微生物快速检验技术的临床研究进展

李东明，张健东(通信作者)

天津市第三中心医院·天津市重症疾病体外生命支持重点实验室·天津市人工细胞工程技术研究中心·天津市肝胆研究所 (天津 300170)

微生物感染性疾病具有起病急、进展快的特点，延迟治疗、疗程不足或抗感染治疗不当均可影响患者预后。以往临床对微生物感染性疾病患者多采用经验性治疗，但抗菌药物的大量使用导致微生物对抗生素的耐药性不断增强，极大地增加了临床治疗难度。早期精准识别微生物病原体对治疗和控制疾病具有十分重要的意义。微生物病原体鉴定是临床微生物检验中最基础的内容，但传统的微生物检验方法操作复杂，要求检验人员具备较高的专业水平及丰富的检验经验，且检验过程耗时较长，在临床推广应用中具有一定的局限性。近年来，随着微生物快速检验技术的发展，免疫学检验技术、分子生物学检验技术、生物分子传感器技术、生物基因芯片技术等逐渐在临床检验中得到应用，并取得了一定的效果。基于此，本文将微生物快速检验技术的临床研究进展综述如下。

1 免疫学检验技术

免疫学检验技术已逐渐成为快速检验微生物最常用的方法之一，且有研究表明，该技术可有效简化检验步骤，加快检验速度，提高检验准确度[1]。经分析，其原因为，免疫学检验技术是将免疫学原理作为理论依据，在对检验标本进行敏感标识操作后，利用“示踪技术”对各类生理免疫学指标及病理免疫学指标进行特异检验，可省略掉进行病毒和细菌培养的过程，故可节省检验用时，提升检验效率。

目前，临床常用的免疫学检验技术为荧光免疫分析技术及酶联免疫分析技术。其中，荧光免疫分析技术是将荧光素作为抗原标志物，利用抗原抗体反应在荧光显微镜下呈现出的荧光特异性抗原抗体复合物检测微生物的存在。吕治林[2]使用炭疽杆菌细胞壁及荚膜抗原特异的荧光对单克隆抗体进行标记，可快速准确鉴别炭疽杆菌。由此可见，荧光免疫分析技术具有特异性强、检验速度快等优点，在微生物快速检验中起到重要的作用。酶联免疫分析技术是一种将酶的催化放大作用与特异性抗原抗体免疫反应相结合的微量分析技术。使用酶标记的抗原或抗体与待检测抗原或抗体产生免疫反应后，会产生有酶标记的抗原抗体复合物，之后在反映液中加入底物，酶可催化底物水解显色，因颜色变化可反映酶量的改变，故通过检测吸光度的变化，可计算出待检测微生物抗原或抗体的浓度。刘洋等[3]在筛查急诊艾滋病病毒抗体时分别采用了胶体层析法、酶联免疫吸附技术，发现酶联免疫吸附技术对低、高值质控血清的检出率高于胶体层析法，且该技术检测的准确度、灵敏度及特异度均高于胶体层析法。龚亚东等[4]对儿童肺炎支原体感染进行检验的结果表明，酶联免疫检测法可获得较好的检出效果。由此可见，应用酶联免疫技术进行微生物检验具有一定的临床价值，且随着全自动免疫分析仪的推广应用，将两者联用，可使微生物检验更加准确、快速。

2 分子生物学检验技术

分子生物学的迅速发展使微生物临床检验不再局限于研究微生物的外部特征及生理特征，也能对微生物的分子结构，甚至核酸结构进行深入研究。对微生物分子结构和核酸结构的研究可推动微生物检验从生化免疫法转变为基因检测法。当前，分子生物学技术中的聚合酶链反应技术是在特定的环境条件下对DNA片段进行分析，实施体外酶扩增处理，并经由检验扩增物质实现快速检验微生物的目的，因具有快速、敏捷特异等优点，其逐渐被用于微生物的临床快速检验中。严维花等[5]的研究表明，实时荧光定量聚合酶链反应技术可为大肠埃希菌的快速准确定量检测提供支持。左乐等[6]的研究表明，应用多重荧光聚合酶链反应技术对15种沙门菌的血清学分型进行鉴定具有操作快速、准确度及特异度高等优点，相对标准偏差均小于2.97%。李玲和杨丽玮[7]的研究指出，反转录聚合酶链反应、多重聚合酶链反应、实时定量聚合酶链反应等聚合酶链反应技术在微生物的临床检验中均具有检测快速及准确度、灵敏度、特异度高的特点，其中荧光定量聚合酶链反应技术在微生物临床检验中的准确度更高，可将该技术作为常规的微生物检验技术予以推广。

