陳韶紅,艾 琳,田利光,張永年,童小妹,李 浩,陳家旭
腸道原蟲是導(dǎo)致人體腹瀉的主要原因之一。臨床上引起腹瀉的常見腸道原蟲病有溶組織阿米巴病、隱孢子蟲病、藍(lán)氏賈第蟲病等。但近年來,人群隱孢子蟲的感染率正逐步上升,由隱孢子蟲(cryptosporidium)引起的腹瀉逐步增多,我國(guó)腹瀉病人中隱孢子蟲的感染率為0.32%~15.22%[1-2]。自1976年我國(guó)報(bào)道人隱孢子蟲感染后,發(fā)現(xiàn)本病是引起旅游者腹瀉和夏季腹瀉的常見病原,多數(shù)表現(xiàn)為慢性腹瀉,主要見于免疫功能缺陷者,特別是艾滋病患者中?,F(xiàn)臨床上檢測(cè)糞便中隱孢子蟲感染的病原學(xué)方法主要為改良抗酸染色法和熒光染色法[3-5]。隨著免疫和分子檢測(cè)技術(shù)的推廣,免疫測(cè)定法和PCR技術(shù)在檢測(cè)原蟲感染上取得了很大的進(jìn)展[6-9],本文將經(jīng)典的傳統(tǒng)的病原學(xué)檢測(cè)的金標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)運(yùn)用ELISA法、免疫試條法和FTA巢式PCR法,對(duì)臨床109例腹瀉病人進(jìn)行隱孢子蟲及其他原蟲感染情況進(jìn)行糞樣檢測(cè)分析,進(jìn)而為該病的診斷、防治提供科學(xué)依據(jù)。
1.1 主要試劑 0.9%生理鹽水;2.5%碘液;改良抗酸染色試劑盒(珠海貝索生物技術(shù)有限公司BA-4091);金胺酚染色試劑盒(珠海貝索生物技術(shù)有限公司BA-4018);隱孢子蟲糞抗原檢測(cè)ELISA試劑盒(德國(guó)-R-Biopharm公司);隱孢子蟲糞抗原快速檢測(cè)條(德國(guó)-R-Biopharm 公司)。FTA 卡(Whatman公司);FTA 卡洗液 TE buffer(0.01mol/L Tris-HCl,pH 8.0;0.1mmol/L EDTA)(Whatman公司);2×TaqPCR Master Mix(0.1UTaq Polymerase/L、500mol/L dNTP、20mmol/L Tris-HCl (pH8.3)、100mmol/L KCl、3mmol/L MgCl2、其它穩(wěn)定劑和增強(qiáng)劑)由上海生工生物制品有限公司提供;TAE電泳緩沖液(儲(chǔ)備液50×),使用時(shí)稀釋成(0.5×)即可。
1.2 主要儀器 PCR儀(美國(guó)ThermoPX2);凝膠分析成像系統(tǒng)(Bio-RAD公司 Quantity on 4.6.6);低溫離心機(jī)(美國(guó)Thermo公司);直徑6mm打孔機(jī)(Whatman公司);OLYMPUS BX51顯微鏡。
1.3 隱孢子蟲引物合成 第一輪PCR引物為Ex-Cry1Fa(正向)引物序列為TTCTAGAGCTAATACATGCG(5′-3′),ExCry2Rb(反向)引物序列為CCCACTTCTTCGAAGCAGGA,擴(kuò)增片段大小為1 330bp;第二輪PCR引物為NesCry3Fa(正向)引物序列為GAAGGGTTGTATTTATTAGATAAA(5′-3′),NesCry Rb(反向)引物序列為 CTCATAAGGTGCTGAAGGAGTA;擴(kuò)增片段大小為830bp。
1.4 糞便來源 2011年本所檢測(cè)中心腸道門診送檢腹瀉病人糞便109例,其中男性65人,女性44人,年齡在6~65歲,20名上海交通大學(xué)學(xué)生體檢糞便作為正常人對(duì)照。
1.5 直接涂片法 滴1滴生理鹽水于潔凈的載玻片中央,用棉簽或牙簽挑取綠豆大小的糞便,在生理鹽水中調(diào)勻,剔除粗大的顆粒和纖維,涂抹成邊緣整齊的橢圓形糞膜,鏡檢。
1.6 碘液染色法 在生理鹽水直接涂片上加蓋玻片,然后從蓋玻片一側(cè)滴1滴碘液,待其滲入后觀察;或在同一載玻片上,一側(cè)作生理鹽水直接涂片,另一側(cè)作碘液涂片,分別檢查滋養(yǎng)體和包囊。
1.7 改良抗酸染色法 滴加A液于糞膜,數(shù)分鐘后自來水緩慢沖洗;滴加B液于糞膜上,脫色至粉紅色為止,自來水緩慢沖洗;滴加C液于糞膜上,1min后自來水緩慢沖洗,自然干燥,油鏡檢查。
1.8 金胺酚染色法 空氣干燥糞便涂片,甲醇固定,金胺酚染液染色10min,自來水漂洗,3%酸性甲醇脫色,0.1%高錳酸鉀復(fù)染30min,空氣干燥,熒光顯微鏡鏡檢。
1.9 隱孢子蟲糞抗原的ELISA法 在試管中加入1mL樣品稀釋液,取固態(tài)糞便取約50mg置入稀釋液中混勻(若液體糞便則取100μL),靜置數(shù)分鐘后,取上清液直接用于檢測(cè),在微孔反應(yīng)板中加入100μL糞便樣本的上清液,之后在每個(gè)微孔中加入100μL酶標(biāo)記抗體,室溫孵育60min,洗滌液洗5次,加入100μL的底物,避光孵育15min后,加終止液50μL終止反應(yīng)。同時(shí)設(shè)有陰性和陽性質(zhì)控。在酶標(biāo)儀測(cè)定在450nm讀取OD值。判斷標(biāo)準(zhǔn):檢測(cè)值/陰性參考值(P/N)≥2.0為陽性臨界值。
