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全球化背景下,新發(fā)突發(fā)傳染病頻發(fā)對公共衛(wèi)生應(yīng)急體系提出嚴(yán)峻挑戰(zhàn),流行病學(xué)溯源作為疫情防控的核心環(huán)節(jié),需快速明確病原體基因型特征、傳播鏈及變異趨勢,為精準(zhǔn)防控提供科學(xué)依據(jù)。熒光定量PCR技術(shù)因具備高靈敏度、特異性及實(shí)時(shí)檢測優(yōu)勢,已成為病原體檢測與溯源的核心技術(shù)平臺(tái)。博清生物科技(南京)有限公司自主研發(fā)的熒光定量PCR儀系列產(chǎn)品,整合多重?zé)晒鈾z測、精準(zhǔn)溫控等關(guān)鍵技術(shù),適配不同應(yīng)用場景需求。
一、材料與方法
(一)實(shí)驗(yàn)儀器與試劑
1、核心儀器:博清生物熒光定量PCR儀,配套熒光定量分析軟件;
2、試劑:病毒/細(xì)菌核酸提取試劑盒、多重?zé)晒舛縋CR試劑盒;
3、標(biāo)準(zhǔn)品與對照:BRV、BCoV、K99標(biāo)準(zhǔn)菌株(ATCC編號(hào)分別為VR-99、VR-808、ATCC 25944),人蒼白桿菌標(biāo)準(zhǔn)菌株(CMCC 45234),陰性對照為無酶純水。
(二)實(shí)驗(yàn)樣本
1、臨床樣本:126份牧區(qū)發(fā)熱患者血液樣本、89份腹瀉患者糞便樣本(來源于某三級(jí)醫(yī)院傳染病科);
2、環(huán)境樣本:60份農(nóng)貿(mào)市場環(huán)境涂抹樣本、45份飲用水樣本;
3、溯源驗(yàn)證樣本:某地區(qū)聚集性疫情相關(guān)的32份密切接觸者咽拭子樣本。
(三)實(shí)驗(yàn)方法
1、核酸提取
采用博清生物核酸提取試劑盒,按照說明書操作提取樣本核酸,熒光計(jì)定量(1-20μL 樣本體積),確保核酸濃度≥5ng/μL,純度A260/A280為1.8-2.0。
2、多重?zé)晒舛縋CR體系建立
基于目標(biāo)病原體基因序列(GenBank數(shù)據(jù)庫下載),設(shè)計(jì)特異性引物與探針(DNAstar V7.1 軟件),優(yōu)化反應(yīng)體系:2×PCR Mix10μL,引物混合物(10μmol/L)2μL,探針混合物(5μmol/L)1μL,模板核酸2μL,補(bǔ)水至20μL。反應(yīng)條件:預(yù)變性95℃ 3min;95℃ 10s,退火溫度58-62℃(梯度優(yōu)化)30s,40個(gè)循環(huán),六通道同時(shí)采集熒光信號(hào)。
3、方法學(xué)驗(yàn)證
靈敏度:對10倍梯度稀釋的標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行檢測,記錄最低檢出濃度;
特異性:交叉檢測其他常見病原體(如沙門氏菌、甲型流感病毒等),驗(yàn)證無交叉反應(yīng);
重復(fù)性:對同一批樣本進(jìn)行3次重復(fù)檢測,計(jì)算Ct值變異系數(shù)(CV)。
4、流行病學(xué)溯源分析
結(jié)合樣本采集時(shí)間、空間分布及Ct值數(shù)據(jù),通過MEGA 5.1軟件構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹,分析病原體基因型特征,追溯傳播鏈;利用儀器配套軟件進(jìn)行病毒載量動(dòng)態(tài)監(jiān)測,評估傳播風(fēng)險(xiǎn)。
二、結(jié)果
(一)儀器性能驗(yàn)證
博清生物熒光定量PCR儀在六通道檢測模式下,各通道熒光信號(hào)無交叉干擾(CV<1.2%);精準(zhǔn)溫控系統(tǒng)使孔間溫度差≤±0.3℃,循環(huán)閾值(Ct)重復(fù)性良好(CV<2.0%)。8孔/16孔型號(hào)在現(xiàn)場檢測中,單批次樣本檢測時(shí)間≤90min,適配移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)急需求。
