每日晨间进餐时浏览新闻一直是主编的一个习惯。一天,一则新浪网转发英国《每日电讯报》的新闻很快吸引住了我的眼球。英国卫生部近日发出安全警报,称耐药性耳道假丝酵母菌已在英国的55家医院蔓延,超200人被感染。
有关耳道假丝酵母菌的报道首现于2009年,当时研究人员从日本一名老年女性外耳道分泌物中将其分离出。之后,该“超级病菌”迅速在全球范围蔓延开来。研究数据显示,一旦感染该病菌,病患的死亡率高达60%。更令人忧心的是,关于其致死机理至今尚未探明。不过,令人稍感欣慰的是,此次病菌现身不久,人们便将其身份锁定。
那么,问题来了,鉴别微生物的火眼金睛如何练就?
17世纪后半叶,列文虎克出色的工作为人们叩开了微观世界的大门,19世纪中叶DNA双螺旋结构的发现更是标志着微生物学研究进入到了分子生物学阶段。正是得益于传统和现代微生物研究方法与技术的完美融合,人们才能甄别种类繁多的微生物。
接下来,就对主要的微生物鉴定和分类方法进行概述。
传统的微生物学鉴定与分类主要是建立在形态学、血清学和免疫学等基础之上发展而来的。实际上,这也和人们了解微生物的先后顺序有关。
在获得一种微生物的纯培养物之后,最容易开展的便是形态学方面的研究,如菌落形态和菌体形态。由于分裂方式、繁衍速率和代谢类型等因素均会对微生物的菌落和菌体形态产生影响,且不同种类的微生物间会存在较大的差异,故将其作为主要分类依据是恰当的。
血清学和免疫学鉴定则是更为细致的分类识别方法,并具有操作简便和结果准确、可靠等优点。此外,在微生物培养基中加入特异性抗体、酶促和(或)荧光反应底物等,还可令培养物的鉴定更为全面,更具说服力。这些均与其特征性组分和生理生化反应等有着紧密的关联,而这也成为生理生化反应与电子计算机技术相结合开发出的微生物自动鉴定系统的理论与现实基础。
作为传统微生物分类鉴定方法的有益补充与完善,近年来越来越多的分子生物学研究手段被引入其中。常用的分子生物学鉴定和分类方法主要有:核酸序列分析、核酸杂交、(G+C)摩尔百分含量测定,以及分子标记等。
核酸序列分析是指通过获取目的微生物的DNA(脱氧核糖核酸)序列,再将其与现有数据库中的已知序列进行对比分析,以此来明确其分类地位的一类技术手段。
当前,已有逾2500种的16S rDNA序列被报道,且16S rRNA基因易于获取并具有较强的序列保守性,对其进行对比分析并用于细菌种属鉴定成为了实验室中的优选方案。
核酸杂交技术应用也十分普遍,其中又以DNA-DNA杂交技术应用范围最为广泛,70%的已知菌株鉴定都涉及该项技术。
此外,其他还包括斑点杂交、RNA/DNA印迹,以及原位杂交等。核酸杂交技术的最大特点就是通过已知片段的碱基序列来研究微生物种属类别,或“钓出”目的序列。
DNA的(G+C)摩尔百分含量是微生物的特征数值,该数值的测定可用作微生物分类鉴定之用,且所占权重较大。
当然,微生物世界无奇不有,(G+C)摩尔百分含量相同或相近的微生物也并非一定同种或同属,需要结合其他测试结果而定。
最后,简单介绍下分子标记技术。此类技术涉及方法可谓多多,较为常用的包括:随机扩增多态性DNA(Randomly amplified polymorphic DNA,RAPD)分析,扩增片段长度多态性(Amplified restriction fragment polymorphism,AFLP)分析,以及限制性片段长度多态性(Restrictionfragment length polymorphism,RFLP)分析等,多用作微生物种群分析之用。
当前,学科交叉研究之势日盛,交叉之处往往火星四溅,成果斐然。在光电技术、信息技术和制造水平飞速发展的当代,越来越多的光谱、质谱和色谱等技术被用于微生物分类鉴定之中。比如:
诚然,以分子生物学技术为代表的诸多现代研究方法和分析手段为人们快速鉴定和分类微生物提供了便捷,结果也更准,效率也更高,但传统微生物分类鉴定方法并非已经可以舍弃。
抛开软硬件条件限制不讲,单从结果的系统性、准确性和权威性而言,将二者结合运用更为恰当,使各自结果互为补充、互为论证。也唯有如此,方能真正练就火眼金睛,笑对微生物之七十二变。