.146. 实验与捡验医学2014年4月第32卷第2期Exoerimental and Laboratory Medicine : !垒 !: : : ・实验研究・ 多重PCR快速检测3种食源性致病菌 吴建英,宋建新,曹金萍,涂智杰,余慧宏,胡芹,魏建萍,潘剑 f江西省景德镇市疾病预防控制中心,江西景德镇3330001 摘要:目的建立一种能同时检测金黄色葡萄球菌、产单核李斯特菌和沙门菌3种致病菌的多重PCR检测方法 方法 采用LB培养液对金黄色葡萄球菌、产单核李斯特菌和沙门菌标准菌株进行增菌。根据金黄色葡萄球菌的nuc基因、产单核 李斯特氏菌的hlyA基因、沙门氏菌的invA基因设计引物,通过多重聚合酶链反应fPCR1对上述3种食源性致病菌的目的基 因进行扩增,同时对反应体系进行优化。结果对平均浓度为5cfu/ml的金黄色葡萄球菌、产单核李斯特菌和沙门氏菌在LB 培养液中进行8h振荡培养,可以检出阳性结果;把金黄色葡萄球菌、产单核李斯特菌、沙门菌、志贺菌、蜡样芽孢杆菌、大肠 埃希菌O157、阪崎肠杆菌7种菌混合在一起提取混合基因组DNA进行PCR扩增,显示 很好的特异性结果。结论建立的 多重PCR检测方法适用于金黄色葡萄球菌、产单核李斯特菌和沙门菌的快速检测,具有快速、简便、灵敏的特点,可广泛应 用于食品卫生检测、食物中毒应急处理和临床检验等领域 关键词:金黄色葡萄球菌:产单核李斯特菌:沙门菌:多重聚合酶链反应 中图分类号:R446.5 文献标识码:A 文章编号:1674—1129(2014)02—0146—04 DOI:10.3969 ̄.issn.1674-1 129.2014.02.015 Detection of three food-borne pathogenic microorganisms by multiplex PCR WU Jianying,SONG Jianxin,CA 0 Jinping,et o1.Jingdezhen Centerfor Disease Control and Prevention,Jiangxi Jingdezhen 333000,China Abstract:0bjective To establish a multiplex PCR method for simultaneous detection of Staphylococcus aures,Listeria monocytogens and Salmonella spp.in food.Methods Staphylococcus aures,Listeria monocytogens,and Salmonella spp.were en— ifched by LB medium.The primers were designed according to nuc gene of Staphylococcus aures,hlyA gene of Listeria monocyto— gens and invA gene of Salmonella spp.The target genes of these pathogens in food were ampliifed by multiplex PCR.whose reac— tion conditions were optimized specifically.Results The multiplex PCR method established in this experiment had high speciifcity while seven kinds of microorganism DNA were mixed in one PCR reaction tube,and the detection limit of the method was 5 cfu/ml or Stfophylococcus aures,Listeria monocytogens and Salmonella spp.Conclusion The multiplex PCR method,which was rapid, convenient and had high sensitivity,could be used in fields such as food sanitation detection,foodborne illness detection and clini— cal inspection. Key words:Staphylococcus oM ̄Fes;Listeria monocytogens;Salmonella spp;Multiplex PCR 食品中污染的病原菌是引起食源性疾病的主 要因素之一 金黄色葡萄球菌fStaphylOCOCCUS au— res1、产单核李斯特菌(Listeria monocytogens)和沙门 菌(Salmonell0 sPP1是肉与肉制品、乳与乳制品、水 产品、冷冻饮料与饮料、调味品【lJ等都需要检测的3 种食源性致病菌 目前对这些食源性致病菌的检 效、简便的多重PCR检测方法。 1材料与方法 1.1材料 1.1.1菌株实验所用菌株共7株.分别为金黄色 葡萄球菌fATCC292131、产单核李斯特菌fCM. CC54004)、沙门菌(H9812)、志贺菌(ATCC10412)、蜡 样芽孢杆菌fCMCC(B)63303)、大肠埃希菌O157 测.主要还是按照传统的细菌学培养方法.一般需 3~7d.操作繁琐.耗时费力…。