張?jiān)滦?天津市東麗區(qū)疾病預(yù)防控制中心檢驗(yàn)科 (天津 300300)
內(nèi)容提要:目的:探討實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀器對(duì)流感病毒檢測(cè)效果。方法:選擇2019年6月~2020年6月本中心采集的流感病毒咽拭子及血液樣本各116份,根據(jù)檢測(cè)方法將其分為三個(gè)不同的組別,分別用實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀、普通PCR儀、酶標(biāo)儀進(jìn)行檢測(cè)、最終采用病毒分離培養(yǎng)法進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果:本次實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果顯示,使用實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀檢測(cè)流感病毒的靈敏性和準(zhǔn)確度要比傳統(tǒng)血清學(xué)檢測(cè)的靈敏性和準(zhǔn)確度都高。結(jié)論:雖然流感病毒檢測(cè)中使用實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀需要消耗高一些的成本,但使用此種方法可以節(jié)省檢測(cè)的人力,并縮短人員的檢測(cè)時(shí)間,可以根據(jù)PCR檢測(cè)的特點(diǎn),將其使用于公共場(chǎng)所從業(yè)人員的流感病毒快速篩選工作中,從而幫助更多的人及時(shí)檢測(cè)病原,最終展開(kāi)針對(duì)性的治療方案。
流感病毒其屬于一種RNA的病毒,呈現(xiàn)出絲狀或者球形的狀態(tài)[1]。流感病毒可以分為甲型流感病毒、乙型流感病毒以及丙型流感病毒。流感病毒主要是由凝血素以及神經(jīng)氨酸酶共同組成,該病毒具有一定的抗原性,極易發(fā)生變異[2]。甲型流感病毒則主要包含H以及N的變異,H有16個(gè)亞型,而N有9個(gè)亞型[3]。因此,甲型流感病毒也又分為很多不同的亞型疾病。為了顯著降低患有甲型流感病毒的發(fā)生率,需要建立一個(gè)快速準(zhǔn)確的檢測(cè)方法,從而為更多的甲型流感病毒患者提供有效的診斷以及治療,并實(shí)現(xiàn)全球流感疾病發(fā)生趨勢(shì)的預(yù)見(jiàn)性作用[4]。基于此,本文選擇2019年6月~2020年6月本院采集的流感病毒咽拭子樣本及血液樣本各116例,根據(jù)檢測(cè)方法將其分為三個(gè)不同的組別,分別用實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀、普通PCR儀、酶標(biāo)儀進(jìn)行檢測(cè)、最終采用病毒分離培養(yǎng)法進(jìn)行驗(yàn)證,主要研究實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀在流感病毒核酸檢測(cè)中的應(yīng)用,以期為大家提供部分建議。
選擇2019年6月~2020年6月本院采集的流感病毒咽拭子樣本及血液樣本各116例,根據(jù)檢測(cè)方法將其分為三個(gè)不同的組別,分別用實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀、普通PCR儀、酶標(biāo)儀進(jìn)行檢測(cè)、最終采用病毒分離培養(yǎng)法進(jìn)行驗(yàn)證。參與實(shí)驗(yàn)的樣本均在24h內(nèi)送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢查。無(wú)法在24h內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)的咽拭子樣本需保存在零下70°C的環(huán)境中,血液樣本保存需保存在零下20°C的環(huán)境中。
使用生物安全柜、高速離心機(jī)、全自動(dòng)實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀器、PCR儀、電泳儀、酶標(biāo)儀、旋渦振蕩器、核酸提取儀、核酸提取試劑、無(wú)核酸離心管、培養(yǎng)液、流感病毒核酸檢測(cè)試劑盒。
A組實(shí)施熒光定量PCR法:根據(jù)核酸提取儀說(shuō)明書(shū)以及擴(kuò)增試劑盒的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
