


                 
                Bruce等£¨1995 & 1996£©和Webster等£¨1994£©曾證明在沙門(m¨¦n)氏菌和單增李斯特氏菌菌株分型技術(sh¨´)方面£¬RiboPrinter?系統比傳統技術(sh¨´)更為?#34892;§¡?/div>
                Wiedmann等£¨1996£©曾成功用RiboPrinter®系統追溯到產(ch¨£n)品和環(hu¨¢n)境中單增李斯特氏菌的污染£¬在動(d¨°ng)物源性病原菌疾病暴發(f¨¡)的控?#21697;?#38754;起到了積極作用¡£無(w¨²)獨有偶£¬Bruce等£¨1996£©也成功用RiboPrinter®系統追溯到了食品加工廠(ch¨£ng)環(hu¨¢n)境中的金黃色葡萄球菌污染¡£
                在Hielm等人的研究基礎上£¬Skinner等£¨2000£©采用RiboPrinter®系統對30株肉毒梭菌和1株生孢梭菌的鑒定和分型能力進(j¨¬n)行了進(j¨¬n)一步的研究£¬獲得了成功¡£
                他們開(k¨¡i)展該工作的原因之一£¬是?#39511;éHielm等£¨1998£©曾報道£¬采用PFGE對非蛋白分解型肉毒梭菌進(j¨¬n)行分型比較困難£¬很難獲得高質(zh¨¬)量的指紋圖譜¡£而且在分析B¡¢E¡¢F三型非蛋白分解型肉毒梭菌時(sh¨ª)£¬菌株DNA的?#21040;?#25104;了一個(g¨¨)非常困擾的問(w¨¨n)題¡£而此前£¬Samore等£¨1996£©已經(j¨©ng)報道了£¬在33株難辨梭菌£¨Clostridium difficile£©的分型工作中£¬PFGE對其中的23株都沒(m¨¦i)有成功分型£¬推測的原因也是菌株DNA的意外?#21040;â¡?/div>
                這31株各型的肉毒梭菌£¨見(ji¨¤n)表五£©均來(l¨¢i)自于美國食品藥品監督管理局和罐頭食品企業(y¨¨)£¬被接種于改良的厭氧卵黃瓊脂培養基上£¬在35¡æ下培養24h¡£用3mL緩沖液£¨2 mM Tris + 20 mM EDTA£©淋洗平板及用滅菌接種針刮擦平板表面以獲得營(y¨ªng)養細胞£¬制成30µL每管的細胞混懸液£¬直接用于RiboPrinter®系統分析£¬經(j¨©ng)系統自動(d¨°ng)的加熱滅活¡¢裂解¡¢標準EcoR I酶切及后續分析等流程£¬獲得了較為理想的結果¡£
                 
                表五£ºSkinner等用于分析的肉毒梭菌菌株表



                 
                31株菌的分型結果如表六和圖五所示¡£Skinner等定義菌株相似度>93%的圖譜被歸為一個(g¨¨)Ribogroup£¬故31株菌可被分成15個(g¨¨)Ribogroup£¬并顯示了較高的重現性¡£其中23株蛋白分解型菌株£¨含A型和B型£©£¬5株非蛋白分解型菌株£¨B型£©和2株E型菌株及1株生孢梭菌均得到了高分辨的分型¡£
                表六£º31株肉毒梭菌和產(ch¨£n)氣莢膜梭菌菌株經(j¨©ng)EcoR I酶切的Ribogroups模式列表


                 
                圖五£º30株肉毒梭菌經(j¨©ng)EcoR I酶切獲得15組Ribogroup圖譜


                 
                Skinner?#20837;S即對菌株的來(l¨¢i)源和菌株的分組進(j¨¬n)行?#21496;C合分析£¬證實(sh¨ª)了RiboPrinter®系統在菌株溯源方面的應用價(ji¨¤)值£¬見(ji¨¤n)表七¡£
                表七£º部分肉毒梭菌菌株的追溯和圖譜分析

                Ribogroup

                菌株

                來(l¨¢i)源與圖譜分析

                128-1

                CAM3-A, CAM5-B

                來(l¨¢i)源于同一個(g¨¨)雞肉蔬菜湯罐頭加工廠(ch¨£ng)£¬來(l¨¢i)自于同一個(g¨¨)生產(ch¨£n)批次的兩個(g¨¨)罐頭樣本£¬分型結果在同一個(g¨¨)Ribogroup

