传染性病原体的分子诊断——技术的发展与趋势

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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。 | 我们一直在努力!, e: a  d; Y4 C4 X: n
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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。 中国病毒学自由学术论坛) i7 d: r/ M( E+ d

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。 biosky.haotui.com* R, M5 v. w& r0 A
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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。 4 h2 g2 U$ ?! A- F, R
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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。 biosky.haotui.com+ r6 e+ b% D, W8 X# H
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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。