摘要
目的:比較生化與分子生物學(xué)兩種方法對(duì)壞的蠵龜?shù)拔⑸锓N群的鑒定。
方法與結(jié)果:對(duì)兩種生化方法(API和Microgen)與一種分子生物學(xué)方法(16S rRNA序列分析)在成本、鑒定、其它方法的數(shù)據(jù)確證、便于使用、資源和軟件等方面進(jìn)行比較。
結(jié)果,分子生物學(xué)方法是昂貴的,并且經(jīng)過(guò)測(cè)試相對(duì)于采用API方法的74%只有66%的分離率被識(shí)別。一個(gè)74%的鑒定差異發(fā)生在API與16S rRNA分析之間。而兩個(gè)生化鑒定方法成本可相媲美,但Microgen更容易使用,并且與API 20E和API 20NE聯(lián)合使用結(jié)果相比較,所產(chǎn)生的鑒定差異是最小的(29%)。
結(jié)論:Microgen識(shí)別系統(tǒng)似乎比API或16S rRNA序列分析更適合用于鑒定蠵海龜?shù)爸械奈⑸锓N群。
研究的意義和影響:
大多數(shù)的鑒定方法并不用于微生物的環(huán)境分離。而鑒定系統(tǒng)的相互比較將為生態(tài)學(xué)研究中環(huán)境細(xì)菌的鑒別提供更好的選擇方法。
簡(jiǎn)介:
蠵海龜是最常見(jiàn)的海龜種,筑巢于格魯吉亞且部分嗜溫的種群分布于美國(guó)(Bo-wen and Karl 1997)。雖然全球范圍內(nèi)蠵海龜?shù)钠骄趸晒β蚀笥?0%(Miller 1997),但于2006年蠵海龜在全格魯吉亞的孵化成功概率只有63%。而在吉柯島,一個(gè)格魯吉亞的最南端的屏障島嶼,在2006年的產(chǎn)卵季節(jié),孵化成功率只有52.5%(Dodd and Mackinnon 2006)。
在2004年,我們發(fā)起了一個(gè)長(zhǎng)期的研究,探討蠵海龜?shù)暗淖冑|(zhì)和蛋胚胎死亡過(guò)程中微生物污染的潛在作用。迄今為止很少有研究鑒別出與未孵化的海龜?shù)跋嚓P(guān)的微生物(Wyneken et al.1988;Girondot et al.1990;Mo et al.1990)。
在2004,2005和2006年的8月和9月期間,從巢里收集蠵海龜?shù)?。將從海龜?shù)巴獗砻媸占奈⑸锓N群與從胚胎液體中分離的微生物種群相比較。初步結(jié)果表明,微生物污染可能會(huì)在海龜?shù)皦乃乐邪l(fā)揮作用,腸道病原體可能會(huì)導(dǎo)致胚胎死亡(Cravenet al.2007)。在我們3年的研究中,利用了幾種方法來(lái)鑒定分離細(xì)菌。在這份報(bào)告中,我們?cè)u(píng)估了三種不同的常用于環(huán)境細(xì)菌鑒定分離方法的表現(xiàn)。
目前用于檢定與識(shí)別細(xì)菌分離株的方法包括各種常規(guī)的表型,生化,酶和分子生物學(xué)檢測(cè)(Krieg 1994;Smibert and Krieg 1994;Baron et al.1995;Miller andO’Hara 1995)。利用表型和生化檢驗(yàn)用于細(xì)菌的鑒定是多年的傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。這些測(cè)試系統(tǒng)的數(shù)量近年來(lái)得到了增長(zhǎng)。目前,有許多商業(yè)化的多重測(cè)試系統(tǒng)可供使用。生化系統(tǒng)在傳統(tǒng)上一直用于鑒定如弧菌和腸桿菌科成員的特定臨床病原體。