)JournalofJilinUniversitMedicineEdition y(
Vol.37No.1
Jan.2011
175
)文章编号]671587201101017504 [ 1-Ⅹ(--食品中幽门螺杆菌荧光PCR快速检测方法的建立及评价
刘静秋1,史艳宇1,刘金华2,邴 炜1,华 蕾1,杨 波1,朱 颖1,王洪昌1
()吉林省产品质量监督检验院,吉林长春1吉林出入境检验检疫局,吉林长春11.30022;2.30062
[摘 要] 目的:建立一种快速、特异、灵敏的幽门螺杆菌检测方法,并对方法进行评价,为快速、准确、有效检测幽门螺杆菌方法的建立提供依据。方法:以尿素酶基因序列为靶位点,用PrimerExress3.0软件设计引 p物及探针,经Blast软件对相似序列搜索后,筛选出一套最优与常见致病菌无交叉反应的引物;分别用食品中常见致病菌大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、单增李斯特菌、沙门菌和空肠弯曲菌DNA进行特异性实验;将计数过的幽门螺杆菌菌悬液与牛奶样品混合液,梯度稀释后分别提取DNA进行荧光PCR扩增,确定检测方法的灵敏度;对人工污染幽门螺杆菌的生奶及生肉样品进行检测验证方法的可行性。结果:利用尿素酶基因设计的引物及探针仅对幽门螺杆菌有扩增曲线,而其他对照以及阴性对照均未有明显扩增曲线;能够对生奶及生肉中污染的幽门螺杆菌进行有效扩增;设计的引物对幽门螺杆菌的检测敏感性可达到3CFU·mL-1,检测可以在4d内完成。结论:荧光PCR方法特异性强,灵敏度高,可以快速、准确检测食品中污染的幽门螺杆菌。[关键词]CR;食品 幽门螺杆菌;尿素酶基因;荧光P[中图分类号]文献标志码]377;Q503 [ R A
EstablishmentandevaluationofrealtimePCRfordetectionof
loriHelicobacterinfood py112111
,S,L,B,iuuLIUJinHIYanIUJinhuaING WeiLeiBo - - - ,HUA ,YANG qyg
11
ZHU YinHonchan-g,WANG gg
(,C;1.JilinProductQualitSuervisionInsectionhanchun130022,China yppg ,C)2.JilinEntrxitInsectionandQuarantBureauhanchun130062,China -E ypg
:O,sAbstractbectiveoestablisharaidecificandsensitivemethodforthedetectionofHelicobacterlori, T pppyjrovideairrimersrobeandaneffectivedetectinevidenceforelicobacterlori.Methods Aofand H ppppgpy ,scorresondinenetotheureaseforrealtimePCRweredesinedaccordintoPrimerExress3.0softwareimilar pggggp ,aweresearchedbBlastmethodndtheexcellentrimersandrobewereselected.DNAfromcommonseuences yppq ,Lbacterialathoenssuchasscherichiacoli,Stahlococcusisteria monoctoenes,Camlobacterand E pgpyygpy;tSalmonellainfoodwasusedforsecifictesthecountedHelicobacterloriinbacteriumsusensionandthe pppy,t,tbacteriumandmilkmixturewereserialldilutedheDNA wasextractedforrealtimePCRamlificationhe yp ofmethodwastested.Theracticabilitofthemethodwasdemonstratedthrouhthedetectionofthesensitivit pygy artificialcontaminativesamlesbrealtimePCR.Resultsherimersandrobeaccordintoureaseenecould T pyppgg onlamlifHelicobacterDNA,butnototherreferencebacterium DNA.Helicobacterfromthelorilori ypypypy
