环介导等温扩增技术在病原微生物临床检测中的应用

病原微生物是威胁人类健康的重要因素之一,快速、准确的检测方法对于感染性疾病的诊断具有重要意义。环介导等温扩增(LAMP)是一种恒温扩增方法,具有反应时间短、操作简便、灵敏度高、特异度高、检测成本低等优点,因此被广泛应用于感染性疾病的快速诊断。基于这种情况,该文主要阐述了LAMP的原理、特点及其在临床常见病原微生物检测方面的应用与研究进展。LAMP技术现在已经被应用于病原微生物的检测,且具有较高的灵敏度及特异度,但该技术仍有易产生假阳性、引物设计复杂等不足之处。该文综述了近年来LAMP技术在病原微生物感染中的应用与进展,并对其未来的发展前景进行了展望,以期在资源有限的环境中为病原微生物感染的快速诊断提供合理的研究方向。

环介导等温扩增技术在农业病害检测中的应用综述

环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)是一种新型核酸等温扩增技术,其原理是当温度为60~65℃时,DNA处于动态平衡状态,DNA双链打开,此时依赖Bst DNA聚合酶的链置换活性,使DNA可以在60~65℃的恒温下进行合成。其扩增引物是基于靶基因的6个特异性区域设计的,扩增阶段需要引物与样品DNA完全结合,才可以进行扩增,所以LAMP技术具有高特异性与高灵敏性。其反应温度恒定,不需要额外的控温设备,理想条件下仅需保温杯,即可进行DNA扩增。在田间检测时,只需提取样品总DNA,即可于田间进行病害检测,缩短了检测流程及时间,使病害检测更高效更便捷。在反应前或反应后加入特定染色剂,即可通过染色剂的变色情况进行反应结果的判定,使反应结果可视化。目前该技术已凭借其特异性高、灵敏性高、所用仪器简单(恒温水浴锅或保温杯即可)、检测效率高和检测结果可视化等优点,广泛应用于临床病原微生物检测、食品微生物检测、环境微生物检测、植物或微生物基因鉴定等领域。在农业病害的病原微生物(真菌、细菌、病毒、线虫)快速检测和诊断领域,已有很多研究针对各种病害建立了相应的LAMP检测技术。本文简要综述了LAMP技术原理、反应结果判定、优缺点和该技术目前在农业常见病原物检测中的应用,并对LAMP技术的应用前景进行了进一步的展望。

环介导等温扩增技术结合乳胶微球试纸条检测副溶血性弧菌

目的建立环介导等温扩增(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)技术结合乳胶微球试纸条(latex microsphere test strips,LMTS)快速检测副溶血性弧菌(Vibrio parahaemolyticus,VP)的方法。方法以副溶血性弧菌的不耐热溶血素(TLH)基因作靶标设计引物,6-羧基荧光素(6-carboxyfluorescein,6-FAM)和生物素(Biotin)标记引物,对体系各项反应参数进行优化;将新鲜菌液作10倍梯度稀释后进行LAMP、聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)和实时荧光定量LAMP(quantitative LAMP,qLAMP)反应,比较三者的敏感度;对副溶血性弧菌、大肠埃希氏菌、福氏志贺氏菌、粪链(肠)球菌、单核细胞增生李斯特菌、鼠伤寒沙门氏菌、铜绿假单胞菌进行LAMP扩增,验证其特异性;虾样品用菌液进行模拟污染,分析LAMP-LMTS的可靠性。结果LAMP-LMTS方法的灵敏度可达4.16×10^(2)copies/μL,与qLAMP、LAMP-琼脂糖凝胶电泳(agarose gel electrophoresis,AGE)方法结果一致,检出限要比利用外引物建立的PCR方法低10倍的拷贝数,灵敏度更高。结论该方法检测副溶血性弧菌具有检测时间短、灵敏度高、特异性强、操作简便等特点,可应用于基层实验室、应急检测或现场监测,具有较高的推广价值。