                137-3

                OS3-A, 4896-A

                均從1983年美國伊利諾伊州肉毒梭菌食物中毒事件中收集而來(l¨¢i)£¬其中4896-A來(l¨¢i)自病人的糞便£¬OS3-A來(l¨¢i)自于最終確認的原因食品——炒洋蔥£¬這兩株菌不僅被分在了一個(g¨¨)Ribogroup中£¬?#25233;?#32011;圖譜相似度高達99%

                121-7

                Mush2-B, Mush3-B

                均來(l¨¢i)自于1975年同一批次生產(ch¨£n)的鮮蘑菇£¬分型結果在同一個(g¨¨)Ribogroup

                121-7

                383-B, 642-B

                來(l¨¢i)源于1972-1973年生產(ch¨£n)的兩個(g¨¨)批次鮮蘑菇樣本£¬分型結果在同一個(g¨¨)Ribogroup

                137-8

                C. sporogenes PA 3679

                該生孢梭菌的圖譜與A型肉毒梭菌的相似£¬從細菌分類(l¨¨i)學(xu¨¦)上很容易得到解?#23560;(zhu¨¡n)¬Ò驗?#20854;與組I肉毒梭菌具有相似的培養和生化特征£¬唯一的區別是不會(hu¨¬ )產(ch¨£n)BoNTs


                 
                從表七中可以看出£¬來(l¨¢i)源相近的肉毒梭菌菌株最終被追溯到同一個(g¨¨)Ribogroup組別£¨如128-1, 137-3, 121-7,£©£¬而生化性質(zh¨¬)與肉毒梭菌接近的生孢梭菌則被分為了一個(g¨¨)新的Ribogroup組別£¨如137-8£©£¬體現了RiboPrinter®系統較好的菌株追溯能力£¬及干擾菌株的排他能力£¬這在食物中毒病原體追溯¡¢原因食品追溯¡¢流行病學(xu¨¦)調查¡¢院內感染¡¢生產(ch¨£n)環(hu¨¢n)境監測和污染源追溯等領(l¨«ng)域有十分重要的應用價(ji¨¤)值¡£
                圖六£º29株肉毒梭菌經(j¨©ng)EcoR I酶切獲得的9組Ribogroup圖譜

                 
                Kennett等£¨2006£©也采用RiboPrinter®系統及EcoR I酶切方案£¬對梭菌屬的7種£¬共計49株可引發(f¨¡)食源性疾病的梭菌菌株進(j¨¬n)行了鑒定和分型£¬包括£º耐氧梭菌£¨Clostridium aerotolerans£©£¬拜氏梭菌£¨Clostridium beirjerinckii£©£¬腐敗梭菌£¨Clostridium putrificum£©£¬肉毒梭菌£¬酪酸梭菌£¬產(ch¨£n)氣莢膜梭菌和生孢梭菌¡£Kennett等同時(sh¨ª)設計了EcoR V酶切方案消化17株肉毒梭菌£¬以?#30142;?#19981;同酶切方案對鑒定和分型效果的改善作用¡£結果證實(sh¨ª)RiboPrinter®系統可以較好地鑒定和分型這些梭菌屬的菌株£¬還可通過(gu¨°)調整限制性酶切方案來(l¨¢i)分型不同表型和產(ch¨£n)毒型的菌株£¬可選的限制性?x¨²n)惹?#37238;³ý了EcoR I和EcoR V之外£¬還可選Cla I£¬Hind III£¬Spe I£¬Rsa I等£¬部分圖譜可見(ji¨¤n)圖六¡£
                 
                綜上所述£¬杜邦RiboPrinter® System在肉毒梭菌及其他梭菌屬細菌的鑒定和分子分型領(l¨«ng)域有著(zh¨´)廣闊的應用前景和突出的使用價(ji¨¤)值¡£依托杜邦的行業(y¨¨)領(l¨«ng)先技術(sh¨´)£¬該鑒定分型產(ch¨£n)品的技術(sh¨´)路線(xi¨¤n)可?#34892;?#22320;保障政府檢測機構¡¢第三方檢測實(sh¨ª)驗室¡¢研究?#26680;?#21644;食品¡¢藥品企業(y¨¨)快速¡¢準確¡¢標準化地鑒定和分型肉毒梭菌£¬建立菌株信息庫£¬?#34892;?#36861;溯污染菌株£¬從而預警和控制潛在的肉毒梭菌暴發(f¨¡)和致命食源性疾病發(f¨¡)生的風(f¨¥ng)險¡£

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                關(gu¨¡n)鍵詞£º 肉毒梭菌 分子分型 毒素
                 

                 
                 
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