1.10 隱孢子蟲糞抗原快速試條法 在試管內(nèi)加1mL糞抗原提取液,加入50mg固態(tài)糞便樣本(若液態(tài)糞便取100μL),沉淀3min,取200μL上清液置于另一干凈試管中,浸入檢測(cè)條,5min后讀取結(jié)果。結(jié)果判斷:從糞便樣本吸收側(cè)開始依次出現(xiàn):一條紅色檢測(cè)帶,一條藍(lán)色質(zhì)控帶,隱孢子蟲陽性可見藍(lán)帶和紅帶;隱孢子蟲陰性,僅見藍(lán)帶。
1.11 FTA巢式PCR法 用FTA卡提取隱孢子蟲DNA,進(jìn)行巢式PCR
1.11.1 初始PCR(Primary PCR) 反應(yīng)體系為DNA模板 (制得的FTA濾膜片1片);2×Taq PCR Master Mix 50μL;1%BSA 4μL;10μmol/L引物各2.5μL;ddH2O 41μL。反應(yīng)條件:94℃預(yù)變性4min,94℃變性1min,54℃退火45s,72℃延伸1min,35個(gè)循環(huán),72℃延伸8min。擴(kuò)增產(chǎn)物長(zhǎng)度為1℃330bp。
1.11.2 巢式 PCR (Nested PCR) 反應(yīng)體系為DNA模板 (第一輪PCR產(chǎn)物)1μL;2×Taq PCR MasterMix 50μL;10μmol/L引物各5μL;ddH2O 39μL。反應(yīng)條件:94℃預(yù)變性4min,94℃變性1 min,58℃退火45s,72℃延伸1min,35個(gè)循環(huán),72℃延伸8min。擴(kuò)增產(chǎn)物長(zhǎng)度為830bp。
PCR產(chǎn)物瓊脂糖電泳凝膠電泳鑒定。結(jié)果判斷:隱孢子蟲PCR擴(kuò)增產(chǎn)物為830bp。
1.12 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SAS 9.1軟件進(jìn)行卡方檢驗(yàn)和t檢驗(yàn)分析。
2.1 109例腹瀉病人隱孢子蟲及其他原蟲的感染情況 109例腹瀉病人中男性為65人,女性為44人,年齡在6~65歲,原蟲檢出陽性率為45%(49/109),感染對(duì)男女性別之間感染無顯著性差別,(χ2=1.1901,P=0.2753,P>0.05);兒童和成年之間感染無顯著性差別(χ2=1.0247,P=0.3144,P>0.05)。
用直接涂片加碘液染色法檢測(cè)隱孢子蟲感染的陽性率為5.5%,溶組織阿米巴原蟲感染的陽性率為2.8%,人芽囊原蟲感染的陽性率為34.9%,未查見藍(lán)氏賈第鞭毛蟲;用改良抗酸加金胺酚染色法(圖1,2)檢測(cè)隱孢子蟲的陽性率為8.3%,微孢子蟲陽性率為1.8%;隱孢子蟲ELISA試劑盒檢測(cè)隱孢子蟲的陽性率為6.4%;免疫試條法(圖3)檢測(cè)隱孢子蟲的陽性率為1.8%;巢式PCR法檢測(cè)隱孢子感染的陽性率為9.1%;同時(shí)用5種方法檢測(cè)隱孢子蟲都為陽性的病例只有4例,其余的表現(xiàn)為單項(xiàng)或2項(xiàng)陽性,正常人對(duì)照都為陰性;引起腹瀉的原蟲主要是人芽囊原蟲、隱孢子蟲和少量的阿米巴原蟲及微孢子蟲(表1)。
表1 腹瀉病人隱孢子蟲及其他原蟲的感染情況Tab.1 Cryptozoite and other protozoon infection situation from stool of diarrhea patients
圖1 隱孢子蟲改良抗酸染色×100Fig.1 Modified acid-fast stain of Cryptosporidium (×100)
2.2 隱孢子蟲巢式PCR測(cè)序結(jié)果 109例臨床腹瀉病人經(jīng)巢式PCR檢測(cè)隱孢子蟲感染陽性率為9.1%,10例感染者糞便樣品經(jīng)PCR擴(kuò)增后進(jìn)行測(cè)序,結(jié)果與GenBank中隱孢子蟲的序列比對(duì),為微小隱孢子蟲(Cryptosporidiumparvum)和貓隱孢子蟲(Cryptosporidiumfelis)感染(表2),各樣本間序列差異結(jié)果比對(duì)如圖4。
圖2 隱孢子蟲金胺酚染色×100Fig.2 Auramine phenol staining of Cryptosporidium (×100)
圖3 試紙條檢測(cè)隱孢子蟲糞抗原(1,2為陽性,3為陰性)Fig.3 Colloidal gold test paper of fecal antigen of Cryptosporidium1,2:Positive;3:negative.
