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本文对常见致病性军团菌的gyrB基因(DNA gyrase subunitβ encoding gene,简称gyrB)进行了测序和分析,并利用gyrB基因中的保守区和高变区进行菌种鉴定,建立了针对常见的4种军团菌快速、准确检测的多重PCR方法。本文还基于gyrB和16S-23S rRNA基因间区(16S-23S rRNA internal transcribed spacer,简称ITS)设计和筛选了种特异性探针,研制了水体中重要致病菌的检测基因芯片,实现了水体中11种重要致病菌的基因芯片检测。 I军团菌是引起军团病(Legionnaires disease,LD)和庞蒂亚克热(Pontiac fever)的主要病原菌,目前,世界多个国家和地区均有病例报道。我国自1982年首次从一例肺炎患者肺部分离出嗜肺军团菌以来,各地时有局部暴发及散发病例的出现。军团病易暴发或流行,病死率可高达15%~20%,但由于军团菌病缺乏典型的临床表现,与其他病原体引起的肺炎很难鉴别,因此采用特异、敏感、快速的检测方法就显得非常重要。然而现有的检测方法,细菌培养、血清学检测、抗原检测和分子生物学检测,要么检测种类较少,一些常见的致病菌无法准确检测,要么容易造成菌种之间区分不开,常常出现误判、漏判,且现有检测手段时间长、操作步骤繁琐,费时费力。因此我们破译并分析了军团菌的gyrB基因序列,探讨其可否应用于军团菌的快速、准确检测。
本研究完成了33株军团菌的gyrB基因序列破译,分析发现L.pneumophilasubsp.pneumophila亚种内gyrB基因的序列相似性为0.98~1.00,L.pneumophilasubsp.fraseri亚种内gyrB基因的序列相似性为0.99~1.00,然而,嗜肺军团菌种内的序列相似性却仅有0.91~1.00,分析发现相似性较低的原因是L.pneumophila subsp, pneumophila和L.pneumophila subsp, fraseri的gyrB基因序列存在着较多的突变位点,导致了嗜肺军团菌种内较低的序列保守性。嗜肺军团菌的这一特性,一方面为亚种的检测提供了可能,另一方面使嗜肺军团菌的检测面临了一定的困难(较低的种内保守性),然而,通过25株嗜肺军团菌gyrB基因序列的比对,我们发现,虽然两个亚种间存在着较多的突变位点,但整个基因内部仍有7处高度保守的区域,并且与其他军团菌在序列上存在着较大的差异,利用这些种内高度保守、种间特异的区域,我们设计了针对嗜肺军团菌的种特异性引物,并成功应用于环境水样的嗜肺军团菌PCR检测。
同时,利用破译的gyrB序列,我们还分别设计了博兹曼军团菌、长滩军团菌和米克戴德军团菌的种特异性引物,经过58株标准菌株和临床分离株的筛选验证,分别得到了上述3种菌的种特异性引物各l对,并成功建立了针对嗜肺军团菌、了博兹曼军团菌、长滩军团菌和米克戴德军团菌的多重PCR方法。使用该方法对63例空调冷凝水水样检测,检测结果与16S rRNA测序结果一致,说明该方法具有很高的实用性,可用于质检、临床等部门对常见军团菌的检测。Ⅱ
水是生命得以存在的必要条件,它使我们人类得以繁衍生息,人类的生活、生产、娱乐都离不开水。它同时也是许多病原微生物滋生、传播的场所和载体,这些病原微生物一旦进入人体则将可能使人患病、甚至导致死亡,严重威胁着人类健康。随着社会的发展和生活水平的提高,人们越来越关心自身的健康问题,而各种水体(包括生活饮用水,江河湖泊,游泳场馆等)的安全问题也日益成为人们关注的热点。因此,为了保护人们的身体健康,对各种水体尤其是饮用水中病原微生物的检测是十分必要和亟需的。
本研究针对水体中常见的11种致病菌亲水气单胞菌,肺炎克雷伯氏菌,嗜肺军团菌,铜绿假单胞菌,沙门氏菌,志贺氏菌,金黄色葡糖球菌,霍乱弧菌,副溶血弧菌,小肠结肠炎耶尔森氏菌以及问号状钩端螺旋体,基于gyrB基因和ITS序列,设计了26条种特异性探针,并用218株标准菌株和临床分离株对所设计的探针进行了筛选,最终建立了特异检测上述11种致病菌的基因芯片。该.方法,基因组DNA水平上的灵敏度为0.1ng,而当用纯菌进行芯片检测时,可检测到103CFU/mL,具有较高的灵敏度。用我们建立的芯片检测方法对30瓶矿泉水和12例空调冷凝水进行了检测,并与生化鉴定和16S rRNA测序结果比较,结果显示,芯片检测结果完全正确。总之,该方法比传统的检测方法检测时间短、灵敏度高、特异性高,并可实现对多种菌的同时检测,可应用于水质监测、流行病调查等领域。