盡管有些研究顯示出與這些鑒定系統(tǒng)相關(guān)的高精確率報(bào)導(dǎo)(Sogaard et al.1986;O’Hara et al.2003;Croci et al.2007),但一些另外的研究卻報(bào)導(dǎo)出了這些系統(tǒng)不太令人滿意的病原體鑒定結(jié)果。(Israil et al.2003;Colodner et al.2004;Martinez-Urtaza et al.2004)。此外,因?yàn)榄h(huán)境細(xì)菌在計(jì)算機(jī)化的數(shù)據(jù)庫(kù)信息不足,基于生化反應(yīng)的鑒定系統(tǒng)可能無(wú)法可靠地對(duì)環(huán)境細(xì)菌分離鑒定。
近年來(lái),分子生物學(xué)方法已用于微生物的常規(guī)鑒定,或作為豐度,多樣性和系統(tǒng)發(fā)育研究的直接措施(Krieg 1994;Gevers and Coenye 2007;Liu and Stahl 2007)。常見(jiàn)的方法包括核酸序列修復(fù)的使用,基因組DNA雜交,核酸指紋和核酸擴(kuò)增。雖然分子生物學(xué)方法已被證明是非常敏感的,但他們有自己的局限性。核酸擴(kuò)增程序能夠確定特定微生物的DNA或RNA是否在目前的樣品中,但不能確定生物體的生存能力。分子生物學(xué)的方法總是局限于細(xì)菌數(shù)據(jù)庫(kù)大小的程度,而且往往需要復(fù)雜的程序,訓(xùn)練有素的人員和昂貴的專用設(shè)備。
在我們的第一個(gè)3年的研究中,針對(duì)環(huán)境分離鑒定的微生物,我們比較和評(píng)估了三個(gè)不同的方法:生物梅里埃(API 20E)和(API 20NE)識(shí)別系統(tǒng)(Biomerieux,Marcy l’Etoile,France;www.industry.biomerieux-usa.com),Microgen的GNA和GNB生化檢測(cè)試劑盒(Microbiology International,Surrey,UK;www.microgenbioproducts.com),和Accugenix的16s rRNA 基因的遺傳分析(Accugenix,Newark,DE,USA; www.acugenix.com)??紤]的因素包括識(shí)別的能力,與其他方法的確證,成本,易用性,指示系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)資源,并提供的數(shù)據(jù)庫(kù)/計(jì)算機(jī)軟件。,因?yàn)槭欠穹蛛x到腸桿菌科的不確定性,所以API 20E和API20NE同時(shí)使用。據(jù)推測(cè),來(lái)自雌性海龜陰道的腸道致病菌可能會(huì)在產(chǎn)卵期間轉(zhuǎn)移到海龜?shù)爸?。Microgen的檢測(cè)試劑盒作為一種替代測(cè)試。因?yàn)樗麄儾⒉恍枰獌蓚€(gè)單獨(dú)的鑒別(腸道和非腸道)檢測(cè)。
材料和方法:
海龜?shù)笆占?/span>
在2004,2005和2006年的8月和9月期間,從11個(gè)烏龜巢中共收集70只未孵化的,完整的蠵海龜?shù)?。所有的巢都在美?guó)佐治亞吉柯島上完成孵育。海龜?shù)暗氖占谟左w出現(xiàn)后的3-5天后進(jìn)行,或開(kāi)始孵化的70天后(足月孵化為60-70天)。海龜?shù)埃ê透C里的沙一起)被收集到儲(chǔ)存于室溫下的無(wú)菌紙袋中存放,并運(yùn)往美國(guó)佐治亞州,薩凡納,阿姆斯特朗大西洋州立大學(xué)進(jìn)行處理。海龜?shù)暗募庸ぬ幚磉^(guò)程在2~4小時(shí)之內(nèi)完成。來(lái)自健康的巢穴(受控巢穴)的蛋不能被收集,因?yàn)檫@與受到威脅的物種--海龜是對(duì)立的。
