Chẩn đoán vi khuẩn listeria bằng kỹ thuật gen

  • 21 trang
  • file .pdf
Chẩn đoán vi khuẩn Listeria monocytogens bằng kỹ thuật gene
Trường Đại Học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh
Bộ môn Công Nghệ Sinh Học
Lớp DH06SH
Tiểu luận:
CHẨN ĐOÁN BỆNH GIA SÚC GIA CẦM
CHẨN ĐOÁN VI KHUẨN LISTERIA BẰNG KỸ
THUẬT GEN
GVHD: Nguyễn Ngọc Hải
Sinh viên thực hiện: Phạm Ngọc Hà
MSSV: 06126033
Phạm Ngọc Hà 1
Chẩn đoán vi khuẩn Listeria monocytogens bằng kỹ thuật gene
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong số sáu loại Listeria được biết đến thì Listeria monocytogenes và Listeria
ivanovii là những tác nhân gây bệnh. Nhưng Listeria ivanovii rất hiếm khi gây bệnh cho
người và động vật, trái lại Listeria monocytogenes lại gây bệnh Listeriosis rất phổ biến ở cả
người và động vật. Đây là một loại bệnh thực sự nguy hiểm vì nó có thể dẫn đến tử vong,
đặc biệt là đối với những người có hệ miễn dịch yếu như phụ nữ có thai, trẻ sơ sinh, người
già yếu. Mặc khác Listeria monocytogenes lại tồn tại trong thực phẩm nên rất dễ lây nhiễm
cho người đòi hỏi phải có công tác kiểm nghiệm thực phẩm khắt khe đối với vi khuẩn này.
Thông thường trong chuẩn đoán vi khuẩn thường áp dụng kỹ thuật nuôi cấy phân lập trên
một số môi trường chuyên biệt và xác định vi khuẩn thông qua các phản ứng sinh hóa…
Nhưng do đối tượng thao thác là trên thực phẩm nên sử dụng phương pháp truyền thống là
rất khó khăn, tốn kém và mất thời gian. Nhờ vậy mà các kỹ thuật gene với những ưu điểm
nổi trội như nhanh, nhạy, chính xác đã được sử dụng để chuẩn đoán Listeria
monocytogenes.
II. TỔNG QUAN:
II.1. Đôi nét về Listeria:
Giống vi khuẩn Listeria thuộc tộc Lactobacilleae gồm những trực khuẩn nhỏ,
không sinh bào tử, có lông ở một đầu nên có thể di động, gam dương, có phản ứng catalase
dương tính, oxydase âm tính. Hiếu khí hoặc yếm khí tùy ý và có khả năng lên men đường.
Giống này gồm nhiều loài gây bệnh cho gia súc và người, trong đó có loài Listeria
monocytogenes là loài gây bệnh sảy thai truyền nhiễm ở cừu và làm tăng số bạch cầu đơn
nhân trong máu của nhiều loài động vật như bò, ngựa, dê, cừu, heo, chuột, kể cả người.
II.1.1. Phân loại: giống Listeria bao gồm 6 loài
1. Listeria monocytogenes.
2. L. innocua.
3. L. ivanovii.
4. L. seeligeri.
5. L. welshimeri.
6. L. grayi.
II.2. Giới thiệu chung về Listeria motocytogenes
Phạm Ngọc Hà 2
Chẩn đoán vi khuẩn Listeria monocytogens bằng kỹ thuật gene
II.2.1. Đồng nghĩa và lịch sử
Listeria monocytogenes đã được phân lập từ mẫu bệnh phẩm động vật năm
1926 bởi Prior, nhưng lúc đó chưa có đủ đặc tính chính xác để xác định nó. Cũng trong
năm đó L. monocytogenes đã được khám phá bởi E.G.D Murray, Wenn và Swam năm
1926 từ chuột lang và thỏ bị viêm gan hoại tử và có tên là Bacterium monocytogenes.Năm
1927, vi sinh vật này cũng được Pirie phân lập từ gan bi bệnh của chuột nhảy (tatera
tobengulae) tại nam Châu Phi, và được đặt tên là Listeria hepalolytica. Khi sự tồn tại của vi
sinh vật này được xác minh, L. monocytogenes chính thức được Bergay đặt tên vào năm
1957.
