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噬菌体快速检测结核分支杆菌方法的改良研究

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国际检验医学杂志2008年l1月第29卷第l1期Int J LabMed,November 2008,V01.29,No.11 ・ 973 ・ 噬研 ・论著・ 菌体快速检测结核分支杆菌方法的改良 究 李波 张锦海 宋敏 崔小平 崔坤 冯安萍 何叶 【摘要】 目的改良噬菌体裂解法检测结核分支杆菌试验的步骤,提高该试验的阳性率和敏感 性。方法通过采用2 ~5 不同浓度NaOH和0~24 h不同时长的孵育时间等对结核患者痰液 标本和结核菌株进行对比试验,分析不同试验条件对结果的影响,总结该方法的最佳试验条件。结果 单因素分析结果显示,3 NaOH用于痰液标本的消化处理可以在杀灭痰液标本中的杂菌的同时更 好地保持结核分支杆菌的活力。消化后的标本是否用磷酸盐缓冲液清洗及是否进行24 h孵育对结 果中的噬菌斑数量无显著影响。同时对临床标本的检测结果表明,未经过夜孵育标本污染率小于过 夜孵育标本。结论采用3 NaOH消化处理痰液标本后不进行缓冲液清洗和24 h孵育步骤,直接 用噬菌体感染标本中的结核分支杆菌较原方法能更好地保存了结核分支杆菌活力,避免了杂菌过度 的繁殖,提高了噬菌体裂解法快速检测结核分支杆菌试验(FASTTPlaque TB )检测结果的阳性率 和敏感性,同时简化了试验步骤,缩短了试验时间。 【关键词】细菌噬菌体; 分支杆菌,结核; 临床实验室技术 中图分类号:R446;R378.9】1 文献标识码:A 文章编号:1673—4130(2008)11 0973—03 The improvement of the rapid detection method for Mycobacterium tuberculosis with phage splitting assay LI Bo ,ZHANG Jin—hai ,SONGMin ,et a1.1.Department of Clinical Laboratory,Children Branch,Chongqing Three Gorges Central Hospital,Chongqing 404000,China;2.Military Medical Institute,Join Service Ministry,Nanjing Military Region,Nanjing 210002,China [Abstract]Objective To improve the sensitivity and positive rate of rapid detection for Myco— bacterium tuberculosis with phage splitting assay.Methods Tests with different concentration of NaOH solution(2 ~5 )and different incubation time(0~24 h)were carried out to acquire the op— timal experimental condition.Results The univariate analysis showed that 3 NaOH preprocess could kil1 the mixed bacteria in sputum and keep the activity of Mycobacterium tuberculosis.Ablution with phosphate buffer and 24 hour incubation of digested samples didn t affect the number of negative colo— nies.The detection result showed the contaminative rate of overnight incubated clinical samples was lower than that of non-overnight incubated ones.Conclusion The test of 3 NaOH preprocess with out buffer ablution and 24 hour incubation may preferably keep the activity of Mycobacterium tuber culosis,avoid excessive multiplication of mixed bacteria,and improve the sensitivity and positive rate of rapid detection for Mycobacterium tuberculosis with phage splitting assay.Meanwhile,it still sim— plifies the test procedure and shortens the test duration. [Key words] Bacteriophages; Mycobacterium tuberculosis; Clinical laboratory techniques 近年来,随着流动人口增多以及人们对于结核病 于临床的及时诊治。