每日晨間進餐時瀏覽新聞一直是主編的一個習(xí)慣。一天,一則新浪網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)英國《每日電訊報》的新聞很快吸引住了我的眼球。英國衛(wèi)生部近日發(fā)出安全警報,稱耐藥性耳道假絲酵母菌已在英國的55家醫(yī)院蔓延,超200人被感染。
有關(guān)耳道假絲酵母菌的報道首現(xiàn)于2009年,當(dāng)時研究人員從日本一名老年女性外耳道分泌物中將其分離出。之后,該“超級病菌”迅速在全球范圍蔓延開來。研究數(shù)據(jù)顯示,一旦感染該病菌,病患的死亡率高達(dá)60%。更令人憂心的是,關(guān)于其致死機理至今尚未探明。不過,令人稍感欣慰的是,此次病菌現(xiàn)身不久,人們便將其身份鎖定。
那么,問題來了,鑒別微生物的火眼金睛如何練就?
17世紀(jì)后半葉,列文虎克出色的工作為人們叩開了微觀世界的大門,19世紀(jì)中葉DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)更是標(biāo)志著微生物學(xué)研究進入到了分子生物學(xué)階段。正是得益于傳統(tǒng)和現(xiàn)代微生物研究方法與技術(shù)的完美融合,人們才能甄別種類繁多的微生物。
接下來,就對主要的微生物鑒定和分類方法進行概述。
傳統(tǒng)的微生物學(xué)鑒定與分類主要是建立在形態(tài)學(xué)、血清學(xué)和免疫學(xué)等基礎(chǔ)之上發(fā)展而來的。實際上,這也和人們了解微生物的先后順序有關(guān)。
在獲得一種微生物的純培養(yǎng)物之后,最容易開展的便是形態(tài)學(xué)方面的研究,如菌落形態(tài)和菌體形態(tài)。由于分裂方式、繁衍速率和代謝類型等因素均會對微生物的菌落和菌體形態(tài)產(chǎn)生影響,且不同種類的微生物間會存在較大的差異,故將其作為主要分類依據(jù)是恰當(dāng)?shù)摹?/p>
血清學(xué)和免疫學(xué)鑒定則是更為細(xì)致的分類識別方法,并具有操作簡便和結(jié)果準(zhǔn)確、可靠等優(yōu)點。此外,在微生物培養(yǎng)基中加入特異性抗體、酶促和(或)熒光反應(yīng)底物等,還可令培養(yǎng)物的鑒定更為全面,更具說服力。這些均與其特征性組分和生理生化反應(yīng)等有著緊密的關(guān)聯(lián),而這也成為生理生化反應(yīng)與電子計算機技術(shù)相結(jié)合開發(fā)出的微生物自動鑒定系統(tǒng)的理論與現(xiàn)實基礎(chǔ)。
作為傳統(tǒng)微生物分類鑒定方法的有益補充與完善,近年來越來越多的分子生物學(xué)研究手段被引入其中。常用的分子生物學(xué)鑒定和分類方法主要有:核酸序列分析、核酸雜交、(G+C)摩爾百分含量測定,以及分子標(biāo)記等。
核酸序列分析是指通過獲取目的微生物的DNA(脫氧核糖核酸)序列,再將其與現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫中的已知序列進行對比分析,以此來明確其分類地位的一類技術(shù)手段。
當(dāng)前,已有逾2500種的16S rDNA序列被報道,且16S rRNA基因易于獲取并具有較強的序列保守性,對其進行對比分析并用于細(xì)菌種屬鑒定成為了實驗室中的優(yōu)選方案。
核酸雜交技術(shù)應(yīng)用也十分普遍,其中又以DNA-DNA雜交技術(shù)應(yīng)用范圍最為廣泛,70%的已知菌株鑒定都涉及該項技術(shù)。
此外,其他還包括斑點雜交、RNA/DNA印跡,以及原位雜交等。核酸雜交技術(shù)的最大特點就是通過已知片段的堿基序列來研究微生物種屬類別,或“釣出”目的序列。
DNA的(G+C)摩爾百分含量是微生物的特征數(shù)值,該數(shù)值的測定可用作微生物分類鑒定之用,且所占權(quán)重較大。
當(dāng)然,微生物世界無奇不有,(G+C)摩爾百分含量相同或相近的微生物也并非一定同種或同屬,需要結(jié)合其他測試結(jié)果而定。
最后,簡單介紹下分子標(biāo)記技術(shù)。此類技術(shù)涉及方法可謂多多,較為常用的包括:隨機擴增多態(tài)性DNA(Randomly amplified polymorphic DNA,RAPD)分析,擴增片段長度多態(tài)性(Amplified restriction fragment polymorphism,AFLP)分析,以及限制性片段長度多態(tài)性(Restrictionfragment length polymorphism,RFLP)分析等,多用作微生物種群分析之用。
當(dāng)前,學(xué)科交叉研究之勢日盛,交叉之處往往火星四濺,成果斐然。在光電技術(shù)、信息技術(shù)和制造水平飛速發(fā)展的當(dāng)代,越來越多的光譜、質(zhì)譜和色譜等技術(shù)被用于微生物分類鑒定之中。比如:
誠然,以分子生物學(xué)技術(shù)為代表的諸多現(xiàn)代研究方法和分析手段為人們快速鑒定和分類微生物提供了便捷,結(jié)果也更準(zhǔn),效率也更高,但傳統(tǒng)微生物分類鑒定方法并非已經(jīng)可以舍棄。
拋開軟硬件條件限制不講,單從結(jié)果的系統(tǒng)性、準(zhǔn)確性和權(quán)威性而言,將二者結(jié)合運用更為恰當(dāng),使各自結(jié)果互為補充、互為論證。也唯有如此,方能真正練就火眼金睛,笑對微生物之七十二變。