沙眼衣原體診斷研究進(jìn)展
關(guān)鍵詞: 沙眼衣原體 診斷
摘要 沙眼衣原體感染在人群中很普遍,但臨床上并未引起重視,本文綜述了近年來(lái)診斷沙眼衣原體感染的進(jìn)展,著重介紹了分子生物學(xué)技術(shù)在檢測(cè)沙眼衣原體中的應(yīng)用,并提出了診斷沙眼衣原體的新的擴(kuò)大的金標(biāo)準(zhǔn)。
沙眼衣原體(Chlamydia trachomatis,CT)感染是發(fā)展中國(guó)家可預(yù)防的致盲的最重要的原因,也是西方工業(yè)化國(guó)家最常見的性病。CT可引起泌尿生殖道感染,胎兒感染CT可致新生兒結(jié)膜炎、新生兒和小嬰兒肺炎,以及其他并發(fā)癥如獲得性反應(yīng)性關(guān)節(jié)炎、Retier's綜合征[1]。由于CT感染臨床表現(xiàn)無(wú)特異性,所以常易漏診。近年來(lái)在確診CT感染方面進(jìn)展迅速,本文將其綜述如下。
CT的形態(tài)學(xué)檢查
最初診斷CT感染的實(shí)驗(yàn)是吉姆薩(Giemsa)染色。這種方法在CT被分離出來(lái)前50年就開始應(yīng)用,通過(guò)證實(shí)被感染細(xì)胞內(nèi)CT包涵體的存在而判斷是否感染CT。但是由于其敏感性和標(biāo)本收集上有困難,未能成為一種常規(guī)檢測(cè)方法。此種涂片染色的標(biāo)本要求必須有大量的(數(shù)以千計(jì))上皮細(xì)胞,而鏡檢也較費(fèi)時(shí),同時(shí)也受觀測(cè)者的主觀影響。在診斷男性尿路感染時(shí)敏感性較低,其陽(yáng)性率僅為培養(yǎng)證實(shí)CT感染的15%。但是在診斷新生兒CT結(jié)膜炎時(shí),Giemsa染色鏡檢被認(rèn)為是簡(jiǎn)便、易行而敏感的一種方法,50%-90%的涂片可見胞漿內(nèi)包涵體及大量多形核白細(xì)胞。也可將刮片標(biāo)本用甲醇固定,碘染色后鏡檢,因CT包涵體含糖原,遇碘呈棕褐色,即陽(yáng)性。
CT的細(xì)胞培養(yǎng)
1956年我國(guó)湯非凡教授首次在世界上用雞胚卵黃囊培養(yǎng)CT獲得成功。10年后,組織細(xì)胞培養(yǎng)CT成功。從病人組織中分離CT,長(zhǎng)期以來(lái)都被作為一種確診試驗(yàn),但是非百分之百敏感,培養(yǎng)失敗常由于標(biāo)本多變或標(biāo)本收集方法不當(dāng)而引起。
培養(yǎng)細(xì)胞現(xiàn)多常用McCoy細(xì)胞或Hela-229細(xì)胞株[2],BHK-21細(xì)胞也對(duì)CT易感。最初操作時(shí)使用X線照射過(guò)的McCoy細(xì)胞,現(xiàn)常用放線菌酮處理過(guò)的單細(xì)胞層。細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中,起決定作用的一步是將接種物離心進(jìn)入培養(yǎng)的單細(xì)胞層內(nèi),然后所有細(xì)胞在35℃孵育48-72小時(shí),進(jìn)行Giemsa染色、碘染色或單克隆熒光抗體染色,在光學(xué)顯微鏡下尋找CT包涵體。雖然此方法特異性高達(dá)100%。因受標(biāo)本采集、保存、轉(zhuǎn)運(yùn)和培養(yǎng)等許多因素影響,多數(shù)研究顯示敏感性僅為52%-92%[3.4]。
CT的抗原檢測(cè)
一、酶免疫測(cè)定(EIA) 此方法是將酶與單克隆抗體用交聯(lián)劑結(jié)合起來(lái),形成酶標(biāo)抗體,檢測(cè)標(biāo)本中有無(wú)CT抗原。如有CT抗原,則與酶標(biāo)抗體發(fā)生特異性反應(yīng),加入酶的底物,底物被酶催化生成可溶性或不溶性呈色產(chǎn)物,即為陽(yáng)性。可用肉眼或分光光度計(jì)定性或定量,其敏感性為93%-98%,10分鐘可出報(bào)告。
二、直接熒光抗體試驗(yàn)(DFA) 此方法是利用熒光標(biāo)記的單克隆抗體檢測(cè)標(biāo)本中有無(wú)CT抗原。其診斷新生兒CT結(jié)膜炎的敏感性高達(dá)95%-100%,20分鐘可出報(bào)告,但需用熒光顯微鏡觀察。Thomas等[5]用不同方法測(cè)定宮頸拭子標(biāo)本中的CT,EIA可檢出稀釋至10-5~10-6的原體(elementary body,EB);而DFA對(duì)稀釋至10-8后的EB仍可陽(yáng)性,敏感性較EIA為高。