細(xì)菌的分離和鑒定
每個(gè)巢隨機(jī)抽取3~6個(gè)海龜?shù)坝糜诩?xì)菌的分離。接著,除去蛋表面的巢沙。使用無(wú)菌棉簽轉(zhuǎn)移和分離的蛋表面的細(xì)菌。為了確定與胚胎液相關(guān)的細(xì)菌群體,蛋首先浸沒(méi)在過(guò)氧化氫中5分鐘,接著浸入95%乙醇中3分鐘以消毒。再用聚維酮碘消毒蛋的表面,用無(wú)菌剪刀和鑷子移除一塊蛋殼。
用無(wú)菌棉簽或無(wú)菌巴斯德吸液管來(lái)獲取胚胎流體樣品。被分離的細(xì)菌使用區(qū)域劃線隔離技術(shù),生長(zhǎng)在(TSA)和(MA)培養(yǎng)基上,30℃下、24~48 h。分離的細(xì)菌均保存在TSA和MA瓊脂斜面上。革蘭氏染色使用Hucker染色法、孢子染色使用謝弗弗爾頓染色法(Murray等al.1994)。
生化方法
分離株的生化鑒定使用市售的微型多測(cè)試識(shí)別系統(tǒng):API(Biomerieux)及Microgen(Microbiology International)。接種每個(gè)鑒定系統(tǒng)之前,每個(gè)分離株都來(lái)自于一個(gè)24h TSB培養(yǎng)后重新接種到TSA平板上獲得的用于測(cè)試目的單獨(dú)菌落。
API 20E
API 20E鑒定系統(tǒng)是專為鑒定腸桿菌科細(xì)菌和其他非苛養(yǎng)革蘭氏陰性菌成員的測(cè)試條。
測(cè)試條根據(jù)提供的說(shuō)明進(jìn)行接種和培養(yǎng)。無(wú)菌0.85%鹽溶液作為陰性對(duì)照,而變形桿菌作為陽(yáng)性對(duì)照。采用API網(wǎng)絡(luò)軟件進(jìn)行鑒定,并且當(dāng)鑒定結(jié)果符合率在80%或更好時(shí)被認(rèn)為是可以接受的。(Biomerieux)。
API 20NE
API 20E鑒定系統(tǒng)是專為鑒定非苛養(yǎng),非腸道革蘭氏陰性菌成員的測(cè)試條。根據(jù)提供的說(shuō)明進(jìn)行接種和培養(yǎng)。無(wú)菌0.85%鹽溶液作為陰性對(duì)照,而綠膿桿菌作為陽(yáng)性對(duì)照。采用API網(wǎng)絡(luò)軟件進(jìn)行鑒定,并且當(dāng)鑒定結(jié)果符合率在80%或更好時(shí)被認(rèn)為是可以接受的。(Biomerieux)。
API CHB/E
API CHB/E鑒定系統(tǒng)是用于鑒定芽孢桿菌及其相關(guān)屬。它還用于屬于腸桿菌科細(xì)菌的革蘭氏陰性桿菌和弧菌家族的鑒定。測(cè)試條根據(jù)提供的說(shuō)明書來(lái)接種與培養(yǎng)。采用API網(wǎng)絡(luò)軟件進(jìn)行鑒定,并且當(dāng)鑒定結(jié)果符合率在80%或更好時(shí)被認(rèn)為是可以接受的。(Biomerieux)。
Microgen GN A and GN B
Microgen GN A是最常遇到的腸桿菌科成員12種反應(yīng)底物固化的鑒定系統(tǒng)。GN A + B系統(tǒng)是目前公認(rèn)的非發(fā)酵,革蘭陰性桿菌,加氧化酶陰性腸桿菌科的所有物種的綜合識(shí)別系統(tǒng)。它還確定了11個(gè)屬的氧化酶陽(yáng)性,不苛養(yǎng),革蘭陰性桿菌屬。測(cè)試條根據(jù)說(shuō)明書提供的指示來(lái)接種和培養(yǎng)。對(duì)于這兩項(xiàng)GN A和GNA+B測(cè)試,采用無(wú)菌0.85%生理鹽水作為陰性對(duì)照。而大腸桿菌和變形桿菌被用來(lái)作為陽(yáng)性對(duì)照。鑒定結(jié)果通過(guò)使用Microgen鑒定系統(tǒng)獲得。