使用流感病毒核酸檢測(cè)試劑盒,反應(yīng)體系主要由反應(yīng)液、逆轉(zhuǎn)錄酶、引物探針組成,全部反應(yīng)體系配置情況,需以試劑盒的說(shuō)明書(shū)為主。擴(kuò)增步驟為:第一步,50°C進(jìn)行30min→95°C進(jìn)行5min,此步驟完成一個(gè)循環(huán);第二步,95°C的環(huán)境下進(jìn)行10s,然后在55°C環(huán)境下進(jìn)行40s,同時(shí)在55°C的環(huán)境下收集熒光。如此反復(fù)45個(gè)循環(huán),最后進(jìn)行熒光數(shù)據(jù)分析,從而判定是否為流感病毒,且同時(shí)完成病毒分型。
B組實(shí)施RT-PCR方法:核酸提取使用同實(shí)時(shí)熒光定量PCR法相同的試劑和步驟,擴(kuò)增選用普通RT-PCR反應(yīng)試劑盒,使用普通PCR儀進(jìn)行擴(kuò)增,擴(kuò)增過(guò)程同樣為50°C進(jìn)行30min→95°C進(jìn)行5min,此步驟完成一個(gè)循環(huán)。然后95°C的環(huán)境下進(jìn)行10s,在55°C環(huán)境下進(jìn)行40s,此過(guò)程重復(fù)45個(gè)循環(huán)。然后收集擴(kuò)增產(chǎn)物,加染色劑進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳,進(jìn)行條帶分析。通過(guò)與對(duì)照條帶的比對(duì)進(jìn)行陰陽(yáng)判斷,并同時(shí)完成分型。
C組實(shí)施使用酶標(biāo)儀進(jìn)行血清學(xué)檢測(cè)。將血液標(biāo)本進(jìn)行離心后取上清液,使用流感病毒抗體檢測(cè)試劑盒進(jìn)行檢測(cè),反應(yīng)步驟遵照試劑盒使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行,最后使用酶標(biāo)儀進(jìn)行檢測(cè)。
根據(jù)流行感冒診療方案,對(duì)流感病毒實(shí)施分離鑒定培養(yǎng),并將10000u/mL雙抗置入樣本病毒內(nèi),進(jìn)行采液,并對(duì)細(xì)胞病理變化進(jìn)行詳細(xì)的觀察,最終通過(guò)紅細(xì)胞凝集實(shí)驗(yàn)對(duì)病毒培養(yǎng)液進(jìn)行檢測(cè),當(dāng)實(shí)驗(yàn)滴度達(dá)到1:16的時(shí)候,或者超過(guò)這一比例的細(xì)胞培養(yǎng)液時(shí),需要使用紅細(xì)胞凝集抑制實(shí)驗(yàn)對(duì)相關(guān)的亞型標(biāo)準(zhǔn)血清進(jìn)行鑒定。檢測(cè)人員需要在樣本中適當(dāng)添加雙抗接種細(xì)胞,并觀察細(xì)胞的變化。同時(shí)結(jié)合細(xì)胞病變以及細(xì)胞凝集的實(shí)際情況進(jìn)行判斷。若紅細(xì)胞凝集實(shí)驗(yàn)符合細(xì)胞培養(yǎng),可以采用亞型標(biāo)準(zhǔn)血清進(jìn)行流感病毒的分型。并以病毒培養(yǎng)的結(jié)果為最終依據(jù),判斷以上三種方法的檢出率及準(zhǔn)確性。
本次臨床實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)使用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SPSS 23.0對(duì)其進(jìn)行相關(guān)的統(tǒng)計(jì)以及分析,陽(yáng)性檢出率使用計(jì)算型指標(biāo)以[n(%)]表示,并使用χ2值對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)。P<0.05為兩組具有顯著性差異。
本次實(shí)驗(yàn)研究的檢測(cè)結(jié)果顯示,使用實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀檢測(cè)出樣本的陽(yáng)性數(shù)量為57,陽(yáng)性檢出率為97.28%。實(shí)時(shí)熒光定量PCR與普通RT-PCR方法檢測(cè)的結(jié)果一致,可以互為驗(yàn)證,但是使用熒光定量PCR儀更省時(shí),操作也更簡(jiǎn)單,同時(shí)因?yàn)槭窃诜忾]的反應(yīng)管中進(jìn)行擴(kuò)增同時(shí)完成檢測(cè)和數(shù)據(jù)分析,大大減少了擴(kuò)增產(chǎn)物泄露污染實(shí)驗(yàn)室的風(fēng)險(xiǎn)。使用酶標(biāo)儀進(jìn)行的血清學(xué)檢測(cè)方法陽(yáng)性檢測(cè)數(shù)量為50,陽(yáng)性檢出率為86.21%,其中,通過(guò)與病毒分離培養(yǎng)結(jié)果的比對(duì)驗(yàn)證,有2例標(biāo)本排除了流感病毒陽(yáng)性,為假陽(yáng)性結(jié)果??梢?jiàn),血清學(xué)的方法雖然快速、方便、操作簡(jiǎn)單,但是干擾因素比較多,容易出現(xiàn)假陽(yáng)性和漏檢的情況。使用統(tǒng)計(jì)學(xué)計(jì)算顯示,χ2=5.9024,P<0.05。由此可見(jiàn),PCR檢測(cè)方法的陽(yáng)性檢出率和準(zhǔn)確性要比血清學(xué)實(shí)驗(yàn)的陽(yáng)性檢出率和準(zhǔn)確性都高。使用熒光定量PCR儀檢測(cè)因?yàn)椴僮骱?jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確、安全等一系列優(yōu)點(diǎn),可以作為流感檢測(cè)的首選方案。