实时荧光环介导等温扩增快速分型致泻大肠埃希氏菌方法的建立

致泻大肠埃希氏菌(diarrheagenic Escherichia coli,DEC)是一种重要的食源性致病菌,该研究立足DEC目前流行率高、基层分型困难的现状,建立了快速分型5种DEC的实时荧光环介导等温扩增(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)方法。针对DEC的8段特征性毒力基因pic、aggR、lt、st、stx 1、stx2、escV、invE及大肠埃希氏菌属特异性基因uidA设计LAMP引物,优化反应体系,并对方法的分析性能及临床菌株分型效果进行了评价。结果显示,所建立的方法对pic和escV的检出限是1 ng/μL,对aggR、stx 1、invE和uidA的检出限是100 pg/μL,对lt、st和stx 2的检出限是10 pg/μL,该方法灵敏度与特异度均为100%,DEC型别间无交叉反应,对临床菌株的分型与实际结果完全一致。方法快速简便、设备要求低,借助恒温荧光读取设备可在40 min内迅速判定待检菌株是否为DEC及其致病类型,可满足各机构现场快速检测的需求。

小麦白粉菌环介导等温扩增检测技术体系的建立与应用

为建立简便、快速和灵敏的小麦白粉菌Blumeria graminis f.sp.tritici(Bgt)分子检测技术体系,基于环介导等温扩增(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)技术,以BGT96224V316_LOCUS1725基因(GenBank:VCU40465.1)为靶标序列,设计并筛选特异性引物,建立小麦白粉菌的LAMP检测方法,并对其特异性、灵敏度和应用效果进行测定。结果表明,基于筛选出的1套特异性引物建立的LAMP方法能够从8种白粉菌属菌株和1种腐生菌中特异性地检测到小麦白粉菌;对小麦白粉菌DNA样品的检测灵敏度可达到300 fg/μL;对发病叶片的检测显示该LAMP方法能从人工接种的小麦叶片中准确检测出小麦白粉菌,检出时间为接种4 h及以上。综上,本研究建立了一种小麦白粉菌的LAMP检测方法,具有简便快捷、灵敏度高等特点,丰富了小麦白粉菌的检测体系。

等温扩增技术在水产品寄生虫检测中的应用研究进展

水产品中寄生虫可引起食源性疾病,已成为影响食品安全的重要因素之一。近年来,基于传统分子生物学发展而来的等温扩增技术以其恒温、高效、耗时短、不过度依赖设备和仪器等优点,逐渐应用于分子诊断和疾病检测。该文在介绍等温扩增技术原理与特点的基础上,综述了其在水产品中寄生虫检测方面的应用研究进展,提出存在问题与解决办法,并展望了等温扩增技术的应用前景,以期为快检技术在水产品质量安全控制技术中的研究开发提供理论参考。

基于nuc基因的环介导等温核酸扩增可视化技术检测食源性金黄色葡萄球菌

金黄色葡萄球菌食物中毒主要是由食用被金黄色葡萄球菌及其所产生的肠毒素污染的奶、肉、蛋、糕点、剩饭等蛋白或淀粉含量丰富的食品引起,快速精准的金黄色葡萄球菌检测技术对于保障人们的健康和食品安全具有重要意义。本研究以nuc基因作为检测靶基因,建立了一种检测金黄色葡萄球菌的环介导等温核酸扩增(LAMP)技术。该方法检测金黄色葡萄球菌基因组DNA样品为阳性,而对单细胞增生李斯特菌、鼠伤寒沙门菌、肠出血性大肠杆菌、空肠弯曲菌、小肠结肠炎耶尔森菌和产气荚膜梭菌等食源性致病菌和猪链球菌、胸膜肺炎放线杆菌和多杀性巴氏杆菌等猪源细菌基因组DNA检测结果均为阴性,表明建立的LAMP方15法具有较好的特异性。灵敏度的检测结果表明,LAMP的检测限可达5.6×10^(1) CFU/mL,而常规PCR的检测限为5.6×10^(5) CFU/mL,即LAMP的检测灵敏度比常规PCR高出10000倍。临床样品的检测结果表明,50份猪肉样品中有4份检出金黄色葡萄球菌。本研究为食源性金黄色葡萄球菌提供了一种快速、可视化、特异性好、灵敏度高、成本低的LAMP检测方法。