artificialcontaminativesamlescouldbeamlifiedbthemethod.Itcandetect3CFU·mL-1ofHelicobacter ppy
lori.Itssensitivitwassufficienttodetect3CFU·mL-1ofHelicobacterlori.Themethodwasenouhraid ygppypy
tofinishdetectionin4d.Conclusion RealtimePCRcanraidlandaccurateldetecttheHelicobacterlori pyypy contaminationinfoodwithhihsecificitandsensitivit. gpyy [收稿日期] 20100623--[)基金项目] 国家质量监督检验检疫总局资助课题(2008QK59
[,女,吉林省长春市人,高级工程师,主要从事食品生物技术方面的研究。作者简介] 刘静秋(1962-)[:0,E-m:s通信作者] 史艳宇(Tel43185237243ailhianu219@163.com)-yy
176
吉林大学学报(医学版)7卷 第1期 2011年1月 第3
:H;eneKewordselicobacterlori;ureaserealtimePCR;food gpyy
Helicobacterlori,H 幽门螺杆菌( p)是一py种弯曲、螺旋状革兰阴性杆菌。流行病学调查证实:罹患胃病的人群中有超过50%的人感染幽门螺杆菌。幽门螺杆菌感染与慢性萎缩性胃炎、十二指肠溃疡、胃黏膜相关性淋巴组织淋巴瘤和胃腺癌的发生有关联,WHO已经将幽门螺杆菌列为第
[]
1类致癌因子1-2。由于幽门螺杆菌与人类常见病有密切关联且在人群中感染率高,因而受到重视。
化恒温培养箱购自德国宾得公司;微量移液器(0.1~1000.0μL)为法国JILSON产品;恒温水
浴锅购自北京中西远大科技有限公司;厌氧罐购自日本三洋公司。
1.4 幽门螺杆菌的稀释与计数 取幽门螺杆菌冻干粉接种于BHIB增菌肉汤,加入5%无菌小牛血,在清,于微需氧条件下37℃振荡培养3d600nm波长下测定培养液吸光度。当吸光度达到1.0时,取1mL菌液涂胰蛋白大豆琼脂平板进行
,另取1m浓度单位为C计数(FU·mL-1)L菌液用作模板DNA的提取。
1.5 DNA的提取 取幽门螺杆菌培养物,按细菌基因组小量提取试剂盒说明书的方法进行DNA提取,相关步骤略作修改:延长裂解酶作用时间至。用D20minNA分析仪检测其纯度及浓度。1.6 幽门螺杆菌引物设计 根据幽门螺杆菌尿素酶基因在GenBank中检索到1个基因序列
(。根据基因序列用PaccessionM60398)rimer 3.0设计探针及引物。在GenBankExress p(//httwww.ncbi.nlm.nih.ovBLAST)中经p:/gBlast软件对相似序列搜索后,筛选出一套最优的且与常见致病菌无交叉反应的引物。Forword:rimerpReverse
,5′CGTGGCAAGCATGATCCAT3′--:5′GGTATGCACGGTrimer-G-p
近年来大量研究证明:食品污染在人类幽门螺杆菌感染中起重要作用,是幽门螺杆菌传播的途径之
]36-。目前我国幽门螺杆菌临床检测方法相对较一[
多,但有关食品中幽门螺杆菌的检验及鉴定方法研
7]
,因此究较少,相关检验方法标准处于空白水平[
研究食品中幽门螺杆菌的快速、简便、准确的检测鉴定方法尤其必要。本研究以尿素酶基因序列为靶位点设计引物及探针,进行荧光PCR扩增,建立幽门螺杆菌荧光PCR检测方法,对幽门螺杆菌进行准确、特异、高灵敏度检测。1 材料与方法
lori,1.1 菌 株 幽门螺杆菌(Helicobacter py,大肠杆菌(ATCC43504)Escherichiacoli, ,金黄色葡萄球菌(ATCC25922)Stahlococcus py,单增李斯特菌(aureus,ATCC13565)Listeria ,沙门菌CC5313)monoctoenes,AT 1yg(,空肠弯Salmonellathimurium,AS1.1194) yp)。曲菌(CamlobacterJeuni,ATCC33291 pyj1.2xPreTM DNA提取试剂 试剂及培养基 Ayp盒购自Axen公司,TaManUniversalPCR ygqMasterMix试剂盒购自美国ABI公司,引物及探