II.2.2. Phân bố và cách lây lan
L. monocytogenes được phân bố rất rộng rãi, nó có trong đất, nước, phân, dịch
tiết đường sinh dục và niêm mạc mũi của động vật khỏe…Rau củ có thể nhiễm khuẩn từ
đất hoặc từ phân bón. Súc vật ở nông trại có thể nhiễm khuẩn mà không có triệu chứng gì
và thực phẩm từ động vật như thịt, thịt gia cầm và các sản phẩm sữa có thể bị nhiễm khuẩn.
Theo Sở giám sát và an toàn thực phẩm thuộc Bộ nông nghiệp, những trường hợp
bệnh Listeriosis ở Mĩ đều liên quan đến thực phẩm xúc xích nhỏ xông khói, thịt hộp tươi
ngon, patê lạnh, xúc xích Ý, pho phát mềm của Pháp, pho mát mềm kiểu Mêhicô, tôm, bơ,
rau quả tươi và sữa chưa tiệt trùng. Trận dịch bệnh bùng phát có thể liên quan đến sò hến
tôm cua, cá tươi, thủy sản xông khói, lưỡi heo, kem, xà lách gạo, xà lách cải bắp và patê
thịt.
Do đó, con người có nguy cơ nhiễm khuẩn L. monocytogenes cực kỳ cao với các loại
thực phẩm chưa nấu chín kỹ trước khi ăn và các loại thức ăn làm sẵn. Bệnh thể hiện ở
nhiều dạng và sự lây truyền của vi khuẩn có khác nhau. Nếu như ở dạng phủ tạng, sự lây
nhiễm qua đường ăn uống. Nếu như ở dạng thần kinh chủ yếu lây nhiễm qua đường mắt và
mũi.
II.2.3. Hình thái và nhuộm màu
L. monocytogenes gồm những trực khuẩn ngắn, hai đầu tròn, Gram dương. Trong môi
trường nuôi cấy, khi tế bào còn non L.monocytogenes được tìm thấy ở dạng trực khuẩn.
Nhưng trễ hơn dạng hình cầu (0,5µm×1-2 µm) lại chiếm ưu thế, đôi khi vi khuẩn xếp thành
chuỗi ngắn(dễ nhầm với Streptococcus), lúc này chiêm mao dài 6-20 µm. Vi khuẩn không
sinh bào tử, không tạo giáp mô, có khả năng di động. Ở 20-250C vi khuẩn di động mạnh
nhất. Ở 370C vi khuẩn di động nhờ một chiêm mao ở đầu.
Phạm Ngọc Hà 3
Chẩn đoán vi khuẩn Listeria monocytogens bằng kỹ thuật gene
Khi nhuộm từ mô bệnh hoặc dịch nuôi cấy, đôi khi vi khuẩn có dạng hình cầu xếp
chuỗi dễ nhầm với Streptococci. Trong trường hợp này có thể dùng phản ứng Catalase để
phân biệt. Trong canh 3-6 giờ ở 370C vi khuẩn có dạng trực, nuôi cấy 3-5 ngày vi khuẩn có
dạng dài 6-20 µm hay hơn(đặc biệt chủng R). Sự di động của Listeria dùng để phân biệt
với Erysipelothrix.
II.2.4. Đặc tính nuôi cấy và yêu cầu tăng trưởng
Vi khuẩn có thể phát triển trong điều kiệm yếm khí. Nhiệt độ thích hợp 30-370C,
pH 7,2-7,4 phát triển trên môi trường nhưng thường sử dụng môi trường thạch máu trong
điều kiện 5-10% CO2 cho khuẩn lạc tròn bóng, màu trắng, đường kính 0,5-1mm và gây
dung huyết.
Trên môi trường Trytose agar tạo khóm sáng, trắng mờ và có màu xanh lam (màu blue-
green) khi quan sát dưới ánh sáng nghiêng.
Trên môi trường LSA (Listeria selective agar) tạo vòng đen quanh khóm do sự phân giải
Esculin sau 24-48 giờ.