分子生物學(xué)方法
27個(gè)隨機(jī)挑選的革蘭氏陽(yáng)性和革蘭氏陰性菌株挑染到TSA平板上,然后轉(zhuǎn)接到微生物鑒定Accugenix上。Accugenix的鑒定系統(tǒng)是基于16S rDNA序列和自動(dòng)化核糖分型(Accugenix2007年)的聯(lián)合。用于遺傳分析選定的分離菌株均來(lái)自從2005年筑巢季節(jié)期間收集的海龜?shù)爸小?/span>
結(jié)果
API與Microgen的比較
比較采用31株菌株API與Microgen的鑒定情況,API 20NE系統(tǒng)鑒定了28株(90%),API 20E系統(tǒng)鑒定了18株(58%)和Microgen系統(tǒng)鑒定了31株(100%)(見(jiàn)表1)。
然而,只有65%的菌株經(jīng)由API 20NE系統(tǒng)和26%菌株經(jīng)由的API 20E系統(tǒng)鑒定分離被認(rèn)為是可接受的(鑒定概率等于80%或更高)。同樣,雖然100%的菌株經(jīng)由Microgen確定,但也只有68%的鑒定是(高于80%)可以接受的。相比較結(jié)果,在API 20NE與Microgen之間產(chǎn)生了一個(gè)52%的鑒定差異,而在API 20E與Microgen之間產(chǎn)生了78%的鑒定差異。然而,當(dāng)Microgen的數(shù)據(jù)API20NE和API20E合并后的數(shù)據(jù)相比,這種鑒定差距下降到38%,即確定了12株由Microgen識(shí)別而API20NE或API20E兩者之一單獨(dú)無(wú)法鑒別的菌株被鑒定。仔細(xì)觀察顯示一直有差異的12個(gè)菌株的鑒定數(shù)據(jù),兩個(gè)API的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)其中的3株菌株表現(xiàn)出完全沒(méi)有數(shù)據(jù)??紤]到這一點(diǎn),Microgen的結(jié)果和聯(lián)合的API結(jié)果之間的差異,下降到29%。Microgen的鑒定,因此,配合API的兩個(gè)測(cè)試最終可以鑒定71%的菌株。API 20E和API 20NE之間的鑒定差異是比較高的(83%)。綠膿桿菌和蒼白桿菌是唯一經(jīng)由 API20NE和API20E同時(shí)鑒定的菌株。通過(guò)兩種方法正確的操作鑒定過(guò)程是嚴(yán)受到格控制的。
API 與Accugenix的比較
相比較API和Accugenix用于革蘭氏陰性菌株的鑒定,API鑒定了86%的測(cè)試菌株,而Accugenix只鑒定了66%(見(jiàn)表2)。API鑒定系統(tǒng)能夠識(shí)別所有的測(cè)試菌株到屬、種的水平。而通過(guò)Accugenix鑒定的66%的菌株中,86%被確定到種,14%只能確定到屬。通過(guò)Accugenix系統(tǒng),共有7株菌株不能被識(shí)別,其中四株給出了匹配為最接近可能的鑒定結(jié)果,而另三株則完全無(wú)法識(shí)別。API與Accugenix鑒定結(jié)果的比較產(chǎn)生了出了72%的鑒定差異。菌株J66UH
表1:革蘭陰性桿菌的細(xì)菌鑒定:API(20E和20NE)VS Microgen
樣品 |