噬菌体裂解法快速检测结核分 警惕性的放松,结核发病率有死灰复燃的迹象。结核 支杆菌试验(FASTTPlaque TBTM)技术利用噬菌体 病如能及时确诊并给予及时系统的治疗,患者的治愈 生长快、特异性高的特性,能够快速准确检测标本中 率将会大幅度提高。作为目前重要的结核病诊断方 存活的结核分支杆菌,是目前备受关注的一种检测方 式之一的各种结核病原学检测方法均存在一定不足 法 剞。但是,该方法也存在操作繁琐费时、容易出现 之处。如涂片显微镜检查虽然快速、廉价,但敏感性 杂菌污染口]、对操作者的经验要求较高等问题。如何 低,且不能区分结核分支杆菌的活力。结核分支杆菌 简化该实验的步骤,提高敏感率,降低污染率,将此方 的培养具有较高敏感性和特异性,但需时太长,不利 法更好地用于结核病诊断,是个迫切需要解决的问 题。本组拟通过研究该试验的各种影响因素,对此方 作者单位:404000重庆三峡中心医院儿童分院检验科(李波、宋 法进行改良,现报道如下。 敏、崔小平、崔坤、冯安萍、何叶);210002南京军区联勤部军事医学研 究所(张锦海) 国际检验医学杂志2008年u月第29卷第11期Int J Lab Med,November 2008,Vo1.29,No.11 资料与方法 斑数差异无统计学意义(P<0.05)。 3.标本前处理中NaOH消化液最佳浓度的确定 用5例结核涂片阳性患者的痰标本,在(1)中分 别用2 ~5 的NaOH消化痰液。其余步骤按原方 法进行。结果显示:2 NaOH组2例为阳性,其余3 例标本出现杂菌干扰无法判读结果;5 NaOH组3 1.资料 1)试剂:FASTTPlaque TB 结核分 支杆菌检测试剂盒购自英国BIOTEC Laboratories hd公司。BACTEC一460及培养基购自美国BD公 司。2)待检标本:6O例痰标本来自本院临床经胸片、 痰涂片检查及结核杆菌培养确诊的肺结核病患者。 3)菌株:30株结核杆菌分离株为本室自BACTEC一 460阳性培养结果中分离纯化。 2.方法 1)原方法主要步骤如下:(1)标本前 处理:将待测标本与4 NaOH等量混匀。室温孵育 20 rain后加磷酸盐缓冲液至45 mI 混匀,离 t,2o rain 弃上清液,加入1 5 mI 无菌C液混匀离一620 rain弃上 清液,加1 mL C液混匀吸取l mI 悬液至反应管中, 37℃孵育过夜(纯化菌株无需此步骤)。(2)含菌培养 基的制备:将0.1 mI 噬菌体加入含标本的反应管中 混匀,37 C孵育1 h后加1 mI 杀毒剂,混匀,室温孵 育5 rain加5 mI C液、1 mI 敏感细胞与5 mL营养 琼脂混匀倾倒平板。37℃孵育18~24 h后观察结 果。每次检测同时设空白对照、噬菌体对照、杀毒剂 对照、敏感细胞对照和阴、阳性对照。(3)结果观察: 阳性平皿中可见数量大小不等的透明噬菌斑,阴性平 皿中可见敏感细胞呈均匀融合状生长。2)不同条件 下的对比实验:分别观察0~24 h不同孵育时间、是否 进行缓冲液冲洗、2 ~5 不同浓度NaOH对痰液的 消化处理对实验结果的影响。3)改良方法:向待测标 本中加入等量3 NaOH一枸橼酸钠溶液,加入半胱氨 酸少许,混匀30 S。室温下孵育20 rain。加C液至20 mI 后离心20 rain,弃去上清液,加入1 mI C液。后 面步骤同前(2)、(3)。4)临床标本的检测:同时用改 良后的方法和原方法对临床标本进行检测,观察其 结果。 结 果 1.标本前处理中孵育时间的确定 在方法2) 中采用0~24 h不同孵育时间对2例涂片阳性标本进 行检测,记录最终结果中的噬菌斑数(结果见表1)。 结果显示:两组结果均为阳性,且两组间噬菌斑数差 异无统计学意义(P>0.05)。 表l不同孵育时间对两例标本检测结果 (噬菌斑数量)的影响 卵育时间 样 本 ~ 24 h l2 h 6 h 3 h ]h 0 5 h 0 h 2.缓冲液清洗对试验结果的影响 检测用3 株纯化结核杆菌,在标本前处理步骤(1)中设缓冲液 清洗组和不进行缓冲清洗组两组,其余操作按原方法 进行。结果显示:两组结果均为阳性,且两组问噬菌 份标本为阳性,所有标本均未出现杂菌生长,但噬菌 斑数较低浓度组有明显减少(P<0.05);4 和3 NaOH组5例被检标本均为阳性,杂菌干扰亦在可接 受范围。