核酸擴(kuò)增技術(shù)
近年來(lái),隨著分子生物學(xué)的發(fā)展,核酸擴(kuò)增技術(shù)在常規(guī)感染的診斷中很快建立。這些技術(shù)主要有擴(kuò)增探針(Ampliprobe)、聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)、連接酶鏈反應(yīng)(LCR)、核酸自身連續(xù)序列復(fù)制技術(shù)(NASBA)和Q-B復(fù)制酶試驗(yàn)。
一、擴(kuò)增探針?lè)ā∮捎诜桥囵B(yǎng)檢測(cè)方法不斷發(fā)展,DNA 雜交也逐漸被應(yīng)用于診斷CT感染。通常這些實(shí)驗(yàn)特異性較高,但并非最敏感。由于需要放射性元素標(biāo)記的探針而限制了其應(yīng)用隨著分子生物學(xué)發(fā)展、硫標(biāo)記的DNA 探針及生物素標(biāo)記的DNA 探針解決了這些問(wèn)題。近年來(lái)采用DNA 探針直接檢測(cè)CT tRNA及增強(qiáng)化學(xué)發(fā)光探針實(shí)驗(yàn)(PACE)提高了檢測(cè)的敏感性。擴(kuò)增探針系統(tǒng)依賴于檢測(cè)標(biāo)志的擴(kuò)增,而不是模板DNA 本身被擴(kuò)增。與預(yù)期模板互補(bǔ)的DNA 克隆進(jìn)入M13噬菌體載體,分離單鏈DNA 在固相支持物上針對(duì)模板DNA 進(jìn)行雜交,與M13噬菌體基因互補(bǔ)的第二個(gè)探針包裹載體序列,通過(guò)堿性磷酸酶而被檢測(cè)。Thomas等[5]認(rèn)為PACE dNA探針可檢出10-5CT,不如PCR敏感(PCR可檢出10-8CT)。擴(kuò)增探針?lè)z測(cè)尿液標(biāo)本CT,其敏感性和特異性分別達(dá)到92%和99%[6,7]。
二、PCR PCR檢測(cè)CT快速,簡(jiǎn)便,有高度敏感性和特異性。通過(guò)特異引物和Taq dNA聚合酶,在一定條件下將標(biāo)本CT靶片段擴(kuò)增,然后將擴(kuò)增產(chǎn)物行電泳檢測(cè),據(jù)凝膠上預(yù)計(jì)分子量DNA 擴(kuò)增帶的出現(xiàn)判斷結(jié)果。整個(gè)過(guò)程需4~5小時(shí)。1987年,Mullis和Faloona最早應(yīng)用DNA 聚合經(jīng)過(guò)高溫變性,降溫退火,適溫延伸三個(gè)步驟,反復(fù)循環(huán)30~40次,可將標(biāo)本中的DNA 量擴(kuò)增109~1012。Φstergaard等[8]經(jīng)過(guò)40個(gè)循環(huán),可檢測(cè)10-17g的CT dNA,相當(dāng)于1個(gè)拷貝的質(zhì)粒,檢測(cè)敏感性和特異性分別達(dá)到100%~93%。
三、LCR法 1991年,Barany從生棲熱菌(Thermus aquaticus)中提取耐熱DNA 連接酶并用該酶擴(kuò)增DNA 獲得成功,正式命名為L(zhǎng)CR。LCR反應(yīng)需要兩對(duì)互補(bǔ)的寡核苷酸探針,在模板DNA 、DNA 連接酶、DNA 聚合酶存在的前提下,通過(guò)變性、復(fù)性連接的多次循環(huán)使靶DNA 大量擴(kuò)增。LCR大大地改善了擴(kuò)增反應(yīng)的特異性和敏感性,Stary等[9]認(rèn)為L(zhǎng)CR對(duì)各種類型的CT標(biāo)本都有很高的敏感性。文獻(xiàn)報(bào)道用LCR檢測(cè)尿標(biāo)本中CT的敏感性在95%以上,特異性有99%以上[10,11],優(yōu)于PCR及EIA。Nikkari等[12]甚至報(bào)道在由CT引起的關(guān)節(jié)炎滑液的細(xì)胞中,LCR也檢出CT dNA,而PCR不能。標(biāo)本中抑制物可影響LCR的結(jié)果,而將標(biāo)本凍融、稀釋可減少抑制物,提高LCR的敏感性[13]。
