新型人类病原体 Pierson 泛菌(Pantoea piersonii)的快速检测:方法学进展

【字体: 时间:2025年05月21日 来源:Diagnostic Microbiology and Infectious Disease 2.1

编辑推荐:

  针对 Pierson 泛菌(P. piersonii)现有鉴定方法耗时、MALDI-TOF 数据库缺失及 16S rRNA 测序特异性不足等问题,研究人员开发其实时荧光定量 PCR 检测方法,靶向苹果酸脱氢酶基因(mdh)。结果显示该法特异性强、灵敏度高,为临床和航天微生物监测提供新工具。

  在微生物的世界里,隐藏着许多威胁人类健康的 “神秘杀手”,Pierson 泛菌(Pantoea piersonii)便是其中之一。这种最初在国际空间站(ISS)被分离出的新型细菌,如今已悄然入侵临床环境,引发从败血症到脑膜炎等多种感染。然而,其鉴定一直是个棘手难题:传统培养结合全基因组测序耗时费力,MALDI-TOF 质谱数据库中缺乏其特征图谱,16S rRNA 测序也难以将它与近缘菌区分。随着临床病例增多,无论是航天场景下的微生物监测,还是医院中的快速诊断,都亟需一种能精准识别它的 “火眼金睛”。
为破解这一困局,来自国外研究机构的研究人员开展了一项关键研究。他们聚焦于开发一种快速、特异的检测方法,最终成功设计并验证了一种针对 Pierson 泛菌的实时荧光定量 PCR(real-time PCR)检测法,相关成果发表在《Diagnostic Microbiology and Infectious Disease》。

研究人员主要采用了以下关键技术方法:首先通过比较基因组分析,从 Pierson 泛菌的全基因组序列中筛选出苹果酸脱氢酶基因(malate dehydrogenase gene,mdh)作为特异性靶点;然后设计了靶向该基因的引物和 TaqMan 探针,并构建了内部扩增控制(IAC)体系以排除假阴性;接着利用 Qiagen DNeasy 试剂盒提取细菌 DNA,在 Roche LightCycler? 480 平台上进行实时 PCR 反应,反应条件经过优化,包括预变性、循环参数等;最后通过分析特异性、灵敏度及临床样本验证检测方法的性能,实验中使用了来自国际空间站、临床样本等多种来源的菌株作为测试对象。

3.1 检测方法特异性


研究人员测试了 44 株 Pierson 泛菌分离株,结果显示仅该菌 DNA 产生阳性信号,而包括近缘菌 Pantoea septica 等在内的 20 余种非目标微生物均未出现交叉反应。这表明该实时 PCR 检测法能精准识别 Pierson 泛菌,不受其他微生物干扰。

3.2 检测方法排他性


在排他性实验中,即使使用高浓度的近缘菌 DNA 进行测试,检测结果仍为阴性,且内部扩增控制均正常扩增,排除了反应抑制的可能性。进一步验证了该方法对 Pierson 泛菌的特异性识别能力,确保检测结果的可靠性。

3.3 检测方法分析灵敏度


通过对 Pierson 泛菌菌株 IIIF1SW-P2T的基因组 DNA 进行系列稀释,结合 Probit 分析(95% 置信区间),确定该检测方法的分析灵敏度为每反应 2.7 个靶标拷贝,实验显示检测下限在 1.96 至 6.2 个拷贝之间,表明其具有极高的灵敏度,能检测到极低浓度的目标 DNA。

3.4 检测方法验证


对来自国际空间站的 43 株 Pierson 泛菌分离株和 10 株临床分离株的测试结果显示,所有样本均能产生扩增曲线,且与其他临床分离的 Pantoea 属菌种无交叉反应。这证实了该检测方法不仅适用于航天环境中 Pierson 泛菌的监测,在临床样本检测中也能准确识别该菌,具有广泛的适用性。

研究结论表明,这项研究成功开发了首个针对 Pierson 泛菌的实时 PCR 检测方法,其靶向的 mdh 基因在该菌与近缘菌间存在显著序列差异(77-89% 同源性),确保了检测的特异性。该方法检测限低至约 3 个拷贝,检测时间约 40 分钟,兼具灵敏度与时效性,且在航天和临床样本中均表现出色。

讨论指出,Pierson 泛菌的临床威胁因易被误判为 P. septica 而可能被低估,其携带的耐药基因和毒力因子更凸显快速诊断的必要性。该检测方法为临床精准治疗提供了关键工具,可避免因误诊导致的抗生素滥用;在航天领域,有助于实时监测空间站微生物污染,保障宇航员健康与任务安全。尽管目前需从纯化培养物中提取 DNA,未来若结合免提取技术和等温扩增,有望进一步缩短检测时间,拓展其在资源有限环境中的应用。这项研究不仅填补了 Pierson 泛菌检测的技术空白,更为新型病原体的分子诊断提供了重要参考范式。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号