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; 常巍; 米飞; 殷建忠

doi:10.12259/j.issn.2095-610X.S20241122

常见食源性病原菌检测技术的研究进展

doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20241122

黄雪娟^{1, 2},
郭艳东³,
刘冉²,
汪艳蛟^{1, 2},
吴少雄^{1, 2},
常巍²,
米飞^{1, 2, ,},
殷建忠^{1, 2, ,}

1.
云南省公共卫生与生物安全重点实验室，云南昆明　650500
2.
昆明医科大学公共卫生学院，云南昆明　650500
3.
保山中医药高等专科学校基础医学院，云南保山　678000

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。郭艳东与黄雪娟对本文有同等贡献

通讯作者:
米飞， E-mail：mifei99@126.com

殷建忠，E-mail：yinjianzhong2005@sina.com

中图分类号: TS207.4
计量
- 文章访问数: 255
- HTML全文浏览量: 223
- PDF下载量: 37
- 被引次数: 0
出版历程
- 收稿日期: 2024-07-28
- 网络出版日期: 2024-11-09
- 刊出日期: 2024-11-25

Research Progress on Detection Techniques of Common Foodborne Pathogens

Xuejuan HUANG^{1, 2},
Yandong GUO³,
Ran LIU²,
Yanjiao WANG^{1, 2},
Shaoxiong WU^{1, 2},
Wei CHANG²,
Fei MI^{1, 2
, ,},
Jianzhong YIN^{1, 2
, ,}

1.
Yunnan Provincial Key Laboratory of Public Health and Biosafety，Kunming Yunnan 650500
2.
School of Public Health，Kunming Medical University，Kunming Yunnan 650500
3.
School of Basic Medical Sciences，Baoshan College of Traditional Chinese Medicine，Baoshan Yunnan 678000，China

More Information

Corresponding author: 殷建忠，二级教授，昆明医科大学副校长，博士生导师，享受国务院政府特殊津贴专家，云岭教学名师，教育部首届高校健康教育教指委委员，云南省高校营养与食品安全重点实验室主任，健康云南发展智库首席专家，云南省哲学社会科学云南重点人群研究创新团队首席专家，国家级一流本科课程负责人。主要从事营养流行病学研究，主持国家重点研发计划课题1项和国家自然科学基金4项；获云南省哲学社会科学优秀成果一等奖1项，云南省科技进步三等奖4项。代表性成果发表于The Lancet Regional Health -Western Pacific、JHEP Reports、eLife、Addiction、JCEM等期刊，入选ESI高水平论文2篇，入选“In the top 5% of all research outputs scored by Altmetric” 2篇，在The BMJ发表文章简评（Rapid Response）2篇。主持完成教育部公共卫生与预防医学学术学位研究生课程建设项目，获云南省高等教育教学成果二等奖1项。

摘要

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。
- 食源性病原菌 /
- 危害 /
- 检测技术 /
- 食品安全
Abstract: Food safety is a major public health problem in the world. Foodborne pathogens are the main factors threatening human health and food safety. Rapid and accurate detection of foodborne pathogens is of great significance to ensure food safety and prevent foodborne diseases. Traditional detection methods of pathogenic microorganisms are cumbersome and time-consuming, and can not detect pathogens in food in time. With the rapid development of biotechnology, its application in the detection of foodborne pathogens is more and more extensive, which provides a strong technical support for the prevention of the occurrence and spread of foodborne diseases. In this paper, the harm of common foodborne pathogens and the principle, application, advantages and disadvantages of rapid detection methods were reviewed, in order to provide reference for food safety risk assessment and foodborne disease monitoring.
- Foodborne pathogens /
- Hazards /
- Detection technologies /
- Food safety

HTML全文

图 1 LAMP反应原理示意图^[15]

Figure 1. Schematic diagram of loop-mediated isothermal amplification

下载: 全尺寸图片幻灯片

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]

下载: 导出CSV

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

下载: 导出CSV

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

下载: 导出CSV

参考文献(38)