四、NASBA法是一個(gè)簡(jiǎn)單、快速擴(kuò)增核酸的方法,約2小時(shí)可將RNA擴(kuò)增1010倍,它是一個(gè)持續(xù)的恒溫過(guò)程,不需要特殊的儀器。類似PCR之處是利用2個(gè)引物呈指數(shù)地?cái)U(kuò)增位于引物旁的序列,不同之處在于它需要三種酶:T7RNA聚合酶、核糖核酸酶、鳥類成髓細(xì)胞性白血病病毒逆轉(zhuǎn)錄酶,且反應(yīng)處于一個(gè)恒定的溫度。這三個(gè)酶產(chǎn)生逆轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄過(guò)程,導(dǎo)致靶序列自身復(fù)制[14]。NASBA依靠一個(gè)逆轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄反應(yīng)持續(xù)反復(fù)循環(huán),由互補(bǔ)DNA 中介復(fù)制RNA模板,寡核苷酸鏈引導(dǎo)DNA 合成,并為T7RNA聚合酶編碼啟動(dòng)子序列。反應(yīng)中首先合成雙鏈cDNA ,該cDNA 作為T7RNA聚合酶的轉(zhuǎn)錄模板。而完成cDNA 合成有賴于核糖核酸酶消化分解作為中介物的RNA-DNA 雜交物中的RNA。足夠轉(zhuǎn)錄的cDNA 產(chǎn)生原始模板的反義RNA,轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成為含有雙鏈啟動(dòng)分子的cDNA 。這些cDNA 能產(chǎn)生有義RNA和反義RNA,二者都能重新進(jìn)入循環(huán)。NASBA擴(kuò)增的效率僅輕微受初始RNA濃度影響,擴(kuò)增產(chǎn)物的積累量與時(shí)間呈指數(shù)相關(guān),反應(yīng)在恒溫37℃下進(jìn)行,迅速,1~2小時(shí)孵育后,反應(yīng)產(chǎn)物可擴(kuò)增107倍。擴(kuò)增產(chǎn)物達(dá)到105倍僅需15分鐘而PCR需85分鐘[15]。Morre等[16]認(rèn)為NASBA在檢測(cè)尿標(biāo)本CT感染和宮頸標(biāo)本有同樣的敏感性,且對(duì)16S rNA最敏感,只需10-5包涵體形成單位(IFU)即可檢出,比PCR敏感10倍。
五、Q-β復(fù)制酶試驗(yàn) Q-β復(fù)制酶催化一條被稱為MDV-1的218個(gè)堿基的RNA模板自身復(fù)制,12分鐘內(nèi)復(fù)制酶可擴(kuò)增MDV-1模板106拷貝,該實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)是三明治雜交、可逆性靶捕獲和Q-β復(fù)制酶擴(kuò)增。反應(yīng)在恒溫下進(jìn)行,4小時(shí)內(nèi)完成。檢測(cè)CT核糖體RNA和核糖體DNA 。使用2種類型的探針:一是特異性捕獲探針,另一是可復(fù)制的DNA 檢測(cè)分子[17]。由于該技術(shù)基于RNA的擴(kuò)增,而微生物體內(nèi)含有大量RNA拷貝,故能達(dá)很高的敏感性,可用于檢測(cè)活動(dòng)性感染,且Q-β復(fù)制酶試驗(yàn)受標(biāo)本中抑制物的影響比較小[18]。An等[19]認(rèn)為Q-β復(fù)制酶可檢測(cè)5個(gè)CT eB,且不受標(biāo)本中抑制物的影響。
自從細(xì)胞培育CT成功以來(lái),就一直作為診斷CT感染的金標(biāo)準(zhǔn),但即使是在有經(jīng)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室,細(xì)胞培養(yǎng)敏感性仍然只有75%~90%。這降低了它在檢測(cè)低流行人群中CT感染的使用價(jià)值。近年來(lái)核酸擴(kuò)增方法在感染性疾病診斷中的廣泛應(yīng)用,LCR具有高度敏感性和特異性,在CT的診斷方法中的地位日趨重要,故Lee[20]提出了診斷CT感染的擴(kuò)大的金標(biāo)準(zhǔn),即(1)細(xì)胞培養(yǎng)陽(yáng)性;
(2)細(xì)胞培養(yǎng)陰性,但LCR陽(yáng)性且DFA證實(shí)。而其他核酸擴(kuò)增技術(shù),尚需進(jìn)一步研究,但是非培養(yǎng)方法是今后CT診斷發(fā)展的趨勢(shì)。
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