基于hipO基因的环介导等温核酸扩增技术检测食源性空肠弯曲菌

空肠弯曲杆菌是人细菌性胃肠炎的常见食源性致病菌之一,严重危害人类的健康,建立快速精准检测食源性空肠弯曲杆菌的方法,对于保障人们的健康和食品安全具有重要意义。本研究建立了一种可视化、低成本基于hipO基因的环介导等温扩增(LAMP)技术快速检测空肠弯曲菌的方法。该LAMP方法检测空肠弯曲菌CJFX01基因组DNA为阳性,而对肠出血性大肠杆菌O157:H7、鼠伤寒沙门菌、单增李斯特菌、小肠结肠炎耶尔森菌、金黄色葡萄球菌、产气荚膜梭菌等食源性致病菌和胸膜肺炎放线杆菌Aha01、副猪嗜血杆菌Ahh01、多杀性巴氏杆菌Ahm03、猪链球菌Ahs02、猪丹毒丝菌Ahe01、支气管败血波氏杆菌Ahb01等猪源致病菌基因组DNA检测结果均为阴性,表明其具有良好的特异性。灵敏度的检测结果表明,LAMP检测空肠弯曲杆菌的检测限为5.4×10^(1)CFU/mL,而基于F3/B3引物对常规PCR的检测限为5.4×10^(6)CFU/mL,即LAMP检测空肠弯曲杆菌的灵敏度比常规PCR高100 000倍。本研究建立的LAMP检测方法具有快速、可视化、低成本、特异性好和灵敏度高等优点,适用于实验室和基层食品安全监管部门进行现场快速检测。

改良的环介导等温扩增技术在羊布鲁菌病快速诊断中的应用

布鲁菌病严重威胁人类健康和畜牧业生产的常见人畜共患病。建立改良的LAMP,对防控布鲁菌病的传播具有重要意义。选择羊布鲁菌标准菌株DNA保守序列,设计LAMP引物;建立并优化LAMP快速检测体系;通过倍比稀释法等完成灵敏度和特异性实验;选择可疑布鲁菌感染羊血液样本200例,分别进行LAMP、PCR和RBPT检测,完成一致性检验。LAMP反应体系中MgSO_(4)为8 mmol/L,甜菜碱为0.8 mmol/L,钙黄绿素为5 mmol/L,MnCl_(2)为10 mmol/L;布鲁菌均呈现绿色,5种阴性菌株均为橙色;随着模板稀释度的逐渐增大,扩增开始时间逐渐延长,检测极限为10 copies/μL,与凝胶电泳、PCR结果一致;与PCR比较,羊血液标本LAMP阳性率基本一致,无统计学意义(P>0.05);与RBPT比较,LAMP阳性率显著升高,有统计学意义(P<0.05);PCR和LAMP检测一致性较好(Kappa=0.987,P>0.7)。因此,本研究为布鲁菌病提供了特异性好,灵敏度高检测试剂盒。

环介导等温扩增技术结合视觉图像系统检测变异链球菌的效果评价

目的:利用环介导等温扩增技术(LAMP)与视觉图像系统相结合的方法对变异链球菌进行定量检测,探讨其检测效果。方法:利用环介导等温扩增技术对变异链球菌进行扩增,搭建视觉图像系统实现实验结果定量测定,建立细菌浓度与实验结果的函数关系。结果:使用LAMP对2.2~2.2×10^(6)CFU/mL浓度的变异链球菌进行检测,检测下限达到2.2 CFU/mL。并使用视觉图像系统对检测结果进行采集、识别并结果进行了量化,量化的结果与细菌浓度呈良好线性关系。结论:LAMP与视觉图像系统相结合的方式可为椅旁变异链球菌的快速检测提供新途径。

