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常见食源性病原菌检测技术的研究进展

黄雪娟 郭艳东 刘冉 汪艳蛟 吴少雄 殷建忠 常巍 米飞

黄雪娟, 郭艳东, 刘冉, 汪艳蛟, 吴少雄, 殷建忠, 常巍, 米飞. 常见食源性病原菌检测技术的研究进展[J]. 昆明医科大学学报.
引用本文: 黄雪娟, 郭艳东, 刘冉, 汪艳蛟, 吴少雄, 殷建忠, 常巍, 米飞. 常见食源性病原菌检测技术的研究进展[J]. 昆明医科大学学报.
Xuejuan HUANG, Yandong GUO, Ran LIU, Yanjiao WANG, Shaoxiong WU, Jianzhong YIN, Wei CHANG, Fei MI. Research Progress on Detection Techniques of Common Foodborne Pathogens[J]. Journal of Kunming Medical University.
Citation: Xuejuan HUANG, Yandong GUO, Ran LIU, Yanjiao WANG, Shaoxiong WU, Jianzhong YIN, Wei CHANG, Fei MI. Research Progress on Detection Techniques of Common Foodborne Pathogens[J]. Journal of Kunming Medical University.

常见食源性病原菌检测技术的研究进展

基金项目: 国家自然科学基金资助项目 (32160551);云南省兴滇英才支持计划基金资助项目(XDYC-QNRC-2022-0229);保山市科技计划基金资助项目(2023bskj029);保山市中医药高等专科学校科技计划基金资助项目(2024k001);保山市中医药高等专科学校百名中青年学术技术带头人培养基金资助项目(2024zd002)
详细信息
    作者简介:

    黄雪娟(1998~),女,云南宣威人,在读硕士研究生,主要从事食源性病原菌分子流行病学研究工作

    通讯作者:

    常巍,E-mail:1397978466@qq.com

    米飞, E-mail:mifei99@126.com

  • 中图分类号: TS207.4

Research Progress on Detection Techniques of Common Foodborne Pathogens

  • 摘要: 食品安全是全球重大的公共卫生问题,食源性病原菌是威胁人类健康及食品安全的主要因素,快速准确地检测食源性病原菌对保障食品安全、预防食源性疾病具有重要意义。传统病原微生物检测方法操作繁琐且耗时,不能及时检测出食品中的病原菌。随着生物技术的快速发展,其在食源性病原菌检测中的应用越来越广泛,为预防食源性疾病的发生及传播提供了强有力的技术支撑。综述了常见食源性病原菌的危害以及快速检测方法的原理、应用及优缺点,以期为开展食品安全风险评估、食源性疾病监测等工作提供参考依据。
  • 图  1  LAMP反应原理示意图[15]

    Figure  1.  Schematic diagram of loop-mediated isothermal amplification

    表  1  常见食源性病原菌的主要食品传播介质及临床症状

    Table  1.   The main food transmission medium and clinical symptoms of common foodborne pathogens

    菌种主要食品传播介质主要临床症状
    大肠杆菌水、肉类、奶及奶制品等腹泻、尿路和腹腔感染、菌血症、新生儿脑膜炎[4]
    沙门氏菌猪肉、鸡肉、鸡蛋、牛肉、牛奶等急性胃肠炎(如呕吐、腹泻)、败血症及副伤寒[5]
    单增李斯特菌肉及肉制品、腌制品、冷冻食品等胃肠炎、败血症、流产、脑膜炎
    志贺氏菌蔬菜、肉类、蛋制品、奶制品等发热、腹痛、呕吐、腹泻
    副溶血性弧菌鱼、虾、贝类等海产品急性肠胃炎(腹痛、腹泻、肠痉挛、呕吐)[6]
    金黄色葡萄球菌水、奶制品、肉和肉制品、糕点等呕吐、腹泻、局部化脓感染(毛囊炎、疖、痈)、
    全身性感染(菌血症、脓毒血症等)[7]
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    表  2  LAMP、RCA及RPA 3种检测技术的比较

    Table  2.   A Comparison of three detection technologies: LAMP,RCA,and RPA

    LAMP RCA RPA
    聚合酶 Bst DNA聚合酶 phi29 DNA聚合酶 Bsu DNA聚合酶
    扩增温度(℃) 60~65 37~65 37~40
    引物数量(条) 4~6 1~2引物和PLP 2
    目标基因长度(bp) <300 <1700 <500
    反应时间(min) <60 <150 20~40
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    表  3  食源性病原菌检测方法比较

    Table  3.   Comparison of detection methods for foodborne pathogens

    检测方法 检测原理 优点 缺点
    传统培养 根据病原菌的生长特性进行增菌、
    培养、分离、纯化
    可培养分离得微生物
    ①耗时、操作繁琐
    ②灵敏度低
    mPCR 加入2对以上引物,同时扩增多个目标基因 ①灵敏度和特异度好
    ②可同时检测多个微生物群
    ①引物设计较为复杂
    ②可能产生引物二聚体
    qPCR 使用荧光染料或探针可定量监测反应中
    PCR产物
    ①高通量、自动化
    ②较普通PCR污染风险更低
    ③可实时进行定量分析
    ①需要复杂的仪器设备
    ②不适合快速检测
    RT PCR 通过RNA创建互补DNA,对互补DNA进行定量 ①可进行定量分析
    ②可检测活的微生物
    ①若mRNA降解则引起假阴性
    ②操作复杂,费用较高
    LAMP 根据目标基因的6个区域设计4种特异引物,
    用Bst DNA聚合酶完成扩增
    ①产物产量高
    ②不需复杂的热循环仪器
    ③可视化观察检测结果
    ①LAMP产物不易降解
    ②可视化观察存在主观性
    ③凝胶电泳不能识别条带大小
    ④限制靶DNA长度<300 bps
    RPA 重组酶、聚合酶参与 反应温度低、反应快速 引物设计难度高
    CRISPR-Cas 基因编辑 高效的基因编辑技术 ①载体功能受病原菌基因大小限制
    ②引物设计范围小
    ELISA 抗原、抗体特异性结合 ①自动化,灵敏度和特异度好
    ②可一次处理大量样品
    仪器设备、操作复杂
    代谢组学 基于代谢特征鉴定代谢产物 可对微生物进行定量 ①生物体代谢变化快,稳定性差
    ②数据分析专业性强
    传感器/
    基因芯片
    物理、化学信号转换生物信息/核酸杂交 ①高通量、自动化
    ②灵敏度特异度高
    设备复杂
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