병원성 미생물 면역 진단 기술 검토

요약: 병원미생물의 종류가 다양하고 변이가 빠르며 병원미생물을 빠르게 감정하는 검사 기술도 끊임없이 발전하고 있다. 현재 널리 사용되고 있는 병원 미생물 검사 방법은 직접 도포경 검사, 분리 배양, 생화학 반응, 혈청학 반응, 핵산 분자 교배, 유전자 칩, 중합 효소 사슬 반응 등이다. 이 기사에서는 이러한 탐지 기술의 진행 상황을 검토합니다. 인간과 동물에게 치병성 있는 미생물을 병원미생물이라고 하며, 병원체 (바이러스, 세균, 리케차, 마이코 플라스마, 클라미디아, 나선형, 곰팡이, 방선균, 프리온 등) 라고도 한다. 이 병원미생물들은 감염, 알레르기, 종양, 치매 등의 질병을 일으킬 수 있으며 식품 안전을 위협하는 주요 요인 중 하나이다. 최근 몇 년 동안 SARS, 고 치병성 고병원성 조류인플루엔자, 시니로 바이러스 감염 등 질병이 전염성 매우 강하여 세계적인 대유행을 자주 일으키기 때문에 병원체 검사는 빠르고 정확해야 한다. 일반적인 병원체 감지 방법은 조작이 복잡하고, 테스트 주기가 길며, 운영자에 대한 기술적 요구 사항이 높다. 의학 미생물학 연구 기술이 발달하면서 병원체 진단은 더 이상 병원체 수준에 국한되지 않고, 분자 수준과 유전자 수준에 깊이 파고드는 검출 방법이 생겨나 임상과 실험실에 응용되고 있다. 핵산 분자 잡교 기술, PCR 기술, 유전자 칩 기술 등 검출 방법 자동화 수준이 높고, 빠르고, 시간을 절약하고, 오염이 없고, 정확하며, 병원 미생물을 정확하고 민감하게 식별할 수 있다. 1 병원 미생물의 전통적인 검출 방법 병원 미생물의 전통적인 실험실 검사는 주로 염색, 배양, 생화학 감정 위주로 한다. 표본의 직접 코팅 염색과 거울 검사, 배양기에 접종하여 분리 배양을 하는 것은 세균이나 곰팡이 감염성 질환의 병원학 진단을 위한 일반적인 방법이다. 1. 1 직접 코팅 거울 검사, 병원 미생물은 부피가 작고 대부분 무색 반투명이며 염색 후 현미경으로 크기, 모양, 배열을 관찰할 수 있다. 직접 코팅 염색경검법은 간단하고 신속하며, 임구균 감염, 결핵균 감염, 나선형 감염 등 특수한 형태의 병원 미생물 감염에 여전히 적용된다. 직접 도포경 검사는 특별한 계기 설비가 필요하지 않지만, 여전히 기층 실험실에서 병원 미생물을 검출하는 매우 중요한 수단이다. 1.2 분리 배양과 생화학 반응 분리 배양은 주로 임상 표본 (예: 혈액, 가래, 배설물 등) 에 다양한 세균이 있을 때 특정 세균을 분리하는 데 사용된다. ) 또는 문화. 세균의 성장과 번식은 시간이 걸리며, 검사 주기가 길어서 대량 샘플을 동시에 처리할 수 없다. 이 문제를 해결하기 위해 각종 자동 배양 식별 시스템이 끊임없이 생성되고, 전통적인 식별 방법도 점차 개선되어 검사 속도가 크게 빨라졌다. 예를 들어, Microscan WalLCAway 완전 자동 미생물 분석기는 세균 검진과 약민 실험을 동시에 수행하여 500 여 개의 균주를 검출할 수 있다. 비대성 세균은 폐렴 연쇄상구균, 임구균, 독감 피에 굶주린 균 등이다. 높은 영양 요구, 일상적인 배양 양성율이 낮습니다. 