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传染性病原体的分子诊断——技术的发展与趋势
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作者:
wwwkkk83
时间:
2015-1-31 13:33
标题:
传染性病原体的分子诊断——技术的发展与趋势
本帖转自:
http://biosky.haotui.com/thread-7785-1-3.html
作者:
mchris
分子遗传检验的优点表现在,基于遗传信息的特异性,统计上的灵敏性,以及与以往检测相比的快捷性。发病机理的分子基础,与基于核酸自主装配技术的结合,使多元检验的发展达到顶峰,即:可以同时检测和区分多种病原体或致病因子。但目前核酸技术仍不能解决所有诊断中的问题。
直接证据vs指纹比对
诊断方法的选择取决于临床症状,微生物致病的特性,以及医生提供的信息。对病程监测一般采用血清化验就足够了,可是有些病原体引起的症状不明显,例如有些慢性或持续性的感染只有在产生免疫抑制、活化或是在特定的组织体液中复制,才能被发现。这样,感染的直接证据只能来自有效地诊断、传染性确定、或治疗过程中病毒和细菌的量。发病机理和临床症状也决定了能提供有意义诊断信息的样本类型,如血样、便样、滑液或是脑脊液,如果能得到的话,扩增后的病原体特异性核酸序列将是最直接的证据。
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致病因子——差异万岁!
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随着我们对致病因子及其遗传基础知识的增长,以及极端的敏感性/特异性和快捷性的结合,在承认灵敏度比花费更重要的前提下,分子遗传检验显然取代了传统的对潜在致病生物进行培养的方法。
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大肠杆菌性内出血的诊断(EHEC)就是一个典型例子。纯细菌培养、vero毒素-ELISA以及对血清替代性标记的分型等检验不仅耗时,而且可靠性低。分子检验则直接检测编码其粘合因子的遗传信息,包括溶血素和vero毒素,可在四小时内提供可靠的结果,这比原始的过夜培养至少节省了24小时。
同时,基因型鉴定也可以在时间紧迫的医院传染的筛查中找到位置,例如甲氧苯青霉素抗性的奥里斯葡萄球菌(MRSA)和其他难以治疗的细菌变体(如ESBL,万古霉素抗性)的传染。尤其是MRSA,因为对于不是很难控制的奥里斯葡萄球菌来说,无需将病人隔离至昂贵的特护病房。但是,和其他的筛选检测一样,这种检测的灵敏性高于特异性,NPV高于PPV,所以,这些检验应该被认为是基本的筛选方法,它先正向选择可疑带菌者,然后等待其细菌培养结果的验证。
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最后,在有些情况下,分子遗传检验不能选择性区分有害和无害的微生物,如人刺瘤病毒。根据致癌基因影响细胞周期的活性不同,其中至少有13种基因型被WHO列为高危险性生殖肿瘤致病因子,其他的则与皮肤、头部和颈部的癌有关。
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多元检验——一劳永逸
最新的分子检验可以同时测定并区分多种潜在的病原体和致病因子。这种诊断方式对临床症状很有利。不同的临床症状(腹泻、脑膜炎、性传播疾病、牙周炎、脓血症、肺炎)可能源于大量不相关联的病原体,但对这些病原体的诊断只依赖于其与致病因子的结合(如MRSA、EHEC)。大多数检验都是基于NAT和膜、ELISA孔或荧光标记探针的杂交反应,以及非NAT技术,这些检验都可以(半)自动化进行,而且允许高增量的筛选。此外,多元策略也允许病人只给出一份样品即可,如尿样可同时检测一组相关的性传播疾病的病原体。
有一种商业性检验,基于实时PCR,并作为脓血症的血液诊断的辅助检验,就结合了多元检测的性能和NAT的快捷。这种检验可以在仅六小时之内发现并且区分20种细菌和真菌。而且,它的检测依然遵循细菌学和抗性测试。这种检验显然完善了当前的血液检测。
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慢性传染病的监测
对慢性和持续性病毒感染的监测,逐步变得重要,它既包括病原体,也包括患者的治疗相关参数的遗传学检测。对亚型和抗性突变体的分子类型,以及病毒量的确定,是抗病毒治疗的治疗前、治疗中和治疗后的基础。初始的病毒量既可以作为起始治疗的识别标志,又可以监测治疗效率。若在开始治疗时,病毒在一限定时间内没有减少,或者甚至增加了,就说明此治疗有先天的或会随治疗进程而暴露出的缺陷。基于此,对突变所致抗性的检测就可以使治疗随每个人的不同而有所改变。同时,个性化治疗也要考虑到患者的药理遗传学状况,因为这关系到药物治疗计划,例如阿巴卡韦这种药就可能会导致HLA B57.01阳性个体的致命性过敏。
总结与结论
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基因技术和发病机理分子机制的鉴定,无疑提高了传染性病原体的诊断。一方面,像ELISA血清测试这样已经确立的方法,随着重组抗原的应用而被改良了。另一方面,病原体的分子遗传检验的发展,也取代了需要细胞培养和替代血清标记的病原体显型的分析。
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但是,当评价分子遗传检验结果时,核酸技术的一些主要弊端仍需要引起人们的注意。首先,分子遗传检验检测的是纯化的核酸,因而无法判断生物体的生存能力。其次,检测出的遗传信息不能即刻转变成可翻译蛋白质的遗传信息(相对于微生物的迅速生长来说)。第三,不同的组织与体液中的特定病原体核酸的检测,必须要伴有可靠的对照并要小心判定,因为检测的高度灵敏性可能被随处可见的不相关核酸片断(非特异性的)所干扰。
总之,尽管核酸技术大大改进了传染性病原体的诊断,但这些检验仍不能解答所有诊断中的问题。
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