УДК: 616.34-022.7-036.11-02-07:577.21
Год издания: 2013
Использование мультиплексной полимеразной цепной реакции для определения наиболее значимых возбудителей острых кишечных инфекций бактериальной этиологии
Носова Е.С., Титов Л.П.
Рубрики: 76.03.43
Республиканский научно-практический центр эпидемиологии и микробиологии
Тема НИР: «Разработать тест-систему с использованием мультиплексной ПЦР для индикации и идентификации бактериальных возбудителей острых кишечных инфекций».
Сроки выполнения НИР: январь 2011 г. — декабрь 2013 г.
Научный руководитель: д-р мед. наук, проф., чл.-кор. НАН Беларуси Л.П. Титов
Источник финансирования: госбюджет
Цель - разработать и оптимизировать параметры мультиплексной полимеразной цепной реакции (ПЦР) для ускоренной индикации и типирования патогенных диареегенных Escherichia coli, Yersinia enterocolitica, Salmonella spp., Campylobacter spp. в клинических образцах (копроматериал) с целью диагностики острых кишечных инфекций.
В процессе работы проводилась оптимизация временного и температурного режима ПЦР, концентрации компонентов (полимеразы, буфера, магния, соотношение и активность олигонуклеотидов), разработка внутреннего позитивного контроля амплификации. Предметом исследования являлись родо- и видоспецифические гены, кодирующие факторы патогенности наиболее значимых возбудителей ОКИ бактериальной этиологии. В разработанный состав реакции входят два праймер-микса, содержащие рабочие смеси праймеров, реагент-микс, положительные контроли ДНК. В качестве положительного контроля использовали сконструированные ДНК, содержащие специфические последовательности ДНК исследуемых объектов. Мультипраймерная ПЦР позволяет одновременно использовать 3 пары олигонуклеотидов для коамплификации ДНК-матриц. При подборе оптимальных условий амплификации с целью исключения формирования димеров праймеров были подобраны два состава праймер-смеси. Композиционный состав ПЦР-смеси № 1 включает праймеры для амплификации мишеней omp (сальмонелла, 204 п.о.), сampy (кампилобактер, 840 п.о.), yst (иерсиния, 145 п.о.) и внутреннего контрольного образца (1026 п.н.) и № 2 - для амплификации мишеней stx (энтерогеморрагической E. coli, 518 п.о.), virF (энтероинвазивной E. coli, 618 п.о.), и еае (энтеропатогенной E. coli, 917 п.о.) и внутреннего контрольного образца (1026 п.о.). В качестве внутреннего контрольного образца используется последовательность гена домашнего хозяйства бактерий. Оптимизирована универсальная программа амплификации на основании выбранных в процессе тестирования оптимальных параметров времени и температур. Установлено, что для отжига сконструированных праймеров и синтеза ПЦР-продуктов требуется режим 96°C - 5 мин, (95°C - 40 с, 57°C - 40 с, 72°C - 40 с) - 28 циклов, 72°C - 5 мин. Чувствительность мультипраймерной ПЦР была протестирована на образцах ДНК с разной концентрацией. ДНК экстрагировали из серийных разведений культур C. jejuni, S. enteritidis, Y. enterocolitica, E. coli. Специфичность мультипраймерной ПЦР была проверена при тестировании ДНК бактерий близкродственных видов представителей нормальной микрофлоры и других возбудителей кишечных инфекций. Ложноположительные результаты не были зарегистрированы.
Метод обладает рядом преимуществ и расширяет возможности диагностики по сравнению с классическими методами и обычной ПЦР, т. к. позволяет получать результаты в течение нескольких часов, используя клинический материал без предварительного этапа культивирования.
Разработанная мультиплексная ПЦР для диагностики ОКИ бактериальной этиологии позволяет в течение суток протестировать клинический материал на присутствие ДНК 6 наиболее актуальных возбудителей ОКИ, сделать заключение об этиологическом факторе, вызвавшем заболевание.
Разработана тест-система на основе мультиплексной ПЦР, позволяющая идентифицировать и дифференцировать между собой энтероинвазивные, энтерогеморагические, энтеропатогенные E. coli, нетифоидные Salmonella spp., Y. enterocolitica, Campylobacter spp. методом мультиплексной ПЦР с детекцией методом горизонтального электрофореза в агарозном геле. Для повышения этиологической расшифровки и улучшения качества диагностики и терапии ОКИ может быть рекомендовано использование в диагностических лабораториях.