영강 등은 초콜릿 배양기에 포도당, 옥수수 전분, 성장인자, 효모 가루, 아미노산 등 특수접종제를 각각 다른 비율로 첨가하여 새로운 임구균 배양기를 만들어 임구균의 분리배양률을 크게 높였다. 소성통 등은 영양진지에 한약 대추, 팥을 첨가하여 A 연쇄상구균, B 연쇄상구균, 폐렴 연쇄상구균 등 세균을 배양해 성장지수가 혈판보다 현저히 높다. 1.3 조직세포 배양생조직세포 배양은 살아있는 조직세포에 사는 병원체 (바이러스, 리케차체, 클라미디아 등) 를 처리하는 데 적합하다. 병원체 민감성 조직 세포마다 다르다. 병원체 민감성 동물 조직에서 생세포를 꺼내어 체외원대 배양이나 병원체 민감성 세포계 전대 배양을 한 다음 병원체 접종을 해당 조직세포에 접종해 병원체 번식을 통해 특정 세포병 효과를 낼 수 있다. 병원체 역시 민감한 동물의 체내에 직접 접종해 해당 조직기관의 특정 병변을 일으킬 수 있다. 일반적으로 이러한 특정 손상에 따라 병원체 식별이 가능합니다. 2 혈청학과 면역학 검사 혈청학 검사는 알려진 항체 또는 항원으로 병원체 항원이나 항체 검사를 함으로써 병원체 기술을 신속하게 감정하여 감정 절차를 간소화한다. 일반적으로 사용되는 방법은 혈청 응집 기술, 라텍스 응집 시험, 형광 항체 검출 기술, 시너지 응집 시험 및 효소 결합 면역 흡착 시험입니다. 효소 결합 면역 흡착 실험의 응용은 혈청학 검사의 민감도와 특이성을 크게 높여 검체 속 병원체 항원뿐만 아니라 기체의 항체 성분도 감지할 수 있다. 헬리코박터 파일로리는 중국 인구의 감염률이 50 ~ 80% 에 달한다. 효소 연쇄 면역 흡착 실험을 통해 타액 중 항HP 항체 진단을 통해 HP 감염을 진단한 결과 만족스럽다. 우리나라의 B 형 간염 바이러스 (HBV) 감염률이 매우 높으며, ELISA 는 B 형 간염 환자의 조기 혈청학 진단에서 가장 두드러진 역할을 한다. 임상적으로 병원균은 종종 비병원균과 뒤섞여 있는데, 어떻게 이 세균에서 목표균을 분리할 수 있는가가 관건이다. 면역자석 분리 기술 (IMBS) 은 최근 몇 년간 미생물 검사 분야에서 발전해 온 신기술이다. 그 기본 원리는 특정 병원체 단일 복제 항체 또는 다중 복제 항체 또는 이항커플링을 자성 구슬 마이크로볼에 결합시켜 항원 항체 반응을 통해 자기 구슬-표적 병원체 복합물 또는 자기 구슬-표적 병원체 복합물을 형성하는 것입니다. 외부 자기장의 작용으로 표적 병원체 분리. 현재 대장균, 리스터균, 백색 염주균, 군단균 등 각종 병원체 개발에 면역자주가 개발되어 각급 과학연구와 실험실에 널리 사용되고 있다. IMBS 에서 분리된 흰색 염주균은 현미경으로 직접 감지할 수 있어 검사 시간이 4 시간으로 단축된다. IM-BS 는 또 다른 검출 기술과 결합해 발병균을 검출하고 면역자성 구슬로 분리된 목표균을 이용해 분리 배양해 대장균 0 157 의 최소 검출 한도를 200 cfu g 에서 2 CFU G 로 높인다. IMBS 결합 중합 효소 사슬 반응 (IMBS-PCR) 은 특수 배양 조건 하에서 세균 (예: 가혹하고 거산균) 을 신속하게 감지할 수 있다. Imbs-PCR 은 고기 중산층 캡슐 방추균 검출 시간을 10 h 로 줄이고 최소 검사 한도는 10cfu g~ ~ 에 달합니다. 