针由宝生物工程有限公司(大连)合成。脑心浸液肉汤(购自青岛高科园海博生物技术有限公司,BHIB)根据产品说明书配制;胰蛋白大豆琼脂购自美国,D;无菌小牛血清BectonickinsonandComan py购自新西兰I集团)有限公司;无CPbio生物技术(菌脱纤维马血购自烟台开发区品格林实验室配套设备有限公司。
1.3 主要仪器 高速冷冻离心机购自美国Beckman公司;IKA M20食物研磨器购自德国IKALabortechnik,Staufen公司;ABIPRISM
/CR扩增仪购自美国ABI公司;DNA7500荧光PRNA蛋白分析仪购自日本BioSecmini公司;生 p
,P:5TACGAGTTT3′robe′FAM-AAGTGGG---。TATTGAAGCGATGTTTCCTGA-TAMRA3′-:共21.7 反应体系和反应条件 反应体系(5μL)
2×TaManUniversalPCR MasterMix12.5μL, q10μmol引物各1μL,模板DNA2μL,ddH2O 7.5μL。反应条件:95℃预变性5min;94℃变,6,4性15s0℃退火延伸40s0个循环。1.8 特异性和灵敏度实验 分别用大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、单增李斯特菌、沙门菌和空肠弯曲菌食品中常见致病菌进行特异性实验。取1mL已计数过的幽门螺杆菌菌悬液,梯度稀释后分别提取DNA进行荧光PCR检测,确定检测方法的灵敏度。
1.9 荧光PCR方法检测实际食品样品 取鲜牛奶、生肉(制成匀浆)等样品9mL与3mL幽门螺杆菌菌悬液充分混匀,离心,取沉淀提取DNA,进行荧光PCR检测。
刘静秋,等.CR快速检测方法的建立及评价 食品中幽门螺杆菌荧光P
177
1.10 荧光PCR方法测定牛奶中幽门螺杆菌的灵敏度 取1mL计数过的幽门螺杆菌菌悬液与9mL牛奶样品混合均匀,用牛奶分别进行10倍梯度稀释。分别提取DNA,按上述反应条件进行荧光
PCR扩增,检测食品基质对检测方法灵敏度的影响。2 结 果
2.1 尿素酶基因特异性验证 在优化好的荧光PCR反应体系和反应条件下,以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、单增李斯特菌、沙门菌和空肠弯曲菌DNA为特异性试验对照进行荧光PCR检测。仅有幽门螺杆菌有扩增曲线,而其他对照以及阴性对照均未有明显扩增曲线。引物特异性实验结果见图1。
图2 荧光PCR敏感性检测结果Fi.2 SensitivitdetectionofrealtimePCR gy
21
1:3×10CFU·mL-1;2:3×10CFU·mL-1;3:3×010CFU·mL-1;4:0.3CFU·mL-1;5:Neativecontrol. g
图3 人工污染样品中的幽门螺杆菌PCR检测
Fi.3 Detectionoftheartificialcontaminativesamlesb gpyrealtimePCR
图1 引物特异性试验
Fi.1 Secificitdeterminationoftherimers gpyp
;;1:Neativeontrol2:Helicobacterloriromowmilk3: c f cgpyloriHelicobacterfromchicken. py2.2 灵敏度实验 分别取各浓度幽门螺杆菌菌悬
液,提取DNA进行荧光PCR检测,利用尿素基因设计的引物对幽门螺杆菌的检测敏感性可达到3CFU·mL-1。荧光PCR结果见图2。2.3 尿素酶基因检测人工污染样品中的幽门螺杆菌 应用尿素酶基因的特异引物对人工污染的生奶及生肉进行荧光PCR检测,试样中幽门螺杆菌均有明显扩增曲线。检测结果见图3。
2.4 荧光PCR方法测定牛奶中幽门螺杆菌的灵敏度 取1mL计数过的幽门螺杆菌菌悬液与牛奶混合,梯度稀释后分别提取DNA进行荧光PCR检测,牛奶中幽门螺杆菌的检测敏感性可达到3CFU·mL-1。结果见图4。
图4 牛奶基质条件下荧光PCR敏感性检测结果Fi.4 SensitivitdetectionofmilkcontainedHelicobacter gy
loribrealtimePCR ypy
32
1:3×10CFU·mL-1;2:3×10CFU·mL-1;3:3×10 10CFU·mL-1;4:3×10CFU·mL-1;5:0.3CFU·mL-1.