API 20NE |
API 20E |
Microgen |
J130UH1IS2 |
嗜水氣單胞菌 |
異型枸櫞酸桿菌 |
異型枸櫞酸桿菌 |
J130UH1OS2 |
糞產(chǎn)堿桿菌 |
綠膿桿菌 |
糞產(chǎn)堿桿菌 |
J130UH1OS5 |
綠膿桿菌 |
青紫色素桿菌 |
綠膿桿菌 |
J130UH1OS6 |
糞產(chǎn)堿桿菌 |
Bordatella/產(chǎn)堿桿菌/莫拉氏菌 |
糞產(chǎn)堿桿菌 |
J130UH1OS8 |
綠膿桿菌 |
沒(méi)有ID |
綠膿桿菌 |
J130UH2IS2 |
反硝化產(chǎn)堿桿菌 |
熒光假單胞菌/惡臭假單胞菌 |
木糖氧化產(chǎn)堿菌 |
J130UH2OS5 |
反硝化產(chǎn)堿桿菌 |
沒(méi)有 ID |
莫拉氏菌.SP |
J130UH3IS7 |
嗜水氣單胞菌 |
異性枸櫞酸桿菌 |
異性枸櫞酸桿菌 |
J130UH3OS7 |
希瓦氏菌putrifaciens |
沒(méi)有 ID |
希瓦氏菌putrifaciens |
J130UH3OS10 |
糞產(chǎn)堿桿菌 |
沒(méi)有 ID |
糞產(chǎn)堿桿菌 |
J130UH4IS1 |
嗜水氣單胞菌 |
異型枸櫞酸桿菌 |
異型枸櫞酸桿菌 |
J130UH4IS2 |
嗜水氣單胞菌 |
異型枸櫞酸桿菌 |
異型枸櫞酸桿菌 |
J130UH4OS1 |
食醇鞘氨醇桿菌* |
沒(méi)有 ID |
動(dòng)物潰瘍威克斯菌 |
J130UH5IS3 |
綠膿桿菌 |
綠膿桿菌 |
綠膿桿菌 |
J130UH5IS6 |
綠膿桿菌 |
綠膿桿菌 |
綠膿桿菌 |
J130UH5IS12 |
蒼白桿菌* |
蒼白桿菌* |
施氏假單胞菌 |
J130UH5OS3(1) |
沒(méi)有 ID |
沒(méi)有 ID |
彭氏變形桿菌 |
J130UH5OS3(2) |
蒼白桿菌* |
沒(méi)有 ID |
放線桿菌.sp! |
J130UH5OS5 |
沒(méi)有 ID |
沒(méi)有 ID |
熒光假單胞菌 |
J130UH5OS6 |
沒(méi)有 ID |
沒(méi)有 ID |
熒光假單胞菌 |
J130UH6OS1 |
糞產(chǎn)堿桿菌 |
洋蔥假單胞菌 |
施氏假單胞菌 |
J131UH1IS3 |
少動(dòng)鞘氨醇單胞菌 |
沒(méi)有 ID |
溶藻弧菌 |
J131UH1IS4 |
少動(dòng)鞘氨醇單胞菌 |
沒(méi)有 ID |
施氏假單胞菌 |
J131UH1OS1 |
綠膿桿菌 |
綠膿桿菌 |
溶血產(chǎn)堿桿菌 |
J131UH1OS2 |
糞產(chǎn)堿桿菌 |
Bordatella/產(chǎn)堿桿菌/莫拉氏菌 |
惡臭假單胞菌 |
J131UH1OS3 |
糞產(chǎn)堿桿菌 |
沒(méi)有ID |
糞產(chǎn)堿桿菌 |
J131UH1OS4 |
綠膿桿菌 |
綠膿桿菌 |
綠膿桿菌 |
J131UH1OS5 |
糞產(chǎn)堿桿菌 |
Bordatella/產(chǎn)堿桿菌/莫拉氏菌 |
糞產(chǎn)堿桿菌 |
J131UH2IS4 |
糞產(chǎn)堿桿菌 |
洋蔥假單胞菌 |
糞產(chǎn)堿桿菌 |
J131UH3OS2 |
變形桿菌 |
沒(méi)有ID |
變形桿菌 |
J131UH6OS1 |
糞產(chǎn)堿桿菌 |
熒光假單胞菌/惡臭假單胞菌 |
糞產(chǎn)堿桿菌 |
*:未在Mirogen的數(shù)據(jù)庫(kù)中。
?。何丛贏PI的數(shù)據(jù)庫(kù)中。
