人工关节感染微生物分子诊断的研究进展
病原,核酸,引物,1PCR及其衍生技术,1宽泛围PCR(broad-rangePCR,BR-PCR),2逆转录BR-PCR(reversetranscriptionbroadrangePCR,RT-BR-PCR),3特异性
黄子达 张翀景 李文波 方心俞 胡德庆 王启金 杨滨 林建华张文明(福建医科大学附属第一医院骨科,福州350005)
人工关节感染又称假体周围感染(periprosthetic joint infection,PJI),是关节置换术后严重的并发症之一。初次关节置换的PJI发生率为1%~3%[1],人工关节翻修术的PJI发生率可达3%~10%[2]。PJI常需多次手术和长时间的抗生素治疗,明显增加治疗费用和并发症、延长住院时间、影响治疗效果,严重者甚至需要截肢,给患者、家庭和社会带来沉重负担。
及时和准确的病原微生物诊断能指导临床医师选择合理的抗生素和合适的手术方法,是PJI治疗成功的关键。关节液或假体周围组织微生物培养是目前PJI微生物诊断的主要方法,但由于假体表面微生物生物膜存在、培养前使用抗生素、部分微生物生长缓慢、培养条件苛刻等原因,PJI微生物培养阳性率仅为40%~70%[3],且部分细菌(如痤疮丙酸杆菌)培养时间需2周以上。如何提高PJI的微生物检出阳性率和效率是亟待解决的问题。
微生物分子诊断方法主要指通过检测临床样本中的微生物核酸来判断样本中微生物的有无,鉴定微生物种属和分型,甚至获取微生物致病或耐药基因信息。微生物分子诊断方法具有无需培养、检测灵敏度高、检测时间短、鉴定准确性高等特点,已被广泛应用于脓毒血症、脑膜炎、肺炎等感染性疾病的病原诊断,可有效弥补培养方法的不足,提高了感染性疾病的微生物检出率,缩短检测时间。近年来,微生物分子诊断方法也被用于PJI的诊断,本文拟从不同的分子诊断技术体系,包括聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)及其衍生技术、核酸杂交技术、基因芯片技术以及二代测序技术等方面,综述其在PJI病原微生物检测和诊断中的应用。
1 PCR及其衍生技术
PCR技术是最早、最广泛应用的PJI病原微生物诊断方法,该技术可以通过特异或非特异引物,简便、快速地将研究的基因或片段扩增百万倍,扩增产物经各种方法检测获得待测核酸序列的信息。根据PCR引物的特异性,可分为宽泛围PCR与特异PCR。根据检测的核酸类型不同,可分为检测DNA的普通PCR与检测RNA的逆转录PCR。同时,结合其他检测方法又衍生出多种不同技术,包括多重PCR技术、PCR结合微流控芯片或电离质谱分析技术等。
1.1 宽泛围PCR(broad-range PCR,BR-PCR)
BR-PCR为针对细菌中编码16S rRNA或真菌中编码转录间隔区的DNA基因上高度保守区域设计通用引物 ......
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