[1]	Ribot E M,Hise K B. Future challenges for tracking foodborne diseases: Pulsenet,a 20-year-old US surveillance system for foodborne diseases,is expanding both globally and technologically[J]. Embo Rep,2016,17(11):1499-1505. doi: 10.15252/embr.201643128
[2]	European Food Safety Authority, European Centre for Disease Prevention and Control. The European union one health 2021 zoonoses report[J]. Efsa J,2022,20(12):e07666.
[3]	Khalil I A,Troeger C,Blacker B F,et al. Morbidity and mortality due to shigella and enterotoxigenic Escherichia coli diarrhoea: The global burden of disease study 1990-2016[J]. Lancet Infect Dis,2018,18(11):1229-1240. doi: 10.1016/S1473-3099(18)30475-4
[4]	Denamur E,Clermont O,Bonacorsi S,et al. The population genetics of pathogenic Escherichia coli[J]. Nat Rev Microbiol,2021,19(1):37-54. doi: 10.1038/s41579-020-0416-x
[5]	田牧雨,张一敏,董鹏程,等. 沙门氏菌和单增李斯特菌诱导性耐酸响应机制的研究进展[J]. 食品科学,2019,40(5):316-322.
[6]	Qi X L,Wang H X,Bu S R,et al. Incidence rates and clinical symptoms of Salmonella,Vibrio parahaemolyticus,and Shigella infections in China,1998-2013[J]. J Infect Dev Ctries,2016,10(2):127-133. doi: 10.3855/jidc.6835
[7]	Tong S Y,Davis J S,Eichenberger E,et al. Staphylococcus aureus infections: Epidemiology,pathophysiology,clinical manifestations,and management[J]. Clin Microbiol Rev,2015,28(3):603-661. doi: 10.1128/CMR.00134-14
[8]	Boukharouba A,Gonzalez A,Garcia-ferrus M,et al. Simultaneous detection of four main foodborne pathogens in ready-to-eat food by using a simple and rapid multiplex PCR (mPCR) assay[J]. Int J Environ Res Public Health,2022,19(3):1031. doi: 10.3390/ijerph19031031
[9]	Feng Y,Yau H,Chen S,et al. Rapid detection of Hypervirulent serovar 4h Listeria monocytogenes by multiplex PCR[J]. Front Microbiol,2020,11(6):1309.
[10]	Fusco V,Quero G M,Morea M,et al. Rapid and reliable identification of Staphylococcus aureus harbouring the enterotoxin gene cluster (egc) and quantitative detection in raw milk by real time PCR[J]. Int J Food Microbiol,2011,144(3):528-537. doi: 10.1016/j.ijfoodmicro.2010.11.016
[11]	Hu Q,Lyu D,Shi X,et al. A modified molecular beacons-based multiplex real-time PCR assay for simultaneous detection of eight foodborne pathogens in a single reaction and its application[J]. Foodborne Pathog Dis,2014,11(3):207-214. doi: 10.1089/fpd.2013.1607
[12]	Chen M,Lan X,Zhu L,et al. PCR mediated nucleic acid molecular recognition technology for detection of viable and dead foodborne pathogens[J]. Foods,2022,11(17):2675. doi: 10.3390/foods11172675
[13]	Đermic D,Ljubic S,Matulic M,et al. Reverse transcription-quantitative PCR (RT-qPCR) without the need for prior removal of DNA[J]. Sci Rep,2023,13(1):11470. doi: 10.1038/s41598-023-38383-4
[14]	Silva S,Pardee K,Pena L. Loop-mediated isothermal amplification (LAMP) for the diagnosis of Zika virus: A review[J]. Viruses,2019,12(1):19. doi: 10.3390/v12010019
[15]	Wong Y P,Othman S,Lau Y L,et al. Loop-mediated isothermal amplification (LAMP): A versatile technique for detection of micro-organisms[J]. J Appl Microbiol,2018,124(3):626-643. doi: 10.1111/jam.13647
[16]	Soroka M,Wasowicz B,Rymasezwska A. Loop-mediated isothermal amplification (LAMP): The better sibling of PCR[J]. Cells,2021,10(8):1931. doi: 10.3390/cells10081931
[17]	Parida M,Sannarangaiah S,Dash P K,et al. Loop mediated isothermal amplification (LAMP): A new generation of innovative gene amplification technique; perspectives in clinical diagnosis of infectious diseases[J]. Rev Med Virol,2008,18(6):407-421. doi: 10.1002/rmv.593
[18]	Stratakos A C,Linton M,Millington S,et al. A loop-mediated isothermal amplification method for rapid direct detection and differentiation of nonpathogenic and verocytotoxigenic Escherichia coli in beef and bovine faeces[J]. J Appl Microbiol,2017,122(3):817-828. doi: 10.1111/jam.13381