3 生物分子传感器技术

生物分子传感器技术是一项融合了多种现代学科理论知识、借助电化学及生物化学原理进行微生物检测的技术。与其他的微生物检验技术相比，该技术具有独特的优越性[8]。相关研究显示，新型的生物分子传感器可在20 s内检验出SARS病毒、天花病毒、炭疽杆菌等微生物，满足临床快速准确检验微生物的要求[9]。杨趁霞[10]的研究指出，生物分子传感器技术组的检验结果与临床微生物培养结果(金标准)的符合率为94.00%。由此可见，应用生物分子传感器技术检验微生物快速便捷、准确度较高，具有较高的应用价值。经分析，其原因为，生物分子传感器技术是一种将传感器技术与分子诊断技术有效结合的检验技术，该技术可将电信号转变为生化反应信号，并可放大电信号及进行模数转换，故可准确检测出被测物质的浓度，有效检出相应的微生物。

4 生物基因芯片技术

生物基因芯片技术是一种分子生物学技术，可一次性检测上万个基因，被认为是基因功能研究中最重大的发明之一。该技术以众多特定的寡核苷酸片段或基因片段为基因探针，有规律地排列并固定在固相介质(如硅片、玻璃片、尼龙膜等)上，然后形成相应的生物分子点阵，可实现一次试验同时检验多种微生物的目的，特点是检验效率高、样品需求量少，故为临床微生物检验注入了新的活力[11-12]。有研究表明，生物基因芯片技术具有微型化、高通量、可平行性地分析基因表达等优势，在微生物病原体检验、种类鉴别、耐药基因检验等领域发挥着越来越重要的作用[13]。当前已完成多种细菌、病毒等微生物的基因组测序，并将能反映微生物的特殊基因制作成一张芯片，经反转录处理后，通过检验样本中有无微生物基因的存在及其表达水平，便可明确患者感染微生物的情况、当前的感染进程及宿主的反应等，从而利于不断提高微生物检验的效率。也有研究表明，生物基因芯片技术作为前沿的生物微量分析技术，其自动化程度高、重复性好，且具有检验结果可靠、快速灵敏等特点，可被用于进行临床微生物检验[14]。经分析，其原因为，在应用生物基因芯片技术检验微生物的过程中，需先制备已知微生物的特异性碱基序列基因探针，然后利用核酸分子对其有高度精确性的特点进行分析操作，从而在特定的条件下使被检验的微生物生成双链核酸分子。由此可见，该技术的稳定性较高，可精准识别目标微生物，且近年来微生物的耐药性不断提高，多重耐药率也随之升高，应用生物基因芯片技术进行微生物检验可有效检测出耐药基因，提高检测效率[15]。然而，生物基因芯片技术的检验成本相对较高，且其具有无法有效识别未制备基因探针的微生物等不足，在微生物检验的临床应用中仍受到限制。未来需不断加强对生物基因芯片技术的研究，并不断为新发现的微生物制备特异性碱基序列基因探针，以推动生物基因芯片技术的发展。

5 小结

微生物感染性疾病的快速传播严重影响人们的身体健康。为了有效控制微生物感染性疾病的发生和发展，需采用科学的微生物检验技术进行微生物检验，以便为后期治疗提供参考。随着微生物检验技术的快速发展，已出现的快速微生物检验技术包括免疫学检验技术、生物基因芯片技术、分子生物学检验技术及生物分子传感器技术等，临床需依据微生物的流行病学特征选取最为适宜的检验技术。目前，微生物快速检验技术不断向高通量、微型化方向发展，且越来越多的智能化、自动化微生物检验设备被研发，并被应用于临床，使微生物检验更加快速准确、微生物快速检验技术得以长足发展。