일부 연구원들은 imbs 를 실시간 형광 정량 PCR (imbs-PCR) 과 결합했습니다. Leon—Velarde 등은 IMB8 결합 효소 연합 검사를 이용하여 살모넬라 검출 효율을 크게 높였다. 3 유전자 검사는 기술이 발전함에 따라 분자 생물학 검사 기술이 나날이 새로워지고 있다. 병원성 미생물의 식별은 더 이상 일반적인 외부 형태 구조와 생리 생화학 특성의 일반적인 검사에 국한되지 않고 분자 수준과 핵산 수준으로 깊숙이 들어간다. 병원성 미생물의 핵산 서열, 즉 유전자 단편은 모두 특이성을 가지고 있어 다른 종이나 속과 구별된다. 그들의 독특한 유전자 단편 서열을 검출하는 것은 병원 미생물을 식별하는 데 사용될 수 있다. 과학기술이 발달하면서 유전자 검사 기술이 점차 다른 검출 기술을 대체하여 임상 실험실과 기초 실험실 병원체 검사의 주류 기술이 되었다. 3. 1 핵산 교잡 기술은 일정한 상보성 서열을 가진 단일 뉴클레오티드 사슬이 염기상보성 페어링 원리에 따라 액상이나 고체상에서 이원 이중사슬을 형성하는 과정을 핵산교배라고 하며, 교잡한 쌍방은 사용되는 탐침과 측정 중인 핵산이다. 병원 미생물의 검사에서 핵산 분자 교잡에는 주로 막각인교잡과 핵산 제자리교잡의 두 가지가 포함된다. 막상 각인 교잡이란 핵산을 미생물 세포에서 분리하여 체외에서 순수화하고 어떤 고체상 지지물에 결합해 액상에 존재하는 표기 핵산 탐침과 교잡하는 것을 말한다. 핵산의 제자리 교배는 지표기의 핵산 프로브가 세포나 조직 슬라이스의 핵산과 직접 교잡하는 것이다. 형광 표시 프로브를 사용하여 형광 현미경 또는 레이저 스캐닝 초점 현미경으로 병원체 및 3 차원 공간에서의 위치를 확인할 수도 있습니다. 핵산 분자 교잡 검사 기술은 다른 방법에 비해 간단하고 예민하며 빠르고 특이하다는 뚜렷한 장점을 가지고 있다. 윙 등은 두 가지 다른 형광으로 표시된 과뉴클레오티드 프로브로 혈액 샘플에서 가짜 단포균과 고정균을 검출했다. 최소 검출 한계는 10 cfu mL~ ~, 특이성은 100%, 검출 시간은 2 h 미만이다 .. 과뉴클레오티드 프로브는 병원체 특이성 유전자 서열 설계를 위해 설계되었으며, 다양한 분류 수준에서 감지할 병원체 (예: 과, 속) 을 찾을 수 있습니다. (병원 미생물 검출 기술의 진보) 3.2 유전자 칩 기술 (DNA chip) 은 DNA 마이크로어레이 또는 DNA 칩이라고도 하며 바이오칩의 일종인 J 로 핵산 분자 잡교 기술의 확장이다. 마이크로 머시닝 기술을 통해 수만 개 또는 수백만 개의 유전자 프로브, 즉 DNA 조각을 2 차원 DNA 프로브 배열로 규칙적으로 배열하여 실리콘, 슬라이드 등 고체 지지물에 고정시켜 표시된 샘플 분자와 교잡하여 유전자 검사를 실시한다. 시퀀싱의 원리는 핵산 교배와 같지만 전통적인 핵산 교배 기술은 조작이 복잡하고, 검출 효율이 낮으며, 자동화 수준이 낮은 단점을 해결했다. 유전자 칩은 병원 미생물 감염 진단에 적용돼 진단에 필요한 시간을 크게 단축시켜 병원체 내성이 있는지, 항생제에 내성이 있는지, 항생제에 민감하다는 것을 감지할 수 있다. Naas 가 설계한 유전자 칩은 구리 녹균, 장균, 보드트균 중 각종 B- 락탐효소 내약 유전자를 검출할 수 있다. 