流感病毒可以通過(guò)患者的飛沫、人與人之間的接觸或者和被污染的物品接觸進(jìn)行傳播[5]。流感患者的臨床表現(xiàn)為寒戰(zhàn)、肌肉酸痛、干咳等,且每年流感的發(fā)生率較高,甚至嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生死亡,對(duì)于嬰幼兒以及老年人群的身體產(chǎn)生嚴(yán)重危害。
實(shí)時(shí)定量PCR分析在對(duì)病毒的檢測(cè)、病毒感染的預(yù)防、診斷和治療以及病毒疫苗的質(zhì)量控制等方面都有重要作用。實(shí)時(shí)定量PCR是實(shí)驗(yàn)室病毒檢測(cè)中最常用的方法。該方法具有靈敏度高、檢測(cè)速度快、污染小等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)時(shí)定量PCR技術(shù)是一種基于常規(guī)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)的高靈敏度定量PCR技術(shù)。較傳統(tǒng)PCR方法,提高了反應(yīng)的特異性和自動(dòng)化程度,有效地解決了PCR污染問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)質(zhì)量的飛躍。在醫(yī)學(xué)診斷和環(huán)境監(jiān)測(cè)等諸多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。
聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是分子生物學(xué)中常用的實(shí)驗(yàn)方法。它在病原體檢測(cè)和疾病診斷等方面有著廣泛的應(yīng)用?;趥鹘y(tǒng)PCR技術(shù)在基因數(shù)量上的不足,1996年提出了實(shí)時(shí)熒光定量PCR(RQ-PCR)。這一技術(shù)不僅實(shí)現(xiàn)了由定性PCR向定量PCR的飛躍,而且其簡(jiǎn)單性、特異性和敏感性,以及高通量的潛力和新科學(xué)的不斷引入,使得實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)成為檢測(cè)基因水平的基準(zhǔn)技術(shù)[3]。
實(shí)時(shí)熒光定量技術(shù)基礎(chǔ)在于:實(shí)時(shí)定量PCR技術(shù)與傳統(tǒng)PCR技術(shù)相比,基本原理相同,主要區(qū)別是其定量體系。將熒光染料或熒光基團(tuán)加入到PCR反應(yīng)體系中,使之具有特定波長(zhǎng)。利用熒光信號(hào),可對(duì)整個(gè)聚合酶反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)檢測(cè)和監(jiān)測(cè)。測(cè)量到的信號(hào)將被用來(lái)作為聚合酶鏈反應(yīng)周期熒光閾值的坐標(biāo)。
實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)技術(shù)是一種可以進(jìn)行定量檢測(cè)的基因擴(kuò)增的PCR技術(shù),此種檢測(cè)技術(shù)的主要原理是在PCR系統(tǒng)中,添加一些熒光染料或者熒光分子標(biāo)記的寡核苷酸鏈,通過(guò)物質(zhì)和PCR相結(jié)合產(chǎn)生特定的物質(zhì),且此種物質(zhì)在紫外線的刺激之下,可以發(fā)生特定的熒光。熒光標(biāo)記的探針匯總主要包括水解探針和雜交探針[6]。
而實(shí)時(shí)熒光定量PCR的定量方法中主要包括:(1)絕對(duì)的定量措施,通過(guò)構(gòu)建合理的基因序列標(biāo)準(zhǔn),并對(duì)其進(jìn)行一系列的定量檢測(cè)工作,將標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行合理的稀釋工作之后,可以獲得多個(gè)不同稀釋之后的Ct數(shù)值。(2)相對(duì)定量:其主要是檢測(cè)人員不需要做一些額外的標(biāo)準(zhǔn)曲線,其具有簡(jiǎn)便、省時(shí)等優(yōu)勢(shì)。