Môi trường Gelatin không gây tan chảy.
II.2.5. Đặc tính sinh hóa
Lên men chậm các loại đường như glucose, rhamnose, salicin, levulose. Không lên men
mannitol, xylose, lactose, saccarose. Phản ứng Catalaza dương tính.
II.2.6. Sức đề kháng
Khi tiến hành phân tích chẩn đoán Listeriosis và khảo sát nguồn nhiễm khuẩn thì thấy rằng
vi khuẩn này có thể tồn tại trong thời gian dài lâu có thể là 90 ngày từ khi ăn phải thực
phẩm nhiễm khuẩn và xuất hiện triệu chứng. Thời gian trung bình từ khi nhiễm khuẩn vào
cơ thể đến khi phát bệnh khoảng 30 ngày.
Phạm Ngọc Hà 4
Chẩn đoán vi khuẩn Listeria monocytogens bằng kỹ thuật gene
Vi khuẩn này rất bền. Nó kháng nhiệt (mặc dầu nhiệt độ không cao, dưới 600C), muối,
nitrite và acid, sống sót ở điều kiện lạnh đông và thậm chí có thể sinh sôi phát triển chậm
chạp trong tủ lạnh(ở khoảng 40C).
Vi khuẩn bị diệt ở 600C trong 30 phút và 720C trong 15 giây. Vi khuẩn đề kháng với sự
khô hạn. Có thể sống sót trong thực phẩm và đất nhưng bị diệt bởi những chất sát trùng
thông thường.
Nhay cảm với nhiều loại kháng sinh nhưng tetracycline cho kết quả tốt nhất. Người ta có
thể kết hợp giữa Trimethoprim với Sulphamethazol trong điều trị, vi khuẩn kháng lại với
Quinolones. Erythromycine, ampicillin được dùng trong điều trị bệnh cho người.
II.2.7. Cấu trúc kháng nguyên và độc tố
Cấu trúc kháng nguyên của L.monocytogenes phức tạp, được chia thành 16 serotype căn
bản dựa trên kháng nguyên O và H.
Kháng nguyên O: Bền với nhiệt được chia thành 14 loại, ký hiệu 1-14.
Kháng nguyên H: Không bền với nhiệt, chia làm 4 loại:a, b, c, d. Hiện nay có 3 chủng
là nguyên nhân gây bệnh chính có cấu trúc kháng nguyên là: 1/2a; 1/2b; 4b
SEROTYPE ANTIGENS
O(HEAT STABLE) H(HEAT LABILE)
1a I, II, (III) A, B
1b I, II, (III) A, B, C
2 I, II, (III) B, D
3a II, (III), IV A, B
3b II, (III), IV A, B, C
4a (III), (V), VII, IX A, B, C
4b (III), V, VI A, B, C
4ab (III), V, VI, VII, IX A, B, C
4c (III), V, VII A, B, C
4d (III), VI, VIII A, B, C
4e (III), V, VI, VIII, IX) A, B, C
Độc tố
Vi khuẩn sản sinh ra men hemolysinase có tính kháng nguyên protein. Cytolysin có tác
dụng diệt tế bào. Trên bề mặt của tế bào vi khuẩn còn có lipo-polysaccharid độc đối với
thỏ.
II.2.8. Khả năng lây bệnh
Trong tự nhiên vi khuẩn gây bệnh Listeriosis và ở dạng thần kinh đôi khi được gọi là
bệnh quay mòng(circling disease) phổ biến nhất đối với động vật nhai lại như bò, cừu....đặc
biệt vào mùa đông và đầu mùa xuân với mọi lứa tuổi. Đối với dạng phủ tạng thường gặp ở
động vật dạ dày đơn. Bệnh có thể gây sảy thai ở ngựa. Ngoài ra vi khuẩn còn gây bệnh cho
gia cầm và cá. Ở người thường gặp sảy thai, thai chết và viêm não. Ở vài động vật thể hiện
sự gia tăng bạch cầu đơn nhân.
Trong phòng thí nghiệm: Dùng thỏ và chuột lang. Chuột nhạy cảm, chết sau khi tiêm
nhiễm 48 giờ với bệnh tích hoại tử gan. Dùng test ANTON gây viêm kết mạc mắt.