但4 NaOH组比3 NaOH组噬菌斑数量 明显减少(P<0.05)。可见,3 的NaOH作为消化 液在抑制杂菌的同时能够更好地保证结核杆菌活力。 4.临床标本的检测 对本院临床确诊肺结核 患者的痰标本同时采用原始和改良两种方法进行检 测,结果见表2。 表2 原始和改良两种方法对6o例临床标本检测结果 可见,改良方法检测阳性率高于原始方法(P< 0.05)。 讨 论 噬菌体裂解法快速检测结核分支杆菌试验为结 核病病原学快速诊断提供了一条新思路。该实验利 用噬菌体高特异性侵染裂解结核杆菌活菌的特性实 现了高敏感性、高特异性检测结核活菌的能力【 ]。 该实验的标本前处理主要参照结核培养的前处 理方法。在实践中发现该方法主要存在两方面的问 题,第一是阳性率偏低;第二是杂菌污染,抑制噬菌体 生长,干扰结果判读。 由于痰液中含有大量来自口腔、呼吸道的菌群, 在保证结核杆菌活力的同时选择性地杀灭杂菌是整 个试验的重点。由结果3可见过低浓度的NaOH不 能杀灭杂菌,过高浓度的NaOH又会抑制结核杆菌的 活性。原始方法中标本的前处理过程参考结核病诊 断细菌学检验规程制定 ],用4 NaOH作为杀菌剂。 在临床实践中发现部分患者临床症状、影像学诊断均 符合结核病急性进展期特征且涂片检查阳性在噬菌 体裂解法检测中出现阴性结果。除考虑患者病情发 展和标本留取的原因外,从试验角度推断可能原因是 NaOH浓度过高,导致结核杆菌在标本消化过程中失 活。本组采用2%~5 不同浓度的NaOH对痰液进 行消化处理。结果3表明采用3 NaOH作为痰液消 化剂可以在抑制杂菌的同时,更好地保存结核杆菌的 活力 国际检验医学杂志2008年11月第29卷第11期Int J LabMed,November 2008,v01.29,No.11 本组还发现NaOH杀灭杂菌后是否使用缓冲液 清洗对试验结果影响不明显(见表2),说明残留的 NaOH对后继步骤中结核菌及噬菌体的生长抑制并 本前处理液;2)取消标本处理中的磷酸盐缓冲液清洗 步骤;3)取消经预处理后的标本在C液中24 h孵育, 可以为提高该试验的阳性率、减少杂菌污染率、缩短 实验时间提供可能性。 参 考 文 献 [1]李洪敏,王巍,刘真,等.噬菌体在快速鉴别结核分支杆菌复合群 中的应用[J].中华检验医学杂志,2004,27(12):867. E2]庞茂银,胡忠义,靳安佳,等.噬菌体裂解法与BACTEC一460法在 结核分支杆菌快速检测中的比较EJ].中华传染病杂志,2003,21 (1):27-29. 不显著,同时考虑残留NaOH还可能在后继试验步骤 中对标本中的杂菌起到持续抑制作用。故建议在试 验中可以取消磷酸盐缓冲液缓冲清洗步骤,以抑制杂 菌,同时简化试验步骤。 在原始试验方法中标本经预处理后用c液孵育 过夜。C液孵育过夜对于标本中的结核杆菌具有一 定增殖作用,对试验结果有一定放大效应。但是,由 于结核杆菌生长速度缓慢,结果1显示,采用0~24 h 不同的孵育时间,最后噬菌体斑数并无明显变化(P> 0.05)。与此同时,标本中未被完全杀灭的杂菌在孵 育过程中可能大量增殖,尤其是一些生长迅速的杂菌 可以在富养的液相培养基中迅速增殖扩散。最后转 移到培养皿上形成杂菌密布生长,干扰试验。李洪敏 等 的研究结果显示,新鲜采集的标本和过夜标本 的检测结果上噬菌斑数差异不大,而污染率显著升高 也证明这一结论。因此,在试验步骤中取消孵育过程 [3]胡忠义,庞茂银,靳安佳,等.应用噬菌体裂解法快速鉴定结核分 支杆菌_J].中华结核和呼吸杂志,2001,24(1O):611-613. r4]wilson SM,al—Suwaidi Z,McNerney R,et a1.Evaluation of a new rapid bacteriophage—。based method for the drug susceptibility tes—— ting of Mycobacterium tuberculosis[J].Nat Med,1997,3(4): 465—468. -[53中国防痨协会.结核病诊断细菌学检验规程IJ].中国防痨杂志, 1996,18(2):80—85. [6]李洪敏,吴雪琼,才晓军,等.建立快速检验结核分支杆菌复合群 的方法EJ].中华检验医学杂志,2001,24(3):172. (收稿日期:2008—02—19) 可以在保证敏感性的同时减少杂菌污染几率。 综上所述,从结果4可见,通过以下对痰液预处 理方法的改进:1)改4 NaOH为3 NaOH作为标 (上接第972页) clin Infect Dis,2007,44(4):568 576. IgG抗体的效价高达1:16 000以上,证明重组蛋白 具有良好的免疫原性,能刺激新西兰兔引发强烈的体 液免疫应答。经Western blot证明其能被Cpn阳性 血清特异性地识别,具有良好的免疫反应性。 