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结核分枝杆菌实验室检测方法介绍
2024-06-18 11:06:56
作者:江泽兰
作者单位:泸州市江阳区疾病预防控制中心

结核病是由结核分枝杆菌引发的慢性传染病。结核分枝杆菌不仅感染人类,也感染动物,传播途径包括呼吸道、消化道和皮肤黏膜损伤。结核病是威胁人们健康的重大疾病,目前疾病的防控任务十分艰巨。下文主要介绍有关结核分枝杆菌的知识以及实验室检测方法。

一、生物学特性

(一)形态与染色

结核分枝杆菌,其形态为细长且略带弯曲的杆菌,单个或呈分枝状排列,无荚膜、无鞭毛、无芽孢。当结核分枝杆菌在体内外遭受物理、化学、免疫等诸多因素作用时,其细胞壁可能会受到损害或完全丧失,进而转变为细胞壁缺陷型,即L型菌。L型菌的形态多样,常见的有球状体,但也可见到长丝体、巨球体等其他形态。

结核分枝杆菌革兰染色阳性,因富含脂质的细胞壁导致染色困难。经苯胺染料染色并用酸或酸酒精脱色后,仍保留染料,具有抗酸性,故又称抗酸杆菌。抗酸染色后结核分枝杆菌呈红色,而其他细菌和杂质呈蓝色。L型菌抗酸性改变,染色呈阴性。结核分枝杆菌还可用金胺“O”染色,在荧光显微镜下呈橘黄色。

(二)培养特性

结核分枝杆菌是专性需氧菌,在无氧环境下会加速死亡,但在含5% CO2的环境中生长良好。该菌需要丰富的营养,最佳生长温度是35~37℃,若低于30℃则无法生长。此外,结核分枝杆菌的生长还需要适宜的湿度。在固体培养基中,需添加足够的凝固水以维持湿度。初次培养时,应选择营养丰富的培养基,如改良罗氏固体培养基。

(三)免疫性

结核分枝杆菌作为胞内感染菌,其免疫机制主要依赖于T淋巴细胞的细胞免疫,而体液免疫则起到补充作用。只有在机体内存在结核分枝杆菌或其组分时,免疫才会发生作用。当结核分枝杆菌被彻底清除后,免疫力亦会随之消失,因此结核的免疫被称为感染免疫或带菌免疫。

(四)抵抗力

结核分枝杆菌因其细胞壁富含脂类,特别是蜡状成分,展现出强烈的疏水性,这使其对物理和化学因子的抵抗力显著增强,超越了许多其他致病菌。尽管如此,乙醇却能有效杀灭结核分枝杆菌,仅需在含有70%~75%乙醇的环境中短暂暴露,结核分枝杆菌便会失去活性。另外,细胞壁中的脂质成分有助于保持菌体水分,使结核分枝杆菌即使是在干燥的环境下其生存能力也很强,甚至可存活半年以上。干热环境对结核分枝杆菌的杀伤力十分有限,痰液中的结核分枝杆菌在100℃下仍需要持续4至5小时才能被完全杀灭。然而,湿热条件对结核分枝杆菌的杀伤力显著增强,因此,通过煮沸或使用高压蒸汽进行消毒成为消除结核分枝杆菌的高效方法。

二、实验室检查

由于结核分枝杆菌感染人体的部位广泛,导致检测标本类型复杂,主要包括:痰液、病灶组织、胸腹水、尿液、脑脊液、血液和血清等。目前针对结核分枝杆菌的实验室检测主要采用以下方法:

(一)显微镜检查

主要是通过光学显微镜镜检抗酸染色患者样本中是否存在抗酸杆菌,从而判断患者是否感染抗酸杆菌。在镜检至少300个油镜视野后,未发现抗酸杆菌则检测结果呈阴性表明患者未感染该病原体。反之,若检测结果呈阳性,则表明患者感染抗酸杆菌,可导致疾病的抗酸杆菌种类繁多 ,检出抗酸杆菌阳性患者需进一步做相关检查。

(二)分离培养

分离培养包括固体培养基培养法和液体培养法,在此只对固体培养基培养法作介绍。为确保分离培养的准确性,用于分离培养的标本应在未使用抗结核药物前采集。采集后的标本应立即送检并尽快完成检测,以保证实验结果的可靠性和有效性。

将采集的标本经过前处理后接种于选择性固体培养基斜面,常用罗氏培养基,培养基中含有孔雀绿或青霉素可有效抑制其它细菌的生长,放在37℃、5%~10%CO2环境下培养8周,如果出现干燥呈颗粒状、灰白色菌落,涂片染色为抗酸阳性,多数是结核分枝杆菌。若培养时间达到8周仍没有菌落生长即可报阴性结果,但阴性结果并不能完全排除结核病的可能性,如患者采样的不规范、标本未及时检测及保存条件不适宜等,都可导致结果出现假阴性。

(三)分子生物学检测

分子生物学检测是基于分子生物学原理,通过对生物体内分子进行定性、定量或定位分析,以了解生物体的生物学过程和疾病发生发展机制。分子生物学检测的主要方法包括核酸检测、蛋白质检测和基因检测等。

①核酸检测:聚合酶链反应(PCR):通过特定的引物扩增结核分枝杆菌的DNA片段,若PCR产物呈现阳性,则表示标本中存在结核分枝杆菌的DNA,从而判断为阳性结果。阴性结果则可能表示标本中不存在结核分枝杆菌或标本采集、处理过程中存在问题。②蛋白质检测:不同的细菌具有不同的质谱图,在结核分枝杆菌蛋白质检测中,常用的技术之一是质谱法。通过对菌落样品中的蛋白质进行质谱分析,与数据库进行比对,可以快速、准确地鉴定结核分枝杆菌,为结核病的早期诊断和治疗提供有力支持。③基因检测:通过对特定基因进行测序,与已知的结核分枝杆菌基因序列进行比对,从而确定是否为结核分枝杆菌。若测序结果与已知结核分枝杆菌序列一致,则判断为阳性结果;不一致则可能为阴性或其他分枝杆菌。

(四)免疫学检测

免疫学检测方法的原理是利用人体对结核分枝杆菌产生的免疫反应来检测感染状态。结核分枝杆菌免疫学检测方法主要有:①酶联免疫吸附试验(ELISA):通过特异性抗体与结核分枝杆菌的抗原结合,检测抗原-抗体复合物的形成。若样本中抗原与抗体结合后产生的信号超过阈值,则判断为阳性结果;信号低于阈值则为阴性结果。②免疫层析法则是通过检测抗体与结核分枝杆菌抗原的结合情况来判断感染与否。③结核菌素试验:结核菌素试验是一种用于检测人体对结核分枝杆菌感染所产生的免疫反应的医学方法。通过在皮肤上注射一种含有结核分枝杆菌抗原的试剂,观察注射部位是否出现红肿、硬结等反应来判断人体是否感染过结核分枝杆菌或接种过结核疫苗。结核菌素试验的结果通常分为阴性、阳性和强阳性三种。阴性表示人体没有感染过结核分枝杆菌或接种过结核疫苗,阳性表示人体曾经感染过结核分枝杆菌或接种过结核疫苗,而强阳性则可能表示人体正在感染结核分枝杆菌或存在结核病的可能性。

总之,结核分枝杆菌实验室检测方法多种多样,不同方法各有优缺点。在实际应用中,应根据检测需求、样本特点和实验条件选择合适的方法。同时,随着科学技术的不断发展,更多高效、便捷的分枝杆菌检测方法有望不断涌现,为临床诊断和科研提供有力支持。

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