因此急需建立快速有 效的检测方法 本研究通过使用LB培养液进行8h振荡培养 增菌与优化多重PCR反应体系,建立一种低廉、高 基金项目:景德镇市科研项目(sf201136311 作者简介:吴建英,女,1965年出生,主管技师,主要从事食品 安全微生物检验。 通信作者:涂智杰,男,1981年出生,硕士,主要从事食品安全 微生物检验。 (ATCC43888)、阪崎肠杆菌(ATCC29544)。所有菌株 均为本实验室保藏菌株 1.1.2培养基LB培养液组成成份胰蛋白胨10g/ L、酵母提取物5g/L、NaC1 10g/L,使用lmol/L NaOH调pH至7.0。 1.1-3试剂及仪器Taq DNA聚合酶、dNTP、MgC12、 10 xPCR buffer、PCR回收试剂盒、DL2000 DNA Marker购于北京天根生化科技有限公司:琼脂糖 塞堕 堕医堂2Q!垒生 旦笙 2鲞笙2塑 P 垦趟 墨 Q望!Q 丛 £, 卫!:2 生 !:3 : : ・147・ 为西班牙BioWest公司产品:溴化乙锭fEB1为美国 1.2方法 SigITIa公司产品:引物由上海生工合成。PTC~200 1.21引物设计根据金黄色葡萄球菌编码耐热核 PCR仪为美国MJ公司产品:DYY一6C电泳仪为北 酸酶基因nuc【2J、产单核李斯特菌特异溶血素基因 京六一仪器厂生产:GelDoc 2000凝胶成像系统为 hlyAt3 ̄、沙门菌编码侵染上皮细胞表面蛋白的invA 美国Bio—Rad公司生产:LEGEND MICRO 21Cen— 基因[41设计了3对引物1f表11。以3种标准菌株 trifuge高速离心机为美国Therin0 Scientiifc公司生 DNA为模板.PCR扩增后使用PCR回收试剂盒 产:FLY一211B恒温摇床 回收扩增片段送至捷瑞公司进行测序验证 表1金黄色葡萄球菌、产单核李斯特菌、沙门菌多重PCR反应引物序列 . 1.2.2 DNA模板的制备将7株保藏菌株按照不 和640的hlyA引物进行双重PCR.确定hlvA引物 同组合方式接种于5ml LB培养液中.37℃振荡培 的最佳浓度 养。取菌液100 ̄l置于离心管中,12000r/min离心 1.2.4.3 nuc引物浓度的优化用最佳浓度invA和 10min后.弃上清。收集菌体,加lml 1xTE洗涤1 hlyA引物与浓度(nmol/L)10、20、40、80、160、320和 次,然后以50 l 0.5mol/L NaOH悬浮菌体,沸水浴 640的nuc引物进行三重PCR.确定nuc引物的最 加热5min,迅速冷却后加入50txl lmol/L pH 8.0的 佳浓度 Tris—HC1缓冲液.充分混匀.12000r/min离心 1.2.5多重PCR检测LB培养液中的病原菌将金 5min.上清即为DNA模板[51 黄色葡萄球菌、产单核李斯特菌和沙门菌的纯培 1.2.3引物特异性实验 以表1的3对引物分别 养物分别、同时或与其他菌(包括志贺菌、大肠埃希 对7株实验菌株的DNA进行PCR扩增以验证引 菌0157、蜡样芽孢杆菌、阪崎肠杆菌1接种于LB培 物的特异性。PCR反应条件:94cI=预变性5min: 养液中,混匀。所有菌的接种量均为平均5cfu/ml。 94℃变性30s,55℃退火30s,72℃延伸30s,进行35 采用建立的PCR方法进行检测 个循环:最后72cC延伸10min。PCR反应体系 2结果 (20tx1):10xPCR buffer 2 l,Mg 浓度2.0mmol/L,2.5 2.1引物特异性 采用表1的3对引物对7株实 mmol/L dNTPs 2.O l,10 mmol/L引物0.51xl,DNA 验菌株进行PCR扩增.以分析引物的特异性.结果 模板1Ixl,5U/Ixl Taq DNA聚合酶0.3 l,加ddH20 显示.3对引物扩增目的产物测序后与预期结果一 补足20pA。PCR产物检测:取5txl PCR产物加溴酚 致,而且本实验所设计的引物特异性良好。 蓝混匀.以DL2000 Marker作参照。在1.5%琼脂糖 表2引物特异性实验结果 凝胶f含EB 0.51xg/m1)O0,100V电泳,于凝胶成像系 统中观察结果 1.2.4多重PCR引物浓度的优化 1.2.4.1 invA引物浓度的优化PCR反应体系.除 了混合DNA模板f金黄色葡萄球菌ATCC29213、沙 门菌H9812、产单核李斯特菌CMCC54o04)1 l,以 及invA引物浓度(nmol/L)分别为l0、20、40、8O、 160、320和640外,其他物质的含量和PCR的反 应条件不变 2.2多重PCR引物浓度的确定按照沙门菌、产单 1.2_4.2 hlyA引物浓度的优化以获得的最佳浓度 核李斯特菌和金黄色葡萄球菌的顺序对检测基因 的invA引物与浓度fnmol/L)10、20、40、80、160、320 进行多重PCR的引物浓度进行优化[51。 实验与检验医学2014年4月第32卷第2期ExDerimental and Laboratory Medicine,ADr.2014,Vo1.32。No.2 ・149・ 扩增引物能够达到预期结果 重PCR检测具有简便、快速、经济。具有较好的应 本实验引物扩增的产物大小分别为 用前景 本研究采用碱煮沸法提取DNA模板.解决了 nuc127bp、hlyA 217bp,invA480bp,由于产物越大所 消耗的PCR反应管内的dNTP消耗就越多.一旦 dNTP消耗完毕PCR反应立即停止.因此本实验从 大产物的引物浓度开始优化。研究结果表明.