3 讨 论
幽门螺杆菌感染是慢性胃炎和消化性溃疡的主要病因,与胃癌的发生也有密切的关系。幽门螺杆
178
吉林大学学报(医学版)7卷 第1期 2011年1月 第3
],2():2J.EidemiolRev000,22283297.transmission[ -p[]V’:,2elazuezM,FeirtJM.Helicobacterloricharacteristics qgpy
,dathoenicitetectionmethodsandmodeoftransmission pgy],1imlicatinfoodsandwater[J.IntJFoodMicrobiol999, pg (/):953235104.-[]G3omesBC,DeMartinisECP.ThesinificantofHelicobacter g
,floriinwateroodandenvironmentalsamles[J].Food pyp,2():3004,15397403.Control-[]窦逾常,王江滨.胰腺癌患者幽门螺杆菌感染的检测及临床意4
]():3义[J.吉林大学学报:医学版,2008,34217319.-[5]FanXG,ChuaA,LiTG,etal.SurvivalofHelicobacter
,loriinmilkandtawater[J].JGastroenterolHeatol pypp ):11998,13(110961098.-[]Q6ualiaNC,Dambrosioormannotl.Hih A,N G,e agg
,soccurrenceofHelicobacterloriinrawoatheeandcow pygp :AmilknferrediskfoodbornelmMene i b g r o f-y g?[],2():4infectionJ.IntJFoodMicrobiol008,1241347. -[]L7ottseichC,SchwarzerA,PanthelK,etal.Evaluationof p
thelorinovelHelicobacterClariresrealtimePCRassafor - pyy andclarithromcinsuscetibilittestinofH.loridetection ypygpy instoolsecimensfromsmtomaticchildren[J].JClin pyp,2():1007,4567181722.Microbiol-[]G8uillermoIP,RothenbacherD,BrennerH.Eidemioloof pgy
],2):loriHelicobacterinfection[J.Helicobacter004,9(2 py16.-[]S9tevensonTH,LuciacuffR,etl.Growf LM,A G a o
Helicobacterloriinvariousliuidandlatinmedia[J]. pyqpg ,2():9LettAlMicrobiol000,3032196. -pp
[]lori10PomsRE,TatiniSR.SurvivalofHelicobacterinread -pyy
],2:toeatfoodsat4℃[J.IntJFoodMicrobiol001,63(3)- 281286.-[,T11]ChisholmSA,OwenRJeareLE,etal.PCRbased
dianosisfelicobacterlorinfectionndealtime o H p i a r-gyofclarithromcinresistancedirectlfromhumandetermination yy ],2:astricbiossamles[J.JClinMicrobiol001,39(4) gpyp 12171220.-[]]李会强.幽门螺旋杆菌实验室诊断方法[12J.中国慢性病预防
():1与控制,2007,15287190.-[]倪红霞,刘志辉,郑学星,等.T13aMan探针荧光定量PCRq
]支原体快速检测方法的建立及应用[J.吉林大学学报:医学():7版,2010,36497802.-菌本身的螺形、鞭毛结构及其分泌的细菌毒素、空泡毒素、尿素酶、黏蛋白酶、过氧化氢酶、磷脂酶、热休克蛋白及低分子趋化性蛋白质黏附素等都与其致病性有关
[]24-。
幽门螺杆菌感染呈全球性分布,但不同国家和地区或不同人群的感染率差异较大。感染率与当地公共卫生状况有关。发达国家感染率为20%~
[,]40%,中国人群的感染率为21%~93%57。近年来研究表明:大量生制的奶(羊奶、牛奶)及生奶制
品中含有一定数量的幽门螺杆菌,在水、莴苣、豆腐和鸡肉等食品中也常含有幽门螺杆菌。食品中幽门螺杆菌的存在成为人类患病的又一重要原因,对
]35-。人类健康有严重的危胁[
幽门螺杆菌对体外生长条件要求苛刻,培养困难,传统培养方式对于快速准确进行检测与鉴定有一定难度
[]2,910-。因此如何快速检验这些食品中的
幽门螺杆菌、保证食品安全是一个重要课题。除传统培养方法外,现在国内外其他检测幽门螺杆菌的方法主要有直接镜检法、染色法、尿素酶法、免疫、基因学法、核酸杂交技术、聚合酶链反应(PCR)
]1113-。这些方法在临床样蕊片、毛细管电泳技术等[
品检测方面应用较多,但在检测食品中幽门螺杆菌方面应用较少,目前国内尚无食品中幽门螺杆菌快速有效检测方法及相关标准。
本研究根据尿素酶基因设计特异性引物及探针,成功建立了食品中幽门螺杆菌的荧光PCR检测方法,填补了食品中幽门螺杆菌检测方法及标准的空白。与以往相关研究方法比较,本研究方法具、特异有快速、灵敏(灵敏度可达3CFU·mL-1)的特点。本研究中所采用方法可应用于临床诊断、食品卫生监督及出口食品的病原微生物检测等各个领域,可以为食品中新的致病菌的检测提供技术支持,同时为食品安全风险预警提供依据。
[参考文献]
[:Elori1]BrownLM.Helicobacteridemioloandroutesof pypgy
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容