Một bệnh do L.monocytogenes
Phạm Ngọc Hà 5
Chẩn đoán vi khuẩn Listeria monocytogens bằng kỹ thuật gene
Viêm màng não mủ, hay viêm màng não nhiễm khuẩn, là hiện tượng viêm của các màng
bao bọc quanh hệ thần kinh trung ương (não và tủy sống) do sự hiện diện của các vi khuẩn
gây bệnh trong khoang dịch não tủy. Sự viêm nhiễm này sẽ gây nên tình trạng sinh mủ bên
trong hệ thống thần kinh trung ương.
Những bệnh nhân suy giảm miễn dịch như người già, trẻ sơ sinh, bệnh nhân điều trị thuốc
ức chế miễn dịch, AIDS thường có nguy cơ bị bệnh. Viêm màng não mủ sơ sinh do tác
nhân này thường nằm trong bối cảnh nhiễm trùng huyết nặng. Các dấu hiệu nghi ngờ trên
lâm sàng là: mẹ thường có sốt, sinh non không rõ nguyên nhân, nhau thai có tổn thương
hạt...
II.2.9. Cơ chế gây bệnh
Từ lâu các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng vi khuẩn Listeria lây lan từ tế bào này
sang tế bào khác trong cơ thể con người. Vi khuẩn lớn lên trong một tế bào và di chuyển
nhanh chóng tạo thành một cấu trúc theo hình ngón tay nhô ra từ tế bào và đẩy sang tế bào
liền kề. Khi đó vi khuẩn sẽ tiếp tục gây bệnh cho tế bào liền kề đó.
Phạm Ngọc Hà 6
Chẩn đoán vi khuẩn Listeria monocytogens bằng kỹ thuật gene
Hamon et al. Nature Reviews Microbiology 4, 423–434 (June 2006) |
doi:10.1038/nrmicro1413
a | L. monocytogenes đi vào tế bào như thể thực bào. b | Vi khuẩn bên trong không bào
(Được biết như là thể thực bào). c,d | Màng của không bào bị phá vỡ bởi sự tiết ra hai loại
phospholipases: PlcA và PlcB, and độc tố listeriolysin O. Vi khuẩn được giải phóng trong
tế bào chất, nơi chúng được nhân lên nhiều lần và bắt đầu với sự trùng hợp actin). e | Sự
trùng hợp actin cho phép vi khuẩn tạo thành một cấu trúc theo hình ngón tay nhô ra từ tế
bào và vào tế bào chất tế bào liền kề. f |Trong tế bào bên cạnh, vi khuẩn hiện diện ở màng
kép không bào từ đó chúng có thể thoát khỏi sự duy trì của chu kỳ.
Giáo sư Ireton và nhóm của ông đã phát hiện ra một quá trình thứ hai hỗ trợ việc lây
lan của vi khuẩn sang những tế bào khỏe mạnh mà trước đây chưa từng được biết đến.
Phạm Ngọc Hà 7
Chẩn đoán vi khuẩn Listeria monocytogens bằng kỹ thuật gene
Quá trình này dần dần đã làm suy yếu khả năng tự vệ khỏi việc nhiễm bệnh của tế bào thứ
hai và đã xuất hiện trong lần xuất bản tuần này của tạp chí khoa học Nature Cell Biology.
Vi khuẩn Listeria di chuyển qua tế bào chất của tế
bào trong cơ thể người sử dụng một phần của
khung tế bào gọi là các sợi actin, Vi khuấn Listeria
có mày xanh và sợi actin màu đỏ. Qua ảnh có thể
nhận thấy rằng sợi actin hình thành một cấu trúc
dạng đuôi phía sau vi khuẩn. Những sợi actin này
có tác dụng đẩy Vi khuẩn Listeria qua tế bào chất
của tế bào trong cơ thể người. Những mũi tên trong
ảnh cho thấy một con vi khuẩn đang chuyển động
trong tế bào chất. (Ảnh: Keith Ireton)
Màng tế bào, hay lớp ngoài cùng của những tế bào khỏe mạnh thông thường căng ra.