扩增 革兰阳性菌在沸水中破壁效果差的问题 由于碱 煮沸法对试剂要求简单.并且提取步骤少.很适合 基层医疗单位处理食物中毒病原微生物的定性检 测。同时采用LB培养液对金黄色葡萄球菌、产单 核李斯特菌和沙门菌进行增菌并获得较好的增菌 产物越大的引物使用浓度越小.可以减少其大量 消耗dNTP:而扩增产物较小的引物由于扩增效率 高.如果其引物浓度过大.扩增产物大的引物甚至 扩增不出产物 因此最终确定以金黄色葡萄球菌 效果。也有人报道称直接从样本中富集菌体进行 PCR.这样检测结果假阳性的风险加大.同时不能 区分死菌与活菌.而增菌后检测可以解决上述问 题。 参考文献 f1]卫生部:中华人民共和国国家标准,食品微生物学检验 .北京: 中国标准出版社.2003 nuc基因、产单核李斯特菌hlvA基因和沙门菌in. vA基因设计引物.浓度分别为160、80和40nmol/L 为实验的最佳浓度 为了验证此种方法检测的灵敏度.本实验室 使用LB培养液对金黄色葡萄球菌、产单核李斯特 菌、沙门菌、志贺菌、蜡样芽孢杆菌、大肠埃希菌 O157和阪崎肠杆菌7种菌采用不同组合方式进行 振荡培养增菌.增菌时问为8h 增菌后采用碱煮沸 法提取DNA,以金黄色葡萄球菌nuc基因、产单核 李斯特菌hlvA基因和沙门菌invA基因设计的特 【2]Brakstad OG,Aasbakk K,Maeland JA.Detection of Staphylococcus aureus by polymerase chain reaction ampliicatfion of thenuegene 们.J Clin Microbiol,1992,3O(7):1654-1660. [3】张晓峰,李爱云,方维焕,等.多重聚合酶链反应鉴别单核细胞增生 李斯特菌的研究叨.中华检验医学杂志,2003,26(2):93—95. [4】许一平,邵彦春,陈福生,等.沙门菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌 异引物,浓度分别为160、80和40nmol/L时,对其 进行扩增.结果显示本实验的检出限为5c IIl1.而 的多重PCR检测『J1.微生物学通报,2006,33(6):89—94. 【5]李博,陈福生,王小红,等.多重PCR检测食品中的金黄色葡萄球 菌、志贺菌和沙门菌IJ1.卫生研究,2008,37(4):438—442. 【6]杨平,杨迎伍,陈伟,等.食品中4种致病微生物的多重PCR快速 有些相关文献显示能够达到lcfu/ml的检出限.可 能是因为其提取方法的不同引起的.但此法具有 简单.不需要特殊耗材.整个检测过程少于12h等 检测技术研究[Jl1.西南大学学报(自然科学版),2007,29(5):90— 94. 优 [71 而传统细菌学方法需要使用不同的增菌液 对可疑物进行一次增菌,二次增菌.分离培养,生 化反应等一系列繁杂操作才能得出结果 因此多 [7】多重PCPd ̄向线点杂交(RLB)检测细菌性脑膜炎病原体的研究 [J].实验与检验医学,2011,29(4):347—349. (收稿日期2013—11-l1;收回日期2014—01—07) (上接第138页1MDL在临床检验结果的解释过程中 的有着十分重要的地位.因此选择MDL作为试验 样本浓度的临床意义是不言而喻的 本研究结果显示我科自建检测系统测定血清 总蛋白在低值MDL的CV~CV CV 分别为 0.86%、1.37%、2.31%,EU为5.64%;在高值MDL 不确定度评估更好地应用于临床 参考文献 『11中国合格评定国家认可委员会.IS015189医学实验室质量和能 力认可准则[S】.北京:中国合格评定国家认可委员会,2007. [2]International Organization for Standardization.ISO guide to the ex— pression of uncertainty in measurement[S].Geneva:ISO,1995. 『31陈丽.罗氏电化学发光检测血清肿瘤标志物测量不确定度的测 的CV CVB、CVⅨ 分别为0.74%、1.41%、3.29%, EU为7.31% 由于目前临床上暂未对各个检验项 目的EU作出明确要求.因此在解释本研究结果时 我们难以作出定论 尽管如此.在日常工作过程 定[J】.实验与检验医学,201 1,9(5):501—502. 『41梅敏,李海珠,帅虎.血清谷丙转氨酶、谷草转氨酶测定分析中的 测量不确定度评定[J1.实验与检验医学,2010,28(4):371—372,394. 【5]Guerrasio R,Haberhauer-Troyer C,Steiger M,et a1.Measurement uncertainty of isotopologue fractions in fluxomics determined via 中,如果我们狠抓分析前质量控制.严格控制其他 原因的不确定度.这样就可以最大限度地缩小测 量不确定度评估试验得到的理论EU值与实际EU 值的差距.此时本方法得到的试验结果可以准确 地反映l临床检验结果的分散性.从而有利于测量 mass spectrometry[J].Anal Bioanal Chem,2013,405(15):5133- 5146. [6】谢华斌,盛楠,林永志,等医学实验室电化学发光分析系统测量不 确定度评价[J】.国际检验医学杂志,2013,34(1):85—87. (收稿日期2013—10—30;收回日期2013—1 1-15)