炭疽杆菌分子生物学试验

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2026-05-12  

本文系统阐述了炭疽杆菌分子生物学检测的核心技术体系。文章围绕检测项目、检测范围、检测方法与检测仪器设备四个维度展开,详细介绍了从基因靶点筛选、样本类型覆盖到具体PCR技术应用及所需专业设备的完整流程,为病原体精准鉴定与分型提供标准化参考。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

pagA基因(保护性抗原PA)检测:靶向编码炭疽毒素保护性抗原组分的基因,是鉴定炭疽杆菌毒力质粒pXO1存在与否的关键标志。

capA/B/C基因(荚膜)检测:靶向编码聚-γ-D-谷氨酸荚膜合成酶的基因簇,用于确认毒力质粒pXO2的存在,与细菌的侵袭力相关。

rpoB基因(RNA聚合酶β亚基)检测:作为高度保守的看家基因,用于炭疽杆菌的种属特异性鉴定,并可用于分析菌株间的系统发育关系。

gyrA基因(DNA旋转酶A亚基)检测:另一个常用于细菌种属鉴定的保守基因,其序列多态性可用于炭疽杆菌的分子分型。

染色体标记物(如PL3基因)检测:靶向炭疽杆菌染色体上的特异性序列,用于在质粒缺失情况下对菌株进行基础鉴定。

多重PCR检测:在同一反应体系中同时扩增pagA、cap和染色体特异性基因等多个靶标,实现快速、全面的毒力质粒与菌株鉴定。

实时荧光定量PCR(qPCR)检测:对特定靶基因进行定量分析,不仅能定性检测,还能评估样本中炭疽杆菌的DNA载量,灵敏度极高。

基因分型与多位点序列分型(MLST):通过对多个看家基因位点进行测序和比对,用于炭疽杆菌不同菌株间的精细分型和溯源分析。

毒力质粒pXO1/pXO2完整性检测:检测质粒上的关键基因簇是否完整,以评估菌株的潜在完整毒力。

抗生素耐药相关基因检测:检测如β-内酰胺酶基因等可能与抗生素耐药性相关的遗传标记,为临床治疗提供参考。

检测范围

临床样本(血液、血浆、血清):用于疑似吸入性、胃肠型或败血症型炭疽患者的早期、快速病原学诊断。

临床样本(皮肤病灶渗出液、水疱液):皮肤炭疽病例最常见的检测样本,用于直接检测病灶中的病原体核酸。

临床样本(脑脊液):用于诊断炭疽杆菌感染引发的炭疽性脑膜炎这一严重并发症。

环境样本(土壤):炭疽杆菌芽孢可在土壤中长期存活,环境监测是追溯疫源地、评估风险的关键。

环境样本(水体):检测可能被污染的水源,尤其在动物疫情暴发后,用于公共卫生风险评估。

可疑污染物(粉末、信件等):在生物恐怖袭击相关事件中,对可疑白色粉末等物质进行紧急检测与鉴定。

动物组织及尸体样本:对死于炭疽的动物(如牛、羊)的组织、血液或皮毛进行检测,是动物疫情确诊的依据。

动物源性产品(皮革、毛发、骨粉):对进口或流通中的动物产品进行检疫,防止炭疽杆菌芽孢经贸易传播。

细菌纯培养物:对分离获得的疑似菌落进行分子生物学确认和毒力基因分析,是实验室鉴定的金标准步骤。

食品样本:对可能被污染的肉类等食品进行监测,保障食品安全,预防食源性炭疽。

检测方法

常规聚合酶链式反应(PCR):通过特异性引物扩增靶基因,经凝胶电泳检测扩增产物,用于炭疽杆菌的初步定性检测。

巢式PCR/半巢式PCR:进行两轮PCR扩增,使用内外两对引物,极大提高了检测的灵敏度和特异性,适用于痕量DNA样本。

实时荧光定量PCR(qPCR):在PCR反应体系中加入荧光探针或染料,实时监测扩增过程,实现DNA的定量检测,速度快、污染风险低。

多重PCR:在一个反应管内加入多对特异性引物,同时扩增多个靶基因(如pagA, cap, 染色体标记),一次反应即可完成多项鉴定。

数字PCR(dPCR):将样本分割成数万个微反应单元进行独立PCR,实现绝对定量,精度极高,尤其适用于复杂背景样本中低拷贝数靶标的检测。

环介导等温扩增(LAMP):在恒温条件下进行核酸扩增,无需热循环仪,反应快速,适用于现场或资源有限实验室的快速筛查。

基因测序(Sanger测序):对PCR扩增产物进行直接测序,通过与标准序列比对,可100%确认靶基因序列,用于最终确认和分型。

脉冲场凝胶电泳(PFGE):通过限制性内切酶切割全基因组DNA,在交变电场中分离大片段DNA,用于菌株的分子流行病学溯源。

全基因组测序(WGS):获取菌株完整的基因组序列,可进行最全面的毒力基因分析、进化关系研究和精准溯源,是最高分辨力的分型方法。

微阵列芯片技术:将大量炭疽杆菌特异性寡核苷酸探针固定于芯片,与标记的样本DNA杂交,可一次性检测大量基因靶点及突变位点。

检测仪器设备

核酸提取仪(全自动):自动化完成样本裂解、核酸结合、洗涤和洗脱步骤,实现高通量、标准化、低污染的DNA/RNA提取。

PCR热循环仪(普通):用于常规PCR、巢式PCR等需要精确温度循环的扩增反应,是分子实验室的基础设备。

实时荧光定量PCR仪:集成热循环与荧光检测功能,用于进行qPCR和多重qPCR实验,实现实时监测和定量分析。

数字PCR仪:用于进行绝对定量的数字PCR实验,其核心部件包括微滴生成仪和微滴读取仪。

恒温金属浴/水浴锅:为LAMP等恒温扩增技术以及部分酶反应提供稳定、精确的恒温环境。

电泳系统(电源、电泳槽):用于对常规PCR产物进行琼脂糖凝胶电泳分离,通过紫外成像观察结果。

凝胶成像分析系统:配备紫外或蓝光光源及CCD相机,用于拍摄和分析电泳凝胶中的核酸条带,并进行初步定量。

基因测序仪(毛细管电泳测序仪):基于Sanger测序原理,对PCR纯化产物进行自动化测序,用于基因序列确认和MLST分型。

脉冲场凝胶电泳系统:包括专门的电泳槽、冷却系统和交变电源控制器,用于分离炭疽杆菌等细菌的全基因组大片段DNA。

超微量核酸蛋白测定仪:用于快速、准确地测量提取出的DNA/RNA的浓度和纯度,是保证下游实验质量的关键步骤。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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