Tình trạng căng đó được kỳ vọng là có tác dụng ngăn chặn vi khuẩn không lây lan sang
những tế bào chưa nhiễm bệnh liền kề. Tuy nhiên, phòng thí nghiệm của giáo sư Ireton
phát hiện ra rằng một loại pro-tê-in trong vi khuẩn Listeria gọi là InIC xuất hiện làm giảm
đi độ căng của màng tế bào ở những tế bào nhiễm bệnh, điều này sẽ làm cho việc di
chuyển của vi khuẩn để xuyên thủng màng tế bào và sau đó lây lan sang các tế bào khỏe
mạnh liền kề dễ dàng hơn.
Phòng thí nghiệm của giáo sư Ireton cũng đưa ra bản báo cáo cho thấy cách mà InIC
làm giảm độ căng là ngăn chặn chức năng của protein Tuba trong cơ thể người. Thông
thường, chức năng của Tuba trong tế bào người không nhiễm bệnh là tạo ra độ căng của
màng tế bào. Protein InIC trong vi khuẩn Listeria đã khống chế sự hoạt động của Tuba,
làm giảm độ căng và giúp vi khuẩn lây lan sang các tế bào liền kề.
II.2.10. Miễn dịch
Cơ thể thú có thể hình thành miễn dịch sau khi nhiễm. Miễn dịch trung gian tế bào là
chủ yếu. Hiện nay có hai loại vaccine chết và nhược độc có thể đem lại kết quả. Vaccine
thường sử dụng: 1a và 4b đạt kết quả phòng bệnh trên cừu.
Phạm Ngọc Hà 8
Chẩn đoán vi khuẩn Listeria monocytogens bằng kỹ thuật gene
II.2.11. Chẩn đoán bằng phương pháp truyền thống
Bệnh phẩm: gan, lách, não, thai bi sảy…
Nuôi cấy trên môi trường LSA
Nhuộm Gram
Chọn khuẩn lạc
Tiêm não thỏ
Test ANTON (chết sau 2-3 ngày)
Thỏ bị nhiễm Listeria Kiểm tra máu thỏ(Bạch cầu
đơn nhân tăng 420-820/mm3)
Như chúng ta đã biết sử dụng phương pháp trên rất mất thời gian( ít nhất 10 ngày), đặc biệt
đối với công tác phòng chống dịch bệnh hay trong xác định nguyên nhân gây bệnh ở người
khi dịch bệnh bùng phát. Măc khác L. monocytogenes rất dễ nhầm lẫn với Erysipelothrix,
do đó để xác đinh chính xác vi khuẩn này phải tiếp tục sử dung các phản ứng sinh hóa như:
Đặc tính Listeria Erysipelothrix
Di dộng + -
Catalase + -
Phân giải Exculin + -
Sản sinh H2S - +
Thạch máu + -
Giết chết bồ câu - +
II.2.12: Tình hình dịch bệnh Listeriosis
Ca đầu tiên của bệnh Listeriosis đã được nói đến cách nay 70 năm, nhưng phải đợi đến
những năm 1980 vi khuẩn L. monocytogenes mới được chính thức xác nhận là tác nhân gây
ra bệnh ngộ độc từ thực phẩm.
Từ tháng một đến tháng tám năm 1985, tại Mỹ có một đợt bùng phát khác với 142 ca
nhiễm bệnh Listeriosis.
Vào những năm 1990, Bộ Nông nghiệp Mĩ cho biết có một trận dịch bệnh này từ bánh
mì kẹp xúc xích nóng và có thể là các cửa hàng bán thịt ngon dẫn đến ít nhất 101 người bị
bệnh khiến 15 người lớn tử vong và 6 thai nhi bị sinh non.
Năm 1999, loài L. monocytogenes đặc biệt cực độc đã tiến triển báo động các viên chức
y tế và họ buộc những nhà sản xuất thực phẩm phải giải quyết vấn đề.
Phạm Ngọc Hà 9
Chẩn đoán vi khuẩn Listeria monocytogens bằng kỹ thuật gene
Năm 2002, đợt bùng phát dịch bệnh Listeriosis ở nhiều bang ở Mỹ – một căn bệnh nguy
hiểm do vi khuẩn Listeria gây ra -đã xác nhận có 46 ca nhiễm bệnh, 7 ca tử vong và 3 ca
hỏng bào thai.