[19]	Abdullah J,saffie N,Sjasri F A,et al. Rapid detection of salmonella typhi by loop-mediated isothermal amplification (LAMP) method[J]. Braz J Microbiol,2014,45(4):1385-1391. doi: 10.1590/S1517-83822014000400032
[20]	Wu C,Zeng Y,He Y. Rapid visualization and detection of Staphylococcus aureus based on loop-mediated isothermal amplification[J]. World J Microbiol Biotechnol,2021,37(12):209. doi: 10.1007/s11274-021-03178-0
[21]	Asadi R,Mollasalehi H. The mechanism and improvements to the isothermal amplification of nucleic acids,at a glance[J]. Anal Biochem,2021,62(631):114260. doi: 10.1016/j.ab.2021.114260
[22]	苑宁,张蕴哲,张海娟,等. 可视化跨越式滚环扩增技术检测食品中单核细胞增生李斯特氏菌[J]. 食品科学,2021,42(16):239-245. doi: 10.7506/spkx1002-6630-20200130-290
[23]	董晶,徐慧,郭威,等. 实时荧光跨越式滚环等温扩增结合PMA检测虾产品中的活副溶血性弧菌[J]. 食品科学,2021,42(24):289-295. doi: 10.7506/spkx1002-6630-20200927-329
[24]	李达容. 水产品中副溶血性弧菌和霍乱弧菌RAA-LFD快速检测方法的建立与应用研究[D]. 上海: 上海海洋大学,2022.
[25]	Wang X,Xiong E,Tian T,et al. Clustered regularly interspaced short palindromic repeats/Cas9-mediated lateral flow nucleic acid assay[J]. ACS Nano,2020,14(2):2497-2508. doi: 10.1021/acsnano.0c00022
[26]	Huang M,Zhou X,Wang H,et al. Clustered regularly interspaced short palindromic repeats/Cas9 triggered isothermal amplification for site-specific nucleic acid detection[J]. Anal Chem,2018,90(3):2193-2200. doi: 10.1021/acs.analchem.7b04542
[27]	Guk K,Keem J O,Hwang S G,et al. A facile,rapid and sensitive detection of MRSA using a CRISPR-mediated DNA FISH method,antibody-like dCas9/sgRNA complex[J]. Biosens Bioelectron,2017,95(9):67-71.
[28]	Jiang H J,Tan R,Jin M,et al. Visual detection of vibrio parahaemolyticus using combined CRISPR/Cas12a and recombinase polymerase amplification[J]. Biomed Environ Sci,2022,35(6):518-527.
[29]	Li F,Ye Q,Chen M,et al. Cas12aFDet: A CRISPR/Cas12a-based fluorescence platform for sensitive and specific detection of Listeria monocytogenes serotype 4c[J]. Anal Chim Acta,2021,75(1151):338248.
[30]	Shin H H,Hwang B H,Cha H J. Multiplex 16S rRNA-derived geno-biochip for detection of 16 bacterial pathogens from contaminated foods[J]. Biotechnol J,2016,11(11):1405-1414. doi: 10.1002/biot.201600043
[31]	Sarengaowa,Hu W,Feng K,et al. An in situ-synthesized gene chip for the detection of food-borne pathogens on fresh-cut cantaloupe and lettuce[J]. Front Microbiol,2019,10(2):3089.
[32]	Pang B,Zhao C,Li L,et al. Development of a low-cost paper-based ELISA method for rapid Escherichia coli O157: H7 detection[J]. Anal Biochem,2018,59(542):58-62.
[33]	Lv X,Huang Y,Liu D,et al. Multicolor and ultrasensitive enzyme-linked immunosorbent assay based on the fluorescence hybrid chain reaction for simultaneous detection of pathogens[J]. J Agric Food Chem,2019,67(33):9390-9398. doi: 10.1021/acs.jafc.9b03414
[34]	Niu K,Zheng X,Huang C,et al. A colloidal gold nanoparticle-based immunochromatographic test strip for rapid and convenient detection of Staphylococcus aureus[J]. J Nanosci Nanotechnol,2014,14(7):5151-5156. doi: 10.1166/jnn.2014.8703
[35]	Zhou J,Zhang C,Zhang X,et al. Immunomagnetic separation-based nanogold enhanced surface plasmon resonance and colloidal gold test strips for rapid detection of Vibrio parahaemolyticus[J]. Arch Microbiol,2020,202(5):1025-1033. doi: 10.1007/s00203-020-01808-z
[36]	王毳,闫磊,曾庆祝. 沙门氏菌的检测技术与方法[J]. 现代食品科技,2007,23(5):82-85,75.
[37]	Ramarao N,Tran S L,Marin M,et al. Advanced methods for detection of bacillus cereus and its pathogenic factors[J]. Sensors (Basel),2020,20(9):2667. doi: 10.3390/s20092667
[38]	Xu Z,Wang J,Jia Z,et al. A microfluidic chip-based multivalent DNA walker amplification biosensor for the simultaneous detection of multiple food-borne pathogens[J]. Analyst,2023,148(5):1093-1101. doi: 10.1039/D2AN01941H