间接E1 ISA法检测Cpn参考血清,其灵敏度和 E2]Hoymans VY,Bosmans JM,Van-Renterghem L,et a1.Impor— tanee of methodology in determination of Chlamydia pneumoniae seropositivity in healthy subjects and in patients with coronary atherosclerosis口].J Clin Microbiol,2003,41(9):4049—4053. [32 Verkooyen RP,Willemse D,Hiep van—Casteren SC,et a1.Eval— uation of PCR,culture,and serology for diagnosis of Chlamydia 特异度均为100.0 ,初步证明它是一种准确的方法; 检测300例呼吸道感染患者血清中的IgG抗体,结果 显示间接ELISA法的灵敏度、特异度均较高,当检测 40例Ct IgG临床阳性血清时,未发现交叉反应,提示 该方法的特异性较好,当然能否完全避免与Ct的交 叉反应,须进一步检测大量的临床标本加以验证。实 验中发现有3例患者血清标本未被重组抗原识别而 能被MIF试剂检出,可能是以下原因引起:1)市售试 pneumoniae respiratory infections[J].J Clin Microbiol,1998,36 (8):230i-2307. E4]Ciervo A,Petrucca A,Visca P,et a1.Evaluation and optimiza tion of ELISA for detection of anti—Chlamydophila pneumoniae IgG and IgA in patients with coronary heart diseases[J].J Mi— crobiol Methods,2004,59(1):135 140. [5]Sueur JM,Beaumont K,Cabioch T,et a1.Diagnostic value of an E1 ISA using a recombinant 54一kDa species—specific protein from Chlamydia pneumoniae[J].Clin Microbiol Infect,2006,12(5): 470—477. 剂盒本身有一定的假阳性;2)问接ELISA法建立在 覆盖表位有限的抗原基础上,降低了灵敏度;3)标本 在保存时抗体滴度可能下降,影响了检出率。 因此,本研究初步证实,肺炎嗜衣原体CPAF免疫 优势区重组蛋白具有良好的免疫活性,以其为基础建立 的ELISA法,具有良好的敏感性和特异性,可用于临床 -[63刘佳强,吴移谋.衣原体蛋白酶样活性因子的研究进展[J].国际 检验医学杂志,2006,27(12):ll2O一1122. [7]Sharma J,Bosnie AM,Piper JM,et a1.Human antibody respon ses to a Chlamydia secreted protease factor[J].Infect Immun, 2004,72(12):7164—717l_ [8]Sharma J,Dong F,Pirbhai M,et a1.Inhibition of proteolytic ac— tivity of a chlamydial proteasome/protease—like activity factor by 及流行病学调查研究。本研究初步筛选出的这种新抗 原丰富了Cpn诊断的候选抗原库,对Cpn感染疾病的 快速、准确诊断和尽早防治具有重大的意义。 参 考 文 献 Eli Kumar S,Hammerschlag MR.Acute respiratory infection due to antibodies from humans infected with Chlamydia trachomatis[J]. Infect Immun,2005,73(7):4414—4419. E9]Dong F,Zhong Y,Arulanandam B,et a1.Production of a proteo— lyrically active protein,chlamydial protease/proteasome—like ac tivity factor,by five different Chlamydia species[J].Infect Im— mUD,2005,73(3):l868 1872, Chlamydia pneumoniae:current status of diagnostic methods EJ]. (收稿日期:2007 10—17) 

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