Mặc dù “quy định tạm thời” đối với các sản phẩm thịt và thịt gia cầm chế biến sẵn phát
hành năm 2003 giúp kiểm soát sự bùng phát vi khuẩn, nhưng rõ ràng đã không thể loại bỏ
được bệnh hoàn toàn. Theo Trung tâm y tế dự phòng CDC, ước tính 2.500 người bị bệnh
Listeriosis nặng mỗi năm, trong số đó có 500 người tử vong. Người có nguy cơ cao có thể
mắc bệnh này sau khi ăn thực phẩm thậm chí chỉ nhiễm vài con vi khuẩn.
Năm 2008 ổ dịch Listeriosis ở Canada nguyên nhân từ nhà máy Maple Leaf Foods ở
Toronto, Ontario làm hai mươi hai người chết và có tổng số 57 trường hợp nhiễm bệnh.
III. CÁC KỸ THUẬT THƯỜNG SỬ DỤNG ĐỂ CHUẨN ĐOÁN
L.MONOCYTOGENES
III.3.1. Giới thiệu kỹ thuật PCR , Real-Time PCR và Multiplex PCR
PCR (Polymerase Chain Reaction) là phản ứng nhân bản trình tự DNA quan tâm trong
test tube.
K. Mullis đã phát minh ra PCR vào năm 1985
Ch® 8 năm sau, K. Mullis đã nhân gi®i Noben cho phát minh này
Nguyên tắc: PCR là kỹ thuật invitro dùng để khuếch đại một trình tự DNA dựa trên
nguyên tắc của một phản ứng sinh hóa nhờ hoạt động của enzyme polymerse.
Phạm Ngọc Hà 10
Chẩn đoán vi khuẩn Listeria monocytogens bằng kỹ thuật gene
ADN đích
4
1
1 Biến tính (94o C)
2
2 Bắt cặp (55-65o C)
3
3 Kéo dài (72o )C)
n
Nguyên liệu:DNA quan tâm, enzyme tổng hợp DNA chịu nhiệt, 2 đoạn mồi nucleotide, 4
loại dNTP, dung dịch đệm cho phản ứng, Mg2+.
Các bước thực hiện:
- Giai đoạn 1: biến tính (denateration), nhiệt độ 94-950C trong 30-60s.
- Giai đoạn 2: bắt cặp (annealation), nhiệt độ 40-700C
- Giai đoạn 3: kéo dài (elongation), nhiệt độ 720C trong 1-2 phút.
Qui trình t h®c hi®n xét nghi®m PCR
Chu®n b® m®u, ly trích DNA/RNA
Ly tâm và đun nóng
Th®c hi®n ph®n ®ng PCR trong máy luân nhi®t
Phạm Ngọc Hà 11
Chẩn đoán vi khuẩn Listeria monocytogens bằng kỹ thuật gene
Chọn chương trình chu kỳ nhiệt
Phát hi®n s®n ph®m khu®ch đ®i
Điện di,quan sát và chụp ảnh
Một phản ứng PCR bình thường không vượt quá 40 chu kỳ là tốt nhất. trong phản ứng
PCR, sản phẩm được tạo ra theo cấp số nhân trên cơ sở những sản phẩm ban đầu nên nếu
số chu kỳ khuếch đại quá lớn sẽ làm cho sản phẩm càng bị sai lệch so với sản phẩm ban
đầu.
Real Time PCR là phản ứng PCR mà quá trình nhân bản DNA đang diễn ra theo từng chu
trình nhiệt được theo dõi trực tiếp.
Thực chất, hệ thống Real Time PCR gồm máy luân nhiệt (PCR) được nối với máy quang
phổ huỳnh quang và máy vi tính.
Quang phổ huỳnh quang Máy vi tính
Máy luân nhiệt
Real Time PCR gồm hai quá trình diễn ra đồng thời: nhân bản DNA bằng phản ứng PCR
và đo độ phát huỳnh quang tỷ lệ thuận với số lượng đoạn DNA tạo thành.
