产志贺毒素大肠埃希氏菌(Shiga toxin-producing Escherichia coli,简称STEC)是一类具有高度致病性的食源性病原菌,其产生的志贺毒素(Shiga toxin, Stx)可导致严重的胃肠道疾病,如出血性结肠炎,甚至引发溶血性尿毒综合征(HUS),尤其对儿童和老年人具有较大威胁。STEC最常见的血清型为O157:H7,但非O157血清型(如O26、O103、O111、O145等)的感染率也在逐年上升。因此,对食品、水源及临床样本中STEC的快速、准确检测至关重要,不仅有助于控制食源性疾病的暴发,也为公共卫生监测提供了科学依据。目前,针对STEC的检测涵盖多个环节,包括样本前处理、增菌培养、毒素鉴定、基因检测及血清分型等,结合多种检测项目、仪器、方法和标准,形成了一套系统化的检测体系。
主要检测项目
针对产志贺毒素大肠埃希氏菌的检测,主要包括以下几个关键项目:
- 志贺毒素检测:通过检测STEC产生的Stx1和Stx2毒素,判断菌株的致病性。
- stx基因检测:采用分子生物学方法检测编码志贺毒素的stx1和stx2基因,是确认STEC的核心指标。
- eae基因检测:该基因编码附着/消除(intimin)蛋白,与细菌在肠道上皮的黏附密切相关,常作为STEC毒力因子的辅助检测项目。
- 血清型鉴定:特别是O157及常见非O157血清型(如O26、O103等)的鉴定,有助于流行病学追踪。
- 细菌分离与培养:从样本中分离出可疑菌落,进行后续鉴定。
常用检测仪器
STEC的检测依赖多种精密仪器,以确保检测的灵敏度与特异性。主要检测仪器包括:
- 实时荧光定量PCR仪(qPCR):用于检测stx1、stx2、eae等毒力基因,具有高灵敏度、快速出结果的优点。
- 酶联免疫吸附测定仪(ELISA):用于检测志贺毒素蛋白,适用于食品和临床样本的初筛。
- 全自动微生物鉴定系统(如VITEK、MALDI-TOF MS):用于细菌的种属鉴定和血清分型。
- 培养箱与选择性培养基设备:如使用山梨醇麦康凯琼脂(SMAC)培养基,用于O157:H7的初步筛选(O157菌落呈无色)。
- 基因测序仪:用于全基因组测序(WGS),在疫情溯源和分子分型中发挥重要作用。
常用检测方法
STEC的检测方法依据检测目的不同可分为传统方法和现代分子技术:
- 增菌与分离培养法:样本经缓冲蛋白胨水(BPW)增菌后,接种至选择性培养基(如CT-SMAC),分离可疑菌落。
- 免疫学检测法:包括胶体金快速检测试纸条和ELISA法,用于快速筛查志贺毒素。
- PCR与实时荧光PCR:特异性扩增stx1、stx2、eae、rfbO157、fliCH7等基因,是目前实验室确诊STEC的主要手段。
- 多重PCR技术:可同时检测多个毒力基因,提高检测效率。
- 噬菌体释放法:用于检测具有功能性志贺毒素的活菌,避免假阳性。
检测标准与规范
为确保检测结果的可靠性与可比性,国内外均制定了相应的检测标准:
- 中国国家标准(GB标准):如《GB 4789.36-2016 食品安全国家标准 食品微生物学检验 大肠埃希氏菌O157:H7/NM检验》和《GB 4789.40-2016 食品微生物学检验 阪崎肠杆菌检验》中也包含对STEC的检测指导。
- 国际标准(ISO):如ISO 16654:2001规定了E. coli O157的检测方法,ISO/TS 13136:2012则提供了食品和动物饲料中STEC的分子检测流程。
- 美国FDA BAM方法:美国食品药品监督管理局《Bacteriological Analytical Manual》第4a章详细描述了STEC的检测流程,包括增菌、免疫磁珠分离(IMS)、PCR确认等。
- 欧盟EN标准:如EN/ISO 13136:2012用于食品中STEC的检测,强调对多种血清型的覆盖。
此外,世界卫生组织(WHO)和联合国粮农组织(FAO)也发布了关于STEC风险评估与检测的指导文件,推动全球范围内的标准化检测实践。
综上所述,产志贺毒素大肠埃希氏菌的检测是一项系统性工程,涉及多个检测项目、先进仪器、多种方法以及严格的标准规范。随着分子生物学和自动化技术的发展,STEC的检测正朝着快速、高通量、精准化方向不断进步,为食品安全和公共卫生防控提供了坚实的技术支撑。