计量

文章访问数: 255
HTML全文浏览量: 223
PDF下载量: 37
被引次数: 0

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

留言板

常见食源性病原菌检测技术的研究进展

doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20241122

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。郭艳东与黄雪娟对本文有同等贡献

通讯作者:
米飞， E-mail：mifei99@126.com

殷建忠，E-mail：yinjianzhong2005@sina.com

计量

Research Progress on Detection Techniques of Common Foodborne Pathogens

计量

目录

[1]	秦飞雪, 何娟坤, 刘师, 文斌, 朱宏, 李静, 桂莉, 曹小艳. 住院糖尿病足患者病原菌分布特点与不同Wagner分级相关性研究, 昆明医科大学学报.
[2]	何娟坤, 秦飞雪, 文斌, 刘师, 李静, 桂莉, 朱宏. 住院患者糖尿病足感染病原菌耐药特征的相关性分析, 昆明医科大学学报.
[3]	张学林, 刘璐, 陈艳芝, 查才军, 李艳丽. 2019年至2022年儿童呼吸道感染病原菌分布特征和耐药分析, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20240125
[4]	田波, 刘俊, 李海雯, 宋炜, 陈海云, 孙建军. 艾滋病患者细菌性血流感染病原菌分布及耐药情况, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20220616
[5]	龚霞蓉, 边立功, 陈渝晖, 陈婧, 王波, 毕国力. 扩散峰度成像技术检测急性期癫痫大鼠模型的成像改变, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20210405
[6]	廖婧, 许长俊, 孙春意, 潘景, 周红林, 刘洋. hTERC基因检测与HC2、SPR技术检测HPV在宫颈病变中的诊断价值, 昆明医科大学学报.
[7]	郑志榕, 邵瑞飞, 赵世明, 张艺馨, 陈国兵. 气管切开术后痰培养病原菌的分布及耐药性, 昆明医科大学学报.
[8]	李春, 刘娟, 张石楠, 李玥晓, 胡耀燕, 李艳红. 芦荟对口腔临床常见病原菌的体外抑菌活性, 昆明医科大学学报.
[9]	刘洋, 黄娅娟, 廖婧, 孙春意, 翟淑娟, 周红林. 宫颈病变中应用FISH技术检测C-MYC基因及HC2技术、SPR技术检测HPV结果的相关性, 昆明医科大学学报.
[10]	赵琳, 曹丽云, 吕高洁, 李明盼. 昆明地区小儿社区获得性下呼吸道感染病原菌分析, 昆明医科大学学报.
[11]	赵晓丽. ICU与非ICU患者感染病原菌分布及耐药性对比分析, 昆明医科大学学报.
[12]	王云华. 血培养阳性仪器报警时间及病原菌分布, 昆明医科大学学报.
[13]	祁燕伟. 云南省HIV/AIDS患者下呼吸道感染病原菌分布及耐药分析, 昆明医科大学学报.
[14]	盛晓翠. 儿童泌尿系感染的病原菌分析, 昆明医科大学学报.
[15]	丁成彦. 超声新技术在慢性心衰心脏同步性检测中的临床应用, 昆明医科大学学报.
[16]	吴高莉. 噬菌体鉴定食品中沙门菌污染情况调查分析, 昆明医科大学学报.
[17]	常学燕. 外科护士职业危害相关因素分析及防护措施, 昆明医科大学学报.
[18]	张丽. 儿科护生职业危害现况调查与对策研究, 昆明医科大学学报.
[19]	. 汽车安全气囊上微量检材DNA检测方法的探讨, 昆明医科大学学报.
[20]	. 2009年楚雄州人民医院病原菌分布及耐药性分析, 昆明医科大学学报.

留言板

常见食源性病原菌检测技术的研究进展

doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20241122

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。郭艳东与黄雪娟对本文有同等贡献

通讯作者: 米飞， E-mail：mifei99@126.com 殷建忠，E-mail：yinjianzhong2005@sina.com

计量

出版历程

Research Progress on Detection Techniques of Common Foodborne Pathogens

计量

出版历程

目录

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。郭艳东与黄雪娟对本文有同等贡献

通讯作者:
米飞， E-mail：mifei99@126.com

殷建忠，E-mail：yinjianzhong2005@sina.com