Phạm Ngọc Hà 12
Chẩn đoán vi khuẩn Listeria monocytogens bằng kỹ thuật gene
Qui trình th®c hi®n Real‐ time PCR
Ch®n b® m®u, ly trích DNA/RNA
Ly tâm và đun nóng
Th®c hi®n ph®n ®ng PCR và phân tích báo cáo k®t qu® trên h® th®ng real time PCR
Chọn chương trình real-time PCR
iCycler iQ
Các khái niệm:
Chu kỳ ngưỡng (Ct)là chu kỳ mà tại đó sản phẩm khuếch đại đã được tạo ra đủ để tín hiệu
huỳnh quang có thể được phát hiện.
Melt-curve: đường cong nóng chảy.
Bằng cách nào để có tín hiệu Real- Time PCR, để biết phản ứng PCR đang xảy ra:
Phẩm nhuộm khi chèn vào sợi đôi DNA sẽ phát huỳnh quang mạnh hơn khhi ở trạng thái
tự do.
Ethidium bromide –sáng gấp 25 lần
SYBR green – sáng 200 lần
Probe đặc hiệu có gắn chất phát huỳnh quang chỉ phát sang khi có bắt cặp với trình tự
đích.: Beacon, Taqman…...
Phạm Ngọc Hà 13
Chẩn đoán vi khuẩn Listeria monocytogens bằng kỹ thuật gene
SYBR GREEN 1 Là thuốc nhuộm liên kết DNA được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay,liên
kết không đặc hiệu với DNA mạch đôi. SYBR Green I chỉ phóng thích một lượng nhỏ tín
hiệu huỳnh quang khi nó ở trong dung dịch, nhưng tín hiệu huỳnh quang sẽ tăng gấng 1000
lần khi nó liên kết với DNA mạch đôi. Như vậy, tín hiệu huỳnh quang tổng từ phản ứng sẽ
tỷ lệ với lượng DNA mạch đôi hiện diện, và gia tăng khi trình tự mục tiêu được khuếch đại.
Thuốc nhuộm liên kết DNA trong phản ứng Real-Time PCR. Tín hiệu huỳnh quang
gia tăng rõ rệt khi phân tử thuốc nhuộm liên kết với DNA mạch đôi
Những ưu điểm về khoa học và thực tiễn sẽ thúc đẩy bạn cố gắng thực hiện phản ứng
multiplex, phản ứng khuếch đại nhiều hơn một mục tiêu trong ống phản ứng đơn. Hiện
nay, ta có thể khuếch đại và định lượng nhiều nhất là 5 mục tiêu trong cùng 1 ống phản ứng
với những ưu điểm là:
✓ Giảm lượng mẫu cần thiết ban đầu, điều này quan trọng khi lượng mẫu ban đầu
hạn chế.
✓ Giảm hiện tượng âm tính giả, nếu một mẫu đối chứng được khuếch đại trong
mỗi mẫu.
✓ Gia tăng số lượng thí nghiệm thực hiện đồng thời giảm tiêu tốn hóa chất phản
ứng.
✓ Giảm đếm mức thấp nhất việc tác động đến mẫu và nguy cơ lây nhiễm trong
phòng thí nghiệm.
III.3.2. Giới thiệu về kỹ thuật miễn dịch từ phân tách (Immunomagnetic separation-IMS)
Nguyên tắc của phương pháp IMS:
Các hạt nhựa đồng dạng, siêu thuận từ, phân tán riêng rẽ được bao bọc với 1 phối tử đặc
hiệu với 1 mục tiêu đặc biệt. Ví dụ như kháng thể với bề mặt kháng nguyên.