环介导等温扩增技术可视化快速检测表皮葡萄球菌方法的建立

目的建立可视化环介导等温扩增(LAMP)检测方法,应用于表皮葡萄球菌的快速检测。方法针对表皮葡萄球菌的Ses B基因,选择特异性引物,建立环介导等温扩增体系。对反应的可视化方法、体系中的Mg SO4浓度、甜菜碱浓度、反应温度、反应时间进行优化。将优化好的LAMP反应和PCR反应的灵敏度和特异性进行比较。结果环介导等温扩增反应体系中最适MgSO4终浓度为4mM;最适甜菜碱浓度为0.4M;最适反应温度和时间为63℃,反应60 min;最适宜的可视化方法为钙黄绿素显色法且可视化结果与琼脂糖凝胶电泳结果基本一致;LAMP和PCR反应均具有较好的特异性,LAMP反应的灵敏度为10 copies/μL,PCR反应的灵敏度为100 copiesμL。结论LAMP钙黄绿素可视化检测表皮葡萄球菌感染优于普通PCR,操作简便且不需要昂贵检测设备,有望应用于基层和偏远贫困地区早期诊断。

环介导逆转录等温扩增技术(RT-LAMP)在丙型肝炎病毒基因检测中的应用

该文介绍了一种便捷、灵敏而又特异的环介导逆转录等温扩增基因检测技术，该技术分别使用特异对应于靶序列中8个基因区段的3对特殊引物，并在反转录酶和Bst-DNA聚合酶的作用下对靶序列进行等温核酸扩增反应，整个检测反应只需1～2h。利用这种技术成功检测了丙型肝炎病毒基因，对60份经Real-timePCR或RT—-PCR验证阳性的血清样品检测，阳性符合率为98％。同时，对扩增终产物进一步进行酶切分析，并与HIV、HBV和不同亚型流感病毒RNA进行交叉反应和特异性测试，均与预期结果吻合。将Real-timePCR定量后的RNA系列稀释后对检测方法的灵敏度进行了测试。结果显示，该技术的检测灵敏度在理论上可达到10个拷贝的RNA分子。以上结果证明，RT-LAMP扩增技术是一种检测程序简单、灵敏度和特异性较高的基因检测手段，在丙型肝炎病毒的快速检测方面具有一定的开发潜力。

逆转录环介导等温核酸扩增技术(RT-LAMP)在H5N1禽流感病毒基因检测中的应用

建立一种便捷、灵敏的检测方法,即逆转录环介导等温核酸扩增技术(RT-LAMP)用于H5N1亚型禽流感病毒基因检测。该技术使用特异对应于靶序列中8个基因区段的6条特异引物,在等温条件下进行核酸扩增反应。对51份实验感染动物及病毒培养标本的H5N1亚型禽流感病毒的HA、NA基因区进行了RT-LAMP检测,并以SYBR Green I为反应指示剂进行了逆转录环介导等温核酸扩增技术,对该反应进行实时监控,经对扩增产物做内切酶验证和测序分析,证明RT-LAMP技术的特异性;同时,用10倍系列稀释的RNA样品对该检测方法的灵敏度进行了测试。结果显示:利用RT-LAMP技术成功检测到H5N1禽流感病毒的HA、NA基因区,且RT-LAMP与Real-time PCR结果呈现很好的一致性。此方法的灵敏度可达到能检测10个拷贝RNA分子水平。因此,RT-LAMP技术应用于H5N1亚型禽流感病毒的快速检测是一种可行的方法。

基于环介导等温扩增快速检测转基因大豆SHZD32-1成分

转基因大豆SHZD32-1是由我国自主研发的耐除草剂抗性品系。为给该品系转基因生物安全监管提供技术支撑,本研究开发其转基因成分的快速便捷式检测方法,主要基于环介导等温扩增技术,设计并筛选该转化体最佳特异性LAMP引物组,优化扩增温度和时间,并分析灵敏度、特异性及稳定性,建立SHZD32-1的LAMP检测体系。结果显示:在62~64℃条件下反应40~60 min扩增效果最佳;灵敏度标准达到质量分数0.05%,高于普通PCR(0.1%);特异性和稳定性较高,检测结果同普通PCR扩增一致。转基因大豆SHZD32-1成分LAMP技术不需要特殊仪器,检测时间短,结果可视化,灵敏度、特异性和稳定性高,有望用于转基因耐草甘膦大豆SHZD32-1的现场快速检测。