채정 등이 디자인한 유전자 칩은 대장균, 폐렴 크레버균, 구리 녹균 단포균, 보우만 부동균, 음구장균이 l7 종의 항균제에 대한 내성률을 검출했다. Batchelor 등이 개발한 유전자 칩은 확장 스펙트럼 8 등 47 종의 내약 유전자를 인코딩하는 대장균과 살모넬라를 감지할 수 있다. 락탐 효소, 술파민, 사환소, 아미노글리코시드. 유전자 칩 기술에도 해결해야 할 몇 가지 문제가 있다. 예를 들면 칩의 특이성과 검출 신호의 감도를 높이고 칩 제조 비용을 낮추는 등 대부분의 칩은 값비싼 테스트 장비가 필요하다. 이러한 문제들로 인해 유전자 칩은 주로 실험실 연구에만 국한되어 임상 병원 미생물의 검출과 검진에 광범위하게 적용되지 않는다. (병원 미생물 검출 기술의 진보) 3.3 PCR 기술 중합 효소 사슬 반응 (PCR) 은 알려진 과뉴클레오티드 유인물을 이용하여 체외 알 수 없는 단편에서 소량의 유전자 조각을 유도하고 증폭시키는 기술이다. PCR 은 검사할 유전자를 증폭시킬 수 있기 때문에 특히 병원체 감염의 조기 진단에 적합하지만, 유인물의 특이성이 강하지 않으면 위양성이 발생할 수 있다. PCR 기술은 최근 20 년 동안 급속히 발전하여 유전자 증폭에서 유전자 복제 변환 및 유전 분석에 이르기까지 신뢰성이 점차 높아지고 있다. Jbara 는 PCR 과 전통적인 방법을 통해 75 건의 샘플 중 인플루엔자 혈균균, 뇌막염 나이더균, 폐렴 해머균을 직접 검출했다. 기존 방법에 비해 PCR 검출의 특이성과 민감성은 각각 87.3% 와 100% 였다. 1988 에서 Chamberian 등은 여러 PCR 의 개념을 제시했다. 동일한 PCR 반응 시스템에 두 쌍 이상의 유인물을 추가하면 여러 핵산 조각을 동시에 증폭시켜 대량의 샘플의 분석 감정에 적용할 수 있다. 다중 PCR 은 다음과 같은 장점을 가지고 있습니다. (1) 효율이 높으며, 동일한 반응 시스템에서 여러 병원성 미생물을 동시에 탐지하거나 동일한 병원성 미생물의 다른 유형을 분류할 수 있습니다. (2) 시스템과 다중 PCR 은 여러 간염 바이러스와 같은 집단 병원체 검사에 적합합니다. 임구균, 매독 나선형, 에이즈 바이러스와 같은 다양한 성병 병원체 감염 특별한 배양이 필요한 포자 혐기성 감염; 전상으로 인한 파상풍, 탄저병, 산기낭막 방추균, 페스트균 등 세균 감염 (3) 동일한 반응 튜브에서 여러 병원체 동시 감지, 시약, 비용 및 시간 절약, 임상에 더 빠르고, 더 많고, 정확한 진단 정보 제공 Reyes 등은 여러 PCR 을 사용하여 열이 나지만 여성인 어린이 뇌척수액 표본에서 뇌막염 나이더균, 폐렴 연쇄상구균, 인플루엔자 혈균을 검출해 특이성이 100% 로 89% 로 나타났다. 실시간 형광 정량 PCR 은 PCR 반응 시스템에 형광기단을 추가하여 형광 신호의 축적을 통해 전체 PCR 프로세스를 실시간으로 모니터링합니다. 고감도, 특이성, PCR 오염 문제 해결, 자동화 수준이 높은 특징을 가지고 있습니다. 실시간 형광 정량 PCR 은 성병의 조기 진단, 창구기 검진, 효능 검사, 유전자 변이 분석, 예후 평가에 중요한 가치를 부여하여 역학 조사 치료에 도움이 된다. 