表2 隱孢子蟲感染者糞便樣品PCR測(cè)序結(jié)果Tab.2 PCR and sequencing results of Cryptosporidiuminfection by stool samples
圖4 序列比對(duì)結(jié)果Fig.4 Results of sequence alignment
人體腸道感染性腹瀉大多是由細(xì)菌、病毒引起,但近年來由腸道寄生原蟲引起的腹瀉逐漸增多,腸道寄生原蟲屬于原生動(dòng)物亞界,廣泛分布于自然界的各種生態(tài)環(huán)境中,不少原蟲既可感染人類,又寄生于一些動(dòng)物,大多以水作為主要傳播載體,是引起腹瀉的主要病原體之一。其致病性除了與原蟲的種類、寄生數(shù)量及毒力有關(guān)外,還與個(gè)體免疫機(jī)能狀態(tài)有關(guān)系。
從2011年本所檢測(cè)中心門診的109例腸道腹瀉病人糞樣的檢測(cè)分析,發(fā)現(xiàn)寄生原蟲的蟲種主要為人芽囊原蟲、隱孢子蟲、溶組織內(nèi)阿米巴原蟲和少量的微孢子蟲感染,其中人芽囊原蟲的感染率最高達(dá)到34.9%,說明人芽囊原蟲普遍易感,這與地理氣候、衛(wèi)生條件、飲食習(xí)慣、營(yíng)養(yǎng)狀況和精神壓力度有關(guān)[10];從感染阿米巴原蟲的患者情況分析,由于多數(shù)溶組織內(nèi)阿米巴感染者臨床癥狀不顯著[11],這些慢性病人除腹瀉外都無明顯的膿血便,僅表現(xiàn)為稀爛便或蛋花樣便,因此,臨床上應(yīng)多注意反復(fù)多次檢測(cè),否則非常容易漏診;近年來,隱孢子蟲病在發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家的腹瀉病人中呈反復(fù)上升趨勢(shì),對(duì)于隱孢子蟲的診斷,病原學(xué)檢查簡(jiǎn)單方便,但檢出率低;而免疫學(xué)檢查法能提高敏感性,但對(duì)抗原要求較高,且很難區(qū)分既往感染和現(xiàn)癥感染,而隱孢子蟲的檢測(cè)主要是針對(duì)糞抗原,免疫酶法和免疫印跡的檢出率相對(duì)較底。目前采用分子生物學(xué)檢測(cè)具有提高敏感性和特異性[12],但要一定的儀器設(shè)備與試劑,檢測(cè)費(fèi)用較高,因此,我們同時(shí)采用多種聯(lián)合檢測(cè)手段進(jìn)行互補(bǔ)檢測(cè),發(fā)現(xiàn)聯(lián)合檢測(cè)法有利于提高隱孢子蟲的陽性檢出率,其中以巢式PCR法的檢出率最高,經(jīng)測(cè)序分析,病人感染的隱孢子蟲為人隱孢子蟲和貓隱孢子蟲,這可能與患者的飲食習(xí)慣和現(xiàn)在盛行的家庭飼養(yǎng)寵物有關(guān)。
臨床上免疫功能正常的患者,隱孢子蟲感染后常表現(xiàn)為“自限性腹瀉”,有癥狀者以腹痛、稀便、水樣便多見,若在抗生素治療無效或低效時(shí),應(yīng)考慮隱孢子蟲感染。有研究者曾對(duì)上海某地區(qū)的人群進(jìn)行隱孢子蟲感染調(diào)查,正常無腹瀉人群中隱孢子蟲感染率在4.8%[13],結(jié)合我們的實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果分析,在腹瀉病人中除人牙囊原蟲感人率較高外,其次就為隱孢子蟲,我們?cè)诟篂a病人中發(fā)現(xiàn)隱孢子蟲感染率高達(dá)8.3%~9.1%。由于目前臨床上未采用聯(lián)合檢測(cè)法,大多用的是直接涂片或抗酸染色,十分容易漏檢,預(yù)示隱孢子蟲在腹瀉病人中的感染率將更高。
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