等温扩增技术应用于虾肝肠孢虫检测的研究进展

虾肝肠孢虫(Enterocytozoon hepatopenaei,EHP)是一种专性细胞内寄生虫,其大面积的暴发使对虾养殖业遭受巨大的经济损失,且目前尚未发现有效治疗EHP感染的特效药。EHP的检测手段主要包括组织病理学和分子生物学,其中属于分子生物学领域的等温扩增技术因具有简便性、低成本、较高的灵敏度和特异性等特点而成为潜在的田间检测方法。本文对EHP的常规检测方法进行综述,对环介导等温扩增技术和重组酶等温扩增技术及其在EHP检测中的应用进行重点介绍,以期为EHP感染的早期检测及高效防控提供参考,促进对虾养殖业的健康发展。

基于重组酶介导等温扩增技术的羊口疮病毒核酸检测方法的建立及初步应用

为建立羊口疮病毒(Orf virus,ORFV)核酸的快速检测方法,本研究根据ORFV B2L基因保守序列设计特异性引物,通过优化反应温度与时间初步建立了基于重组酶介导等温扩增技术(RAA)的ORFV检测方法。优化试验结果显示:该方法在37℃反应40 min检测效果最佳。采用该方法对ORFV、山羊痘病毒、O型和A型口蹄疫病毒、小反刍兽疫病毒、山羊副流感病毒3型等临床常见症状相似的病毒核酸检测,结果显示:该方法除对ORFV的检测结果为阳性外,对羊的其他病毒的检测结果均为阴性,特异性较强。将质粒标准品10倍倍比稀释(1×10^(9)拷贝/μL~1×10^(0)拷贝/μL)后为模板,利用本研究建立的RAA方法检测,结果显示:该方法对ORFV质粒标准品的最低检测限为1×10^(4)拷贝/μL,敏感性较高。利用本研究建立的方法对95份临床样品(15份组织样品和80份血液样品)检测,结果显示:该RAA方法能够对临床样品快速检测,组织样品和血液样品的阳性率分别为33.33%(5/15)和6.25%(5/80),该检测结果与普通PCR检测方法的符合率均为100%,表明本实验建立的RAA方法能够满足临床样品的检测需求。本研究建立的ORFV RAA方法具有操作简单、特异性强、反应快速等特点,为ORFV的快速检测提供新的技术选择。

环介导等温扩增技术在植物寄生线虫检测中的应用

植物寄生线虫是世界各地农林业生产中一种重要的生物胁迫,在早期快速、准确地鉴定出植物寄生线虫种类是减少其危害的重要前提。环介导等温扩增(LAMP)技术因在实际操作中具有简易、快速和灵敏等特点,已被广泛应用于多种植物病原体的检测和诊断。本文主要就LAMP技术在伞滑刃线虫、根结线虫、孢囊线虫、短体线虫、滑刃线虫、粒线虫等重要植物寄生线虫检测中的应用研究情况进行了综述,以期为针对不同的植物寄生线虫开发和选用最佳的LAMP检测方法提供参考。