왕항 등은 여러 실시간 형광 정량 PCR 반응 시스템을 구축했으며, 같은 시스템에서 내갑산소 실린과 장독소 A 황금색 포도상구균을 동시에 신속하게 감지할 수 있다. 형광기단으로 표시된 특이성 유인물은 병원체 감염과 약물 치료 효과를 정확하게 반영할 수 있으며, 특히 바이러스, 클라미디아 등 인공적으로 배양할 수 없고 배양이 어려운 병원체 진단에 적합하다. 유전자 칩 기술과 다중 PCR 을 결합하여 PCR 증폭 목적 유전자를 통해 유전자 칩의 형광 프로브는 검출의 민감도와 특이성을 높여 두 가지 검출 기술의 장점을 보완하여 병원 미생물의 검사에 광범위하게 적용되었다. 병원체 특이성 유전자를 과녁 유전자로 유인물과 프로브를 설계하고, 다중 PCR 증폭을 통해 과뉴클레오티드 칩을 준비한다. 그런 다음 다중 PCR 을 통해 테스트할 샘플의 목적 유전자를 증폭하여 병원체 다중 PCR 유전자 칩 감지 시스템과 교잡하여 잡화 신호에 따라 샘플에 포함된 병원체 종류, 유형, 독성 및 공격력을 시각적으로 판독함으로써 병원체 감지 및 검증을 수행할 수 있습니다. (병원 미생물 검출 기술의 진보) 3.4 다른 유전자 검사 기술인 분자생물학 기술이 급속히 발전하여 각종 새로운 유전자 검사 방법이 끊임없이 출현하고 있다. Notomi 는 2000 년에 새로운 루프 매개 등온 핵산 증폭 방법 (1 OOP 매개 DNA 등온 증폭, 일명 LAMP) 을 개발했다. 대상 유전자 서열 중 6 개 또는 8 개의 특정 영역에 대해 4 개 또는 6 개의 유인물을 설계하여 체인 교체 활성을 가진 DNA 중합 효소의 작용으로 고리형 구조와 체인 교체를 형성하여 대상 DNA 를 대량으로 증폭시킵니다. 불과 몇 년 만에 LAMP 는 질병 진단, 식품검사, 환경모니터링, 생물안전 등에 광범위하게 적용되었다. 이몽 등은 LAMP 방법으로 16 건의 개방된 상처 심부 감염 분비물에 대해 60 min 파상풍 균검사를 실시했는데, 그 중 4 건은 양성이었고, 최소 검사는 4× 10 으로 제한됐다. LAMP 기술로 결핵 환자 가래 표본 200 개를 신속하게 검출했다는 보도가 있는데, 결핵균 양성검출률은 배양법과 염색법보다 훨씬 높다. MLVA (multi-locus variable-nun-ber tandem repeat analysis) 는 병원체 게놈의 가변 수 연결 반복 시퀀스의 특성에 따라 유전형을 수행하는 기술로, 황금색 포도상구균, 대장균, 탄저균의 유전자형 및 식별에 널리 사용됩니다. 。 총결산 및 전망: 빠르고 정확한 병원체 감지 및 감정 은 전염병 예방의 최우선 문제이다. 생물학 연구가 거시적 영역에서 미시 분야로 발전함에 따라, 병원체 검출 방법도 조직 형태학 수준에서 분자 수준과 유전자 수준까지 깊숙이 파고든다. 최근 몇 년 동안 병원 미생물 고통 정량 검사 기술은 샘플 수요가 적고, 빠른 시간 절약, 오염이 없고, 진단 결과가 정확하고 자동화도가 높다는 장점이 있다. 연구가 지속적으로 발전하고 깊어짐에 따라 이러한 고통 정량 진단 기술과 방법은 병원 미생물의 진단과 분석에서 점점 더 중요한 역할을 할 것이며, 다양한 검출 기술의 결합과 종합은 광범위한 응용 전망을 갖게 될 것으로 믿는다.