Phạm Ngọc Hà 14
Chẩn đoán vi khuẩn Listeria monocytogens bằng kỹ thuật gene
Các hạt di động sẽ gắn với mục tiêu, nhờ từ tính của chúng, tạo thành một phức hợp mục
tiêu-hạt
Mục tiêu sẽ dễ dàng phân lập từ mẫu khi sử dụng các hạt từ tính tập trung (MPC)
Tính linh động:
IMS có thể được biểu hiện trong hỗn hợp mẫu khi được cung cấp mẫu thích hợp được xử
lý trước như:
✓ Thực phẩm
✓ Nước
✓ Phân
✓ Máu
✓ Đất
Tính linh hoạt:IMS được sử dụng với nhiều hệ thống xác định
✓ Môi trường tế bào
✓ PCR
✓ ELISA
✓ ATP
✓ Luminometry(máy đọc huỳnh quang)
✓ Microscopy(kính hiển vi)
Các bước thực hiện IMS:
1. Chuẩn bị mẫu trước
2. Cho 1ml dung dịch mẫu và 20µl hạt từ vào ống ly tâm
3. Ủ 10 phút tại nhiệt độ phòng
5. Thực hiện phân tách miễn dịch với các hạt từ tính tập trung MPC-S
6. Rửa với dung dịch đệm PPS Tween
7. Thu hồi các hạt từ trong 100 µl dung dịch từ
Ngoài ra ta có thể sử dụng AIMS, tất cả các bước đều tự động ta chỉ cần cho mẫu vào và
cho máy hoạt động.
III.4. Chuẩn đoán Listeria monocytogenes bằng kỹ thuật gene
Các loài Listeria đều có gene chung: gene DTH-18 ( Miêu tả bởi Wernars et al), gene
listeriolysin O (hly A) và iap. Gen iap mã hóa cho protein p60, thường gặp ở tất cả loài
Listeria, gene này được bảo tồn và đặc hiệu cho loài. P60 của Listeria monocytogenes, cần
thiết cho sự bám chặt của sinh vật này vào tế bào eukaryotic và bảo vệ vi khuẩn này. Việc
xác định sự hiện diện của vi khuẩn Listeria bằng kỹ thuật PCR vì vậy dựa trên sự nhân lên
đặc hiệu của đoạn gene này.
Phân lập L.monocytogenes từ phô mai: Sử dụng phương pháp Magnetic Immuno-
Polymerase Chain Reaction (MIPA), kết hợp IMS và PCR.
Dựa trên 2 gene DTH-18 và listeriolysinO.
25g phô mai đồng nhất với 225ml dung dịch tăng sinh Listeria(LEB)-làm giàu mẫu lần 1
=> Lấy 0,1ml chuyển qua 10ml canh Fraser (Oxoid) và ủ 24 giờ ở 300C – làm giàu mẫu lần
2=>thu nhận tế bào bằng IMS => Lấy 10µl để thực hiện phản ứng PCR.
Sử dụng primer được chọn từ một vị trí của gen listeriolysin O (gene này có một phần nhỏ
trình tự trên Streptolysin và pneumolysin)
Primer 1: 5’-CTAATCAAGACAATAAAATC-3’ Giữa vị trí 536bp và 555bp.
Phạm Ngọc Hà 15
Chẩn đoán vi khuẩn Listeria monocytogens bằng kỹ thuật gene
Primer 2: 5’-GTTAGTTCTACATCACCTGA-3’. Giữa vị trí 1037bp và 1056bp.
Hỗn hợp phản ứng PCR 100µl bao gồm 10nM Tris HCl (pH=8.3), 50mM KCl, 1.5mM
MgCl, 0.001% (Wt/vol) gelatin, 100µM mỗi loại dNTP, 0.5µM mỗi primer và 1.25U Taq
polymerase.
Phản ứng PCR được thực hiện 30 chu kỳ, mỗi chu kỳ bao gồm 3 bước biến tính ở 940C/1
phút, bắt cặp ở 500C/1 phút, kéo dài ở 720C/1 phút. Sản phẩm tạo thành được điện di trên
gel agarose 1% nhuộm ethidium bromide hoặc được lọc bằng Z-probe(Bio-Rad) và lai với
DNA probe mã hóa cho gene DTH-18. Probe listeriolysin O được đánh dấu sử dụng trong
PCR. Điều kiện tương tự như miêu tả ở trên ngoại trừ 100µl thể tích phản ứng chứa 90µM
dNTP và 10µM digoxigenin-dUTP. PCR dựa trên gene listeriolysin O dùng để xác định
kiểu huyết thanh 4a.
Phạm Ngọc Hà 16