多重检测法之食安应用 – 沙门氏菌血清分型- 大数跨境

路明克斯

2020-06-22

导读：xMAP® 多重分子学方法 - 沙门血清分型好帮手

沙沙惹人爱✖ 泻✔

全球每年近十分之一的人罹患食源性疾病，不安全的食品造成最常见的症状就是腹泻，其中又以沙門氏菌为全世界食源性疾病的主要原因之一 [1]。在 2020 年第一季度，由世界卫生组织（WHO）与联合国粮食及农业组织（FAO）合作的国际食品安全网络（INFOSAN）报道涉及的食品安全事件，排名第一的致病菌就是沙门氏菌 [2]。

除了生肉和禽類產品之外，其他的食物一旦验出沙門氏菌即被视为受到污染，而沙門氏菌的血清分型则是流行病学監測和調查暴發的重要工具 [3]。

认识沙门氏菌

沙门氏菌为革兰氏阴性肠杆菌科的细菌，沙门氏菌是一种普遍存在且耐寒的细菌，可以在干燥环境中存活数周，在水中存活数月 [1]。

依据 Kauffmann - White - Le Minor（WKL）血清分型分类法，沙门氏菌可根据其菌体脂多糖 O 抗原，鞭毛 H 抗原，表面抗原（荚膜抗原 K 或毒力抗原 Vi）区分不同血清型 [4] 。WKL 分类法于 1934 年首次公布，至今为止已在其基因组中鉴定出 46 个 O 血清群（其中以 A、B、C1、C2、D 及 E 较为盛行 [5]）和 114 种 H 抗原，可将沙门氏菌划分成 2,659 种血清型，并且仍然是全球卫生实验室分类沙门氏菌的主要依据。

要在实验室中维持识别所有 WKL 血清分型分类法所需的血清抗体昂贵且困难，因为部分罕见抗原很少出现，甚至尚未使用便已超过有效期。此外，凝集法操作虽简单但是费时，大多数菌株约需要 3-5 天以完全确定血清型，有些菌株需要多次传代及诱导才能检测到抗原，则需要更长时间。

为了克服传统血清学方法的缺点，有愈来愈多研究在忠于 WKL 分类法的原则下，开发了基于分子学的沙门氏菌血清分型检测法。

xMAP® 沙门氏菌分子分型检测

2019 年“食品保护杂志”上，隶属美国食品和药物管理局（FDA）监管实务办公室（Office of Regulatory Affairs，ORA）下的实验室，发表了他们评估基于使用 xMAP^®平台多重测定技术的沙門氏菌分子血清分型方法报告 [3]。

xMAP^®沙门氏菌血清分型检测法乃是由美国 CDC所研发 [5-6]，该检测方法包含四组单独的测试，同时对 O 抗原、H 抗原、以及可协助血清型鉴定的另外特异性标志物等 50 重靶标进行检测。

o 基于 xMAP® 平台检测法所覆盖的抗原列表

xMAP®沙门氏菌分子分型试剂覆盖 50 种抗原

o 基于 xMAP® 平台检测法的相关鞭毛抗原列表

xMAP®沙门氏菌分子分型试剂鞭毛抗原群列表

o xMAP® 沙门氏菌分子分型试剂工作流程

在这篇研究中，作者对总计 572 个来自食品、动物食物、环境样本的沙门氏菌分离株，以及沙门氏菌参考菌株进行了分析测试，使用传统血清免疫凝集法作为参考方法，以评估使用 xMAP^®技术进行沙門氏菌多重分子血清分型法的检测性能。

作者使用了 Radix 及 Luminex 两种 xMAP^®沙门氏菌血清分型试剂。在研究前期使用了用戶需自行混合的 Radix 试剂，Radix 试剂停产后改用 Luminex 商品化预混試劑盒进行检测（Luminex 公司获得美国 CDC 授权，生产基于 xMAP^®技术的沙門氏菌多重分子血清分型试剂盒，此商品化试剂盒引物、探针、微球编码与 Radix 试剂相同）。

572 个被测菌株包含 115 种血清型（65 种常见血清型及 50 种非常见血清型）。485 株使用 Radix 试剂進行分析 (检测时间为 2012 年 9 月~2013 年 10 月），218 株使用 Luminex 试剂進行分析（检测时间为 2013 年 10 月~2014 年 7 月），131 株同时使用 Radix 试剂以及 Luminex 试剂進行分析并且相互比較（检测时间为 2014 年 7 月~2016 年 4 月）。

xMAP® 沙门氏菌分子分型法

比传统血清法更高效且正确

xMAP^®沙门氏菌分子分型法正确地鉴定出 97.2％的分离株。

96.2% 的菌株（550 株）可被 xMAP^®沙门氏菌分子分型法正确识别。

6 株（1%）测试结果与预期不相符，但在重新进行传统血清分型法后证明 xMAP^®沙门氏菌分子分型法的测试结果是正确的。

少部分菌株抗原表现可能因序列变异而未能检出。此外，在相同的分离株上比较发现 Radix 试剂未检测到的抗原但是 Luminex 试剂可正确检测（差异 16倍），表示部分未能成功鉴定的抗原可能是由于 Radix 试剂本身效果而非探针的问题。

文中最后作者总结提到 xMAP^®沙门氏菌分子分型法可以在一天內對大多數分離株进行全部血清分型或部分血清分型，适合在需要更快的筛查方法时（例如疫情暴发和筛查大量环境分离物）应用。（原文:“The SMS method could fully or partially serotype most isolates within a day. The SMS method should be a valuable tool when faster screening methods are needed, such as outbreaks and screening large numbers of environmental isolates.”)

可以有效辅助粗糙的、单相的、不具运动性的、以及血清凝集反应弱的菌株鉴定，从而降低了识别错误率。（原文:“The results showed the SMS method aided in the identification of rough, monophasic, and nonmotile isolates, as well as isolates with weak agglutination reactionsto antisera, lowering the rate of misidentification.“)

xMAP^®沙门氏菌分子分型法

保留了传统血清法和 WKL 方案的完整性
可在一天内完成菌株全部或部分血清分型
比传统的血清法及全基因组测序快
辅助传统血清法难以鉴定分型的菌株

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参考文献

[1] WHO, https://www.who.int/zh/news-room/fact-sheets/detail/salmonella-(non-typhoidal).

[2] INFOSAN, https://www.who.int/news-room/detail/23-04-2020-infosan-quarterly-summary-2020-1.

[3] M.M. Moore, M. J. Nucci, S. M. Madson, G. S. Wagley, C. E. Keys, E. W. Brown, etal., "Evaluation of a Bead-Based Salmonella Molecular Serotyping Methodfor Salmonella Isolated from Food and Environmental Samples," J Food Prot,vol. 82, pp. 1973-1987, Nov 2019.

[4] P.A. D. G. F.-X. Weill, "Antigenic Formulae of the Salmonella serovars, (9thed.)," WHO Collaborating Centre for Reference and Research on Salmonella,vol. 9th ed., 2007.

[5] C.Fitzgerald, M. Collins, S. van Duyne, M. Mikoleit, T. Brown, and P. Fields,"Multiplex, bead-based suspension array for molecular determination ofcommon Salmonella serogroups," J Clin Microbiol, vol. 45, pp. 3323-34, Oct2007.

[6] J.R. McQuiston, R. J. Waters, B. A. Dinsmore, M. L. Mikoleit, and P. I. Fields,"Molecular determination of H antigens of Salmonella by use of amicrosphere-based liquid array," J Clin Microbiol, vol. 49, pp. 565-73,Feb 2011.

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