多重PCR技术在病原微生物检测中的应用研究

多重 PCR技术在病原微生物检测中的应用研究

郑晓华 仲伟明 郭慧玉 赵宇 * 备注： * 为通讯作者

黑龙江省疾病预防控制中心 黑龙江 哈尔滨 150030

摘要：随着科学技术的进步和发展，我国病原微生物检测领域也取得了显著的成果，尤其是多重PCR技术的应用，大大提高了病原微生物检测的效率，节省了人力、物力。本文主要阐释了多重PCR技术的概念原理以及在病原微生物检测中的实际运用等问题，希望给相关的病原体微生物检测领域人员提供一定的借鉴价值。

关键词：多重PCR技术；病原体微生物检测

近年来，科学技术发展迅速，许多新技术被应用到农业、养殖业等行业，比如杂交技术为农业研发出高产、适应性良好的新品种，激素被应用到养殖行业，猪、牛、羊等牲畜在很短的时间内可以出栏，丰富千家万户的餐桌。现代化的生物技术的广泛应用，促进了经济的增长，短期内解决了人们对生活物资的需求，但是这些高产作物和牲畜在生长过程中应用现代化的技术，很容易使其携带各种各样的病害和细菌，影响人们的安全。传统的PCR技术应用虽然已经十分普遍，但是假阳性污染等问题限制了传统PCR技术的进一步应用，并且伴随着病原体种类的日益增多，传统的PCR技术已经不能解决所有病原体微生物的问题，在这样的环境下多重PCR技术应运而生，满足了病原微生物检测的需求，提高了病原微生物检测的效率。

1. 多重PCR技术概念与原理

多重PCR技术又叫做多重引物PCR，是在传统PCR技术的基础上建立起来的，在同一个反应体系中加上两对以上的引物，并且扩充不同的核酸片段的PCR反应，这种方式不仅保留了传统PCR技术的优势，而且简化了操作流程，减少了试剂的用量。多重PCR技术具有多种优势，比如高效性、经济实惠等等，在多个领域中发挥了重要的价值，为病原微生物的检测工作提供了重要的指导意见^[1]。

2. 多重PCR技术在病原微生物检测中的应用

1. 细菌病原体的检测

随着人类生活环境的逐渐改善，各种类型的细菌也随着生活环境不断变异，更能适应环境的变化，这无疑威胁着人类的健康生活。多重PCR技术的应用能够快速地检测细菌病原体，使细菌病原体无处藏身，从而减少细菌的数量，改善人们的生活环境，使人们能够在更加健康的环境中生活。利用多重PCR技术进行检测的细菌主要是肠道致病细菌，比如大肠杆菌等细菌。在对大肠杆菌检测中，部分专家建立了一种快速检测食品中肠出血性大肠杆菌的方法。整个实验流程不超过八个小时，而且从120份样品中准确检测出3份肠出血性大肠杆菌样品，从这个实验可以看出多重PCR技术的检测效率，能够满足病原微生物检验的需求，解决了传统病原微生物检测时间慢、效率低，而且准确性不高的问题^[2]。

（二）病毒病原体的检测

所有的病毒都有自身的特点，它们的不同特点主要表现在病毒的构成、形状、繁殖方式以及传播方式等方面，所以要想抑制病毒的繁殖和扩散，必须从根本上检测病毒病原体的特性，为病毒的控制提供方法依据。患者在感染病毒以后，一般会表现出相似的症状，不外乎头疼、发热或者流鼻涕，仅仅依靠观察和常规的检查很难确定发病的根源，所以病毒病原体检测领域急需要一种不依赖生物学生长的检验方法，分子生物学技术在目前医学科学研究中占据重要的地位，它能够解决病毒病原体检测的难题，它以特异核酸特异序列的酶学扩增代替了传统的生物学扩增，提高了检测的速度，目前多重PCR技术已经被广泛地应用到病毒病原体的检测试验中，丰富了病毒病原体检测的方法^[3]。

