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克氏锥虫新型封闭式血培养系统(CBCS)的建立与标准化:提升寄生虫分离效率的创新方法
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月17日 来源:Parasitology Research 1.8
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本研究针对克氏锥虫(Trypanosoma cruzi)培养缺乏标准化方案的难题,开发了封闭式血培养系统(CBCS)。研究人员通过人工感染不同浓度锥鞭毛体的血液样本验证,该系统可实现低至10个寄生虫/mL的稳定分离,32天内完成锥鞭毛体向上鞭毛体的转化,重复性与再现性变异系数均<9%。该成果为恰加斯病诊断和流行病学研究提供了可靠技术平台。
在拉丁美洲肆虐的恰加斯病(Chagas disease)由克氏锥虫(Trypanosoma cruzi)感染引起,每年造成约1.2万人死亡。尽管该病发现已逾百年,其诊断技术仍面临重大挑战——特别是在寄生虫分离培养环节,现有方法存在样本需求量大(5-30mL)、培养周期长(60-150天)、成功率波动大等技术瓶颈。更棘手的是,全球实验室使用的培养方案差异显著,涉及培养基类型(脑心浸液/BHI、肝浸液/LIT等)、离心参数(1500-3000rpm)等十余项变量,导致研究数据难以横向比较。
针对这一现状,哥伦比亚军事中央医院(Hospital Militar Central)感染与热带病研究组的Vanegas MA团队开展了一项创新研究。他们设计开发的封闭式血培养系统(CBCS)采用30mL玻璃瓶装载4mL固体+5mL液体双相培养基,仅需2-5mL血液样本即可实现寄生虫扩增。相关成果发表于《Parasitology Research》,为克氏锥虫研究提供了首个标准化培养方案。
研究采用三项关键技术:1)建立VERO细胞感染模型获取锥鞭毛体(trypomastigotes);2)人工配制含血红素(hemin)和双相培养基的CBCS系统;3)通过Neubauer血细胞计数板定量评估寄生虫增殖动力学。所有实验均设传统Tobie培养基对照,在28°C下进行32天观察。
【Trypanosoma cruzi viability in the CBCS】
结果显示,接种100个锥鞭毛体的CBCS在24天达到峰值浓度(3853 parasites/mL),与传统培养(4858 parasites/mL)相当。吉姆萨染色证实第28天100%转化为上鞭毛体(epimastigotes),运动形态保持率达61-97%。值得注意的是,2mL样本组的增殖曲线与对照高度吻合,而5mL组虽产量较低但仍满足分离需求。
【Minimum T. cruzi concentration required】
突破性发现在于灵敏度——仅需10个锥鞭毛体/mL即可成功分离,且最早第4天检出。这与传统方法需60天以上形成鲜明对比。各浓度组(101-104 parasites/mL)的运动形态保持率均>50%,证实系统稳定性。
【Performance of the CBCS】
重复性测试中,103-104 parasites/mL组的变异系数(CV)<6%,即使最低浓度(10 parasites/mL)组CV也<20%。再现性实验显示三日间CV始终<8.3%,符合ISO标准对分析方法的要求。
该研究首次实现克氏锥虫分离培养的标准化突破:1)灵敏度提升600倍;2)培养周期缩短81%;3)样本量减少60%。特别值得注意的是,系统对DTU I型(MHOM/CO/2001/D.A株)的优异适应性,为后续基因分型研究奠定基础。封闭设计还解决了传统操作的污染风险,使其适用于野外采样场景。未来扩展至其他DTU型别及锥虫近缘种(如T. rangeli)的验证值得期待,或将重塑热带寄生虫病研究的技术格局。
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