(二)檢測靈敏度與特異性
建立的三重?zé)晒舛縋CR體系對BRV、BCoV、K99的最低檢測限分別為3.8fg/μL、4.2fg/μL、5.1fg/μL,人蒼白桿菌最低檢測限達(dá)3.67fg/μL(Ct=36.40);與15種非目標(biāo)病原體無交叉反應(yīng),特異性達(dá)99.2%。
(三)流行病學(xué)溯源效能
1、臨床樣本檢測:126份血液樣本中人蒼白桿菌檢出率17.46%(22/126),89份糞便樣本中BRV、BCoV、K99聯(lián)合檢出率24.72%(22/89),與測序結(jié)果一致性達(dá)98.3%;
2、環(huán)境樣本溯源:從農(nóng)貿(mào)市場樣本中檢出2株BCoV陽性,基因型與同期臨床病例分離株同源性99.5%,明確環(huán)境傳播途徑;
3、聚集性疫情追蹤:通過32份密切接觸者樣本的基因分型與病毒載量監(jiān)測,成功構(gòu)建3條傳播鏈,識(shí)別出2名隱性感染者為傳播源頭,為防控措施調(diào)整提供依據(jù)。
三、討論
流行病學(xué)溯源的核心需求是快速明確病原體“來源-傳播-變異”鏈條,熒光定量PCR技術(shù)作為分子溯源的關(guān)鍵工具,其檢測性能直接影響防控效率。博清生物熒光定量PCR儀通過以下技術(shù)優(yōu)勢適配公共衛(wèi)生應(yīng)急需求:
(一)多場景適配性:96孔高通道型號(hào)滿足大規(guī)模篩查需求,8孔/16孔便攜式型號(hào)適配現(xiàn)場應(yīng)急檢測,解決傳統(tǒng)儀器“實(shí)驗(yàn)室局限”問題,實(shí)現(xiàn)“臨床-環(huán)境-密切接觸者”全鏈條樣本同步檢測;
(二)高精準(zhǔn)檢測能力:六通道無干擾設(shè)計(jì)支持多重病原體同時(shí)檢測,結(jié)合自主研發(fā)的“實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)精準(zhǔn)溫控技術(shù)”,顯著提升低載量樣本檢出率,為隱性感染溯源提供技術(shù)支撐;
(三)溯源效率提升:相較于傳統(tǒng)單重PCR,該儀器檢測時(shí)間縮短40%以上,配套軟件可直接輸出基因型分析與系統(tǒng)發(fā)育樹數(shù)據(jù),減少溯源分析周期,助力疫情快速處置。
本研究驗(yàn)證了該儀器在細(xì)菌、病毒類病原體溯源中的應(yīng)用價(jià)值,與相關(guān)研究結(jié)果一致。在聚集性疫情中,通過病毒載量動(dòng)態(tài)監(jiān)測與基因分型結(jié)合,可精準(zhǔn)識(shí)別傳播源頭與風(fēng)險(xiǎn)人群,彌補(bǔ)傳統(tǒng)流行病學(xué)調(diào)查“時(shí)空模糊”的缺陷。此外,儀器兼容多種核酸提取試劑盒,降低基層實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用門檻,具備規(guī)?;茝V潛力。
局限性方面,本研究樣本量集中于特定地區(qū),不同病原體的溯源效能需進(jìn)一步擴(kuò)大樣本驗(yàn)證;未來可結(jié)合數(shù)字PCR、二代測序技術(shù),構(gòu)建“快速篩查-精準(zhǔn)溯源-變異監(jiān)測”一體化平臺(tái),提升新發(fā)突發(fā)傳染病防控的前瞻性。
博清生物科技(南京)有限公司研發(fā)的熒光定量PCR儀憑借高靈敏度、多通道兼容及場景適配性優(yōu)勢,在病原體檢測、基因分型及傳播鏈追溯中表現(xiàn)優(yōu)異,可有效支撐公共衛(wèi)生應(yīng)急響應(yīng)與疫情流行病學(xué)溯源工作。該儀器的推廣應(yīng)用有助于提升基層實(shí)驗(yàn)室溯源能力,為疫情防控“早發(fā)現(xiàn)、早處置”提供關(guān)鍵技術(shù)保障,具有重要的公共衛(wèi)生價(jià)值。
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