基于实时PCR-探针熔解曲线分析的细菌耐药性检测和分子分型研究

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细菌感染严重威胁着人类的健康与生存,其中临床病原菌的耐药问题尤为突出,给临床治疗感染性疾病带来严重困难,细菌耐药性的检测显得日趋重要,但是目前检测方法仍以传统表型方法为主。另一方面,感染性疾病的防控依赖于病原菌的溯源分析,分子分型是溯源分析的重要手段,而现有的分子分型方法在分辨力、重现性、简便性、通量和成本等方面仍然存在着各种问题和不足。本论文围绕病原菌的耐药性检测和分子分型展开研究,凭借实时PCR技术和探针熔解曲线分析技术,建立了一种病原菌耐药基因的快速检测系统和一种准确、简便的分子分型新技术,以更好地服务于临床诊断和分子流行病学研究。  绪论部分首先简要介绍了细菌感染和各种诊断方法,包括常规药敏试验、分子药敏试验和现有的分子分型技术,然后总结了实时PCR技术和探针熔解曲线分析技术的原理和特点,最后提出本论文的研究目的、内容及意义。  第一部分针对临床β-内酰胺酶检测的滞后性与局限性,利用实时PCR技术和探针熔解曲线分析技术的多种优势,探索在临床实验室建立一种对β-内酰胺酶耐药基因的快速检测系统,具体研究内容包括两章。  第一章以ampC耐药基因为研究对象,将多重PCR技术与探针熔解曲线分析技术相结合,建立了一种多重实时PCR-MCA方法,在单个反应中即可完成ampC六群基因的检测和分型,并可通过测序确定基因型。该体系以细菌的16SrDNA为内控,共包含7对引物和7条探针,整个检测过程在2h内由仪器自动完成。利用176株头孢西丁耐药的大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌对体系进行评价,共检出ampC基因阳性菌株36株,阳性率为20.5%。其中19株为DHA阳性、6株为EBC阳性、12株为CIT阳性,与测序结果完全相符,基因型包括DHA-1、DHA-5、Mir-3、ACT-15、ACT-16、CMY-2、CMY-4和CMY-42。在36株阳性菌株中,检出1株肺炎克雷伯菌同时含有2种质粒ampC基因(DHA-1+Mir-3),这在国内外属于首次。将上述检测结果与现今作为“金标准”的多重普通PCR方法的检测结果对比,发现多重普通PCR方法对EBC群质粒ampC基因存在漏检现象,两种方法的一致率为97.7%。最后我们用多重实时PCR-MCA方法对429株随机选取的革兰阴性临床分离株进行检测,检出ampC基因阳性菌株34株,阳性率为7.9%。多重实时PCR-MCA方法的检测能力涵盖了目前已发现的140多种ampC基因型,且具有灵敏度高、特异性好、准确性高、简便快速等优点,如果应用于临床可以大大减少误用的抗生素处方率,帮助医生选用针对性更强的抗生素,缩短疗程,减轻细菌耐药性产生和扩散的选择压力,延缓耐药菌株的出现。  第二章以6种获得性MBL耐药基因为研究对象,利用多个荧光标记的探针,分别建立了2种探针熔解体系和1种实时PCR扩增体系,经过各方面考察最终选用实时PCR扩增体系,该体系对6种MBL基因的检测灵敏度可达5或50拷贝/反应。利用429株随机选取的革兰阴性临床分离株对实时PCR体系进行初步评价,共检出MBL基因阳性菌株6株,与测序结果完全一致,其中2株铜绿假单胞菌含有IMP-9,2株铜绿假单胞菌同时含有VIM-2和SIM-1,1株鲍曼不动杆菌含有IMP-8,1株恶臭假单胞菌同时含有IMP-8和VIM-1,SIM-1基因型的检出在国内属于首次。该方法可以检测目前已发现的80多种MBL基因型,且在特异性、灵敏度、准确性、简便性等方面具有明显优势,可以对院内感染病原菌的耐药性从基因型水平上进行监测,为临床合理使用抗菌药物、医院感染控制及耐药机制研究提供依据。  第二部分以霍乱弧菌为模型,建立了一种新型的病原分型技术——基于探针熔解曲线分析的多位点熔解分型技术(McMLMT)。首先参照MLST原理,筛选出7个管家基因。针对每个管家基因,进行引物和探针设计,并通过软件预测和预杂交实验,确定“一基因四探针、双管双色”的分型方案。以实时PCR为平台,对每一菌株可获得28维熔点特征值组成的熔点图谱。利用108株O1群霍乱弧菌对体系进行初步评价,McMLMT将108株菌分为18种型别,与MLST的分型结果相同,两种方法的D值均为0.7233,二者表现出相同的区分能力。对其中的46株菌,PFGE分为11种带型,McMLMT分为13种型别。与当前的病原分型技术相比,McMLMT在分辨力、重复性、操作简便性、通量和成本等方面具有明显优势,在临床实验室和微生物分型领域有较大的应用前景。
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