對(duì)于革蘭氏陽(yáng)性菌株,API只能鑒定出6株測(cè)試菌株中的2株(33%)(表3)。而Accugenix鑒定出了全部的6株。但其中一株[J66UH3OS(1)]產(chǎn)生了多重的鑒定結(jié)果,并且另外還有三株只能被鑒定到屬的水平(表3)??傮w而言,相比較于Accugenix系統(tǒng)的檢出率70%(單獨(dú)菌株被檢出多重的鑒定結(jié)果被視作為:NO ID),API系統(tǒng)對(duì)于總測(cè)試菌株樣品檢出率達(dá)到了74%。最大的差異發(fā)生于革蘭氏染色陽(yáng)性菌株鑒定中,數(shù)據(jù)結(jié)果的比較在兩種檢測(cè)方法之間產(chǎn)生了一個(gè)74%的差異。通過(guò)兩種方法正確的操作鑒定過(guò)程是受到嚴(yán)格控制的。
討論
在試圖確定將來(lái)自壞死蠵海龜?shù)爸协h(huán)境細(xì)菌的分離鑒定最有效果和有效率的方法,我們比較和評(píng)估了一項(xiàng)為期三年跨度的三個(gè)細(xì)菌鑒定系統(tǒng)。在我們研究的第一年,細(xì)菌分離株通過(guò)使用API 20E、API 20NE與API CHB/E鑒定系統(tǒng)來(lái)鑒定。API系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于整個(gè)美國(guó)并且作為一項(xiàng)“金標(biāo)準(zhǔn)”被其它的鑒定系統(tǒng)作為比較對(duì)象。雖然,已有眾多的研究針對(duì)臨床菌株進(jìn)行了API與其它市售鑒定系統(tǒng)的比較,但只有少數(shù)研究進(jìn)行了環(huán)境中分離株的API與其它方法的鑒定比較。(Brown and Leff 1996;Johnsen et al.1996;Toti et al.1996; Truu et al.1999;Israil et al.2003)。為了確定的API系統(tǒng)用于鑒定與蠵海龜?shù)跋嚓P(guān)聯(lián)的環(huán)境細(xì)菌的作用,我們用API與其它的鑒定系統(tǒng)做了比較。由于涉及16S rRNA基因測(cè)序的分子生物學(xué)方法,現(xiàn)在經(jīng)常使用的細(xì)菌鑒定,從第二年數(shù)據(jù)分離株隨機(jī)被取用于16S rRNA序列分析鑒定與API系統(tǒng)相比較。
表2:革蘭陰性菌株的細(xì)菌鑒定:API(20E和20NE)VS Accugenix
樣品 |
API鑒定 |
Accugenix鑒定 |
J66UH |
粘質(zhì)沙雷氏菌 |
粘質(zhì)沙雷氏菌 |
J66UH |
洋蔥假單胞菌 |
河流弧菌 |
J66UH |
嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌 |
假單胞菌geniculata |
J66UH |
蒼白桿菌 |
缺陷短波單胞菌 |
J66UH2OS4 |
嗜水氣單胞菌 |
粘質(zhì)沙雷氏菌 |
J66UH |
NO ID |
缺陷短波單胞菌 |
J66UH3OS1 |
糞產(chǎn)堿桿菌 |
糞產(chǎn)堿桿菌 |
J66UH3OS5 |
糞產(chǎn)堿桿菌 |
糞產(chǎn)堿桿菌 |
J66UH |
綠膿桿菌 |
綠膿桿菌 |
J66UH |
熒光假單胞菌 |
綠膿桿菌 |
J66UH |
食醇鞘氨醇桿菌 |
無(wú)匹配(11.13%相關(guān)) |
J66UH5OS1 |
陰溝腸桿菌 |
無(wú)匹配(水氏黃桿菌) |
J66UH3OS1 |
NO ID |
無(wú)匹配(水氏黃桿菌) |
J80UH |
淺