實(shí)時(shí)PCR檢測(cè)病原DNA,不僅能確定病原DNA的性質(zhì),還能定量檢測(cè)病原DNA含量,為臨床診斷提供有力的依據(jù)。當(dāng)前,實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)已應(yīng)用于乙型肝炎病毒DNA、豬內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒、EB病毒等多種病原體的檢測(cè)。
流感病毒是粘性病毒陽(yáng)性家族的代表。這就是所謂的流感病毒屬于單負(fù)鏈RNA病毒,易導(dǎo)致上呼吸道感染。流感病毒可感染許多動(dòng)物,也是人類(lèi)主要的病原菌。流感病毒按照其H、N抗原可分為若干亞型。流行性感冒的臨床癥狀很容易與普通感冒混淆。常規(guī)的實(shí)驗(yàn)室診斷方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力、技術(shù)要求高,不能及時(shí)診斷。常用的診斷方法有:血清學(xué)診斷、病毒分離及特異性抗體檢測(cè)。但是,當(dāng)新型流感病毒引發(fā)流感流行時(shí),由于無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)得到病毒株的抗體,因而無(wú)法實(shí)現(xiàn)血清學(xué)檢測(cè)。所以,開(kāi)展病毒核酸檢測(cè)技術(shù)的研究,對(duì)早期診斷病原體有重要意義[7,8]。
即時(shí)多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是利用核酸高度擴(kuò)增的聚合酶鏈反應(yīng)和探針技術(shù)的高度特異性而實(shí)現(xiàn)的飛躍(實(shí)時(shí)定量的聚合酶鏈反應(yīng))。該方法克服了常規(guī)PCR法檢測(cè)流感病毒易被污染、假陽(yáng)性率高的缺點(diǎn),且具有較高的特異性、靈敏度和操作自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn),可用于流感病毒的快速檢測(cè)。該方法操作簡(jiǎn)便,不需特殊儀器,20min內(nèi)可迅速得到檢測(cè)結(jié)果,操作人員培訓(xùn)易于掌握。為快速篩查提供了有效手段。但是它的陽(yáng)性率很低,容易產(chǎn)生假陰性。利用熒光PCR技術(shù)實(shí)時(shí)檢測(cè)PCR擴(kuò)增反應(yīng)中各循環(huán)產(chǎn)物的熒光信號(hào),可實(shí)現(xiàn)對(duì)初始模板的定量和定性分析。一種熒光化學(xué)物質(zhì)被引入到實(shí)時(shí)熒光聚合酶鏈反應(yīng)中[9-11]。多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的產(chǎn)物隨著聚合酶鏈反應(yīng)的不斷積累,熒光信號(hào)強(qiáng)度呈等比例增加。PCR產(chǎn)物可通過(guò)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)來(lái)定性、定量地監(jiān)測(cè)。該方法具有特異性強(qiáng)、靈敏度高、快速、簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)。流感病毒檢測(cè)可以在3~4h內(nèi)完成,可以實(shí)現(xiàn)封閉式PCR檢測(cè),克服了普通PCR易污染的缺點(diǎn)。試驗(yàn)中,兩種用于探針標(biāo)記的熒光素FAM的發(fā)射波長(zhǎng)相距較遠(yuǎn),以避免由于接近熒光波長(zhǎng)所引起的相互干擾,保證了實(shí)驗(yàn)的特異性和靈敏度。在全球流感疫情日趨嚴(yán)重的情況下,口岸傳染病檢測(cè)的要求也越來(lái)越高。該方法能快速有效地檢測(cè)出流感病毒[12,13]。
甲型流感病毒通用型引物探針,對(duì)于其他非甲型流感病毒不存在任何交叉檢驗(yàn)反應(yīng)。使用逆轉(zhuǎn)錄重組酶介導(dǎo)核酸擴(kuò)增技術(shù)反應(yīng)體系中最低的可檢測(cè)數(shù)量為100copies。逆轉(zhuǎn)錄重組酶介導(dǎo)核酸擴(kuò)增技術(shù)檢測(cè)甲型流感病毒的特異性以及敏感性都比較好。因此,將實(shí)時(shí)熒光定量PCR應(yīng)用于流感病毒核酸檢測(cè)中,具有較高的檢測(cè)意義。結(jié)果顯示,PCR陽(yáng)性檢出率(97.28%)高于血清學(xué)實(shí)驗(yàn)組的陽(yáng)性檢出率(86.21%),且P<0.05。
綜上所述,使用RT-PCR,尤其是實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)流感病毒具有較高的應(yīng)用價(jià)值。