脉冲场凝胶电泳技术(PFGE)简介
脉冲场凝胶电泳技术(PFGE)简介
  • 2019-08-23 07:16
  • 来源: 微生物检验所
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根据目前病原菌变异分析的实践和网络化分析的要求,以脉冲场凝胶电泳技术(Pulsed-Field Gel ElectrophoresisPFGE)为代表的分子生物学分型方法是细菌分子分型的金标准。由于具有稳定性、可重复性以及网络化等方面的优势,此技术已可成熟运用于许多种细菌的分型实验中。PFGE通过一定的方法,直接或间接反映病原体变异分化的本质(即DNA序列的改变),从而做到微观变化的宏观显示。该方法的成熟为监测控制细菌的流行提供了广阔的前景,在传染病暴发的应对和流行菌株的监测中发挥了重要的作用。

一、PFGE的工作原理

由于不同菌株之间染色体DNA序列不同,往往造成一些核酸内切酶识别位点的差异,则利用核酸内切酶切割这些菌株的染色体DNA后,经电泳会产生不同的片段带型。PFGE选择合适的内切酶,对菌株染色体DNA进行切割,使产生较大的片段,通过脉冲场凝胶电泳分离约10kb800kb的片段,产生清晰可读的DNA片段带谱,比较不同菌株产生的带型的差异,来研究病原体的变异以及提示菌株之间存在的关联性。许多细菌的PFGE已经经过了优化和评价,广泛应用于不同的实验室,已经相当成熟。PFGE操作流程可以分为11个基本步骤:细菌培养、制备菌悬液、制备样品小胶块、蛋白酶K消化、洗胶块、酶切、灌制电泳胶、电泳、染色脱色、读胶成像、条带分析等。不同细菌的PFGE操作流程基本相似,只存在5处不同:(1)细菌培养时使用的培养基和培养条件不同;(2)制备的菌悬液浓度不同;(3)革兰氏阳性菌需溶菌酶裂解,革兰氏阴性菌不需要;(4)酶切时所用的限制性内切酶不同;(5)电泳时使用的电泳参数不同。

二、PFGE的应用

PFGE被广泛应用于很多菌种的分子流行病学研究中,用于分析菌株之间的相关性,协助追踪感染来源,在疫情控制方面发挥重要的作用。具体表现在以下几个方面:(1)用于对已确认的暴发疫情进行传染源的追踪,从而有效预防疫情的再次发生;(2)在表面上散在分布的病例中寻找可能的联系,通过监测及时发现暴发和聚集性病例;(3)用于追踪抗生素敏感株和多重耐药菌株的传播模式;(4)对连续继发性感染患者分离菌株进行PFGE分析可以区分是复发还是新的菌株引发的新的感染,从而推断是否有院内感染的发生。

PFGE通过分型可以鉴定比较菌株是否一致,在表面上分散分布的病例中寻找可能的联系,通过监测及时发现爆发。目前我中心实验室PFGE主要运用于国家致病菌识别网监测、广东省食源性疾病监测、本市食物中毒暴发事件及各类传染病疫情的细菌性致病因子的相关性、溯源分析工作中,对细菌性传染病监测、传播途径调查和识别等暴发调查有着非常重要的意义。

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