（三）微生物耐药性的检测

人类肠道中的细菌种类很多，一提到肠道细菌，人们总是凶神恶煞，肠道细菌十分灵活，对生存的环境要求低，所以成活率很高，而且极容易出现变异菌株，其中最常见的现象就是耐药性转移，所以控制肠道细菌扩散是一项十分艰巨的任务。目前我国的临床治疗主要采用抗生素抑制细菌扩散，抗生素对人体能够起到很好的保护作用。但是传统的药物敏感试验工序复杂，时间周期长，很难在短时间内得到病原菌敏感的抗生素，所以极容易导致抗生素的滥用，不仅起不到抑制变异菌株生长的作用，而且还会耽误患者的最佳治疗时间。利用多重PCR技术能够快速对多种耐药基因进行筛选，提高检测的效率，缩短寻找病原菌敏感抗生素的时间。

（四）农作物病原微生物的检测

大米是我国的重要主食之一，在我国的南方地区和东北地区分布着大面积的水稻种植区，为我国和世界提供了优质的大米，满足了人们对主食的需求。但是，水稻生长中经常会遇到病害的侵袭，主要包括白叶枯病和细菌性条斑病，尤其白叶枯病菌和细菌性条斑病菌是严重影响水稻生长的两种主要病菌，极容易导致水稻品质下降，产量减少。这两种病菌具有相似性，传统的检验方法很难将其分离出来，部分专家将多重PCR技术应用到白叶枯病菌和细菌性条斑病菌的检测中，节省了提取细菌DNA的时间，解决了多年来水稻抽穗受白叶枯病菌和细菌性条斑病菌影响的问题

^[4]。

三、多重PCR技术存在的问题与展望

多重PCR技术在对病原微生物检测中很多优势是显而易见的，比如它能够同时检测出多种病原微生物病毒，缩短检测的时间，降低检测成本。但是在实际应用中还存在着一系列的问题，其中扩增效率的一致性是应用中的一大难题。一般情况下，对病原微生物检测的重数越多，效率的一致性就会随之下降。如果多对引物同时扩增，可能会导致引物之间相互干扰^[5]，并且如果各种试验条件控制不当，很容易使扩增失败或者非特异性产物。所以基于多重PCR技术这样的应用现状和问题，我国许多生物研发公司对多重PCR技术进行研究，采取了一系列措施，各有特点，各有优势。据相关调查显示，上海翼和生物公司利用自主研发了多重PCR引物设计软件，结合多重PCR技术相关知识，对其检测过程进行优化，极大的提高检测重数的同时降低了各个引物之间的干扰。所以，在利用多重PCR技术的过程中，相关人员应该从不同的角度思考问题，既要看到它在病原微生物检测中发挥的独特价值，还要看到多重PCR技术应用中存在的不足，通过技术的创新和应用，改变多重PCR技术引物之间相关干扰的问题，提高病原微生物检测的效率^[6]。

结语：随着安全意识的提高，人们越来越重视食品安全和生命安全，多重PCR技术必将会在病原微生物检测领域掀起一场技术革命，解决病原微生物检验中存在的问题，所以相关的技术人员应该重视对多重PCR技术的开发和利用，发挥多重PCR技术的优势，提高病原微生物检验的准确性。另外，多重PCR技术应用中应该主动与其他病原微生物检验技术相结合，共同提高检验的敏感性和特异性，为我国人民群众的食品安全和生命安全保驾护航。

参考文献：

[1]钟婷婷,郭诗芬,卢文斌,张振乾,肖钢.多重RT-PCR快速检测转基因油菜[J/OL].分子植物育种:1-14[2021-04-19].http://kns.cnki.net/kcms/detail/46.1068.S.20210406.1637.014.html.

[2]邹雨虹,杨丹妮,张晓金.PCR技术在食品微生物检测中的运用[J].食品安全导刊,2021(09):187-188.

[3]邸红芹,安晓颖,张辉,高艳君,陈宁,刘战地.多重PCR与恒温扩增芯片法在呼吸道病原体中的检测价值[J].河北医药,2021,43(05):693-696.

[4]马增凤,韦敏益,黄大辉,张月雄,刘驰,罗同平,李振经,秦钢.多重PCR技术可鉴定杂交水稻种子纯度[J/OL].分子植物育种:1-15[2021-04-19].http://kns.cnki.net/kcms/detail/46.1068.S.20210223.0829.002.html.

[5]官昭瑛,李慧敏,何曼文,余展旺.多重PCR技术在快速检测中的应用[J].山东化工,2021,50(03):85-88.

[6]张芳.转基因动物及其产品检测技术研究进展[J].中国动物检疫,2020,37(12):73-80.