基于环介导等温技术检测人甲流H1N1病毒的响应面优化分析

目的为了建立人甲型流感H1N1病毒的环介导等温扩增(LAMP)体系,本研究以H1N1病毒核酸扩增效率为指标,通过响应面分析优化探讨LAMP检测H1N1流感病毒的最佳反应条件。方法根据Box-Benhnken响应设计原理,对影响LAMP反应关键因素(甜菜碱浓度、引物浓度、反应温度)进行三因素三水平响应面法优化。同时选取60例确诊甲流临床核酸样本和60例健康受试者核酸样本,分别采用聚合酶链反应(PCR)技术和LAMP检测技术进行比对评估(评估指标包括灵敏度、特异性、准确度)。结果响应面回归模型能较好地预测LAMP检测效果与甜菜碱浓度、引物浓度和反应温度之间的关系,经过优化LAMP反应体系提高检测灵敏度和缩短反应时间。同时与PCR检测结果相比,LAMP检测实现100%的灵敏度、98.9%的特异性和99.2%的准确度,检测下限可达100 copies/ml。结论本研究建立的H1N1甲流LAMP检测是一种高效、灵敏、特异性高且不需要复杂设备的检测方法,适用于基层医疗卫生机构或居家自测,对季节性甲流病毒监测及暴发时应急检测具有重要意义。

实时监控新孢子虫环介导等温扩增方法的建立及初步应用

为建立一种快速检测新孢子虫的环介导等温扩增方法(LAMP),本研究根据GenBank中登录的新孢子虫Nc-5基因序列(X84238.1)设计2对特异性引物,通过PCR扩增将新孢子虫Nc-5基因片段并克隆至pMD18-T载体中,构建重组质粒pMD18-T-Nc-5,并经PCR和测序鉴定正确后作为质粒标准品。通过优化该方法的引物浓度、反应温度,并利用LAMP浊度仪测定扩增目的基因时出现白色焦磷酸镁的浊度值实时监控反应进程,初步建立了检测新孢子虫的LAMP方法,反应结束后通过加入SYBR Green I观察荧光对结果可视化判定。反应条件优化结果显示,引物F3/B3和FIP/BIP的终浓度分别为10 pmol/μL、20 pmol/μL,63℃扩增40 min效率最佳。利用该方法检测新孢子虫、弓形虫、瑟氏泰勒虫、环形泰勒虫、双芽巴贝斯虫、伊氏锥虫核酸,并在反应结束后加入SYBR Green I观察荧光以评估该方法的特异性。结果显示仅新孢子虫核酸扩增为阳性,其余病原核酸均为阴性结果。荧光观察结果显示,新孢子虫反应管呈翠绿色荧光(阳性),其他反应管呈橙黄色荧光(阴性);对重组质粒标准品10倍倍比稀释后作为模板(即4.0×10^(7)拷贝/μL~4.0×100拷贝/μL)进行LAMP的敏感性试验,结果显示该方法对质粒标准品的检测限为4.0×10^(1)拷贝/μL,且在反应结束后加入SYBR Green I,4.0×10^(7)拷贝/μL~4.0×10^(1)拷贝/μL质粒标准品的反应管均呈翠绿色荧光(阳性),4.0×100拷贝/μL反应管呈橙黄色荧光(阴性),敏感性与《新孢子虫病检疫技术规范》(SN/T 3499)中荧光定量PCR方法的敏感性一致;分别以同一时间和不同时间提取的3个不同稀释度的质粒标准品进行批内和批间重复性试验,结果显示批内和批间重复性试验的变异系数均小于5%。综上表明该方法特异性强、敏感性高、重复性好。对895份临床疑似感染新孢子虫的动物肝脏、脑组织样品同时采用建立的LAMP方法及《新孢子虫病检疫技术规范》(SN/T 3499)中的荧光定量PCR方法检测,结果显示LAMP的阳性检测率为41.45%(371/895),阴性率为58.55%(524/895),与SN/T 3499中的荧光定量PCR检测结果一致。本研究建立的新孢子虫LAMP方法快速、敏感、特异性强,且能够实时监测反应过程并能可视化判定结果,为新孢子虫现场快速检测提供了新的技术手段。

鸡新城疫病毒逆转录环介导等温扩增(RT-LAMP)技术的初步建立

本研究设计了针对鸡新城疫病毒(ND)的F基因保守区6个特异性部位的4条引物,建立了NDV的逆转录环媒恒温检测方法。该方法在恒温水浴锅中作用1 h即可得到其特有的阶梯状条带,加入荧光素后结果肉眼可直接观察。本方法特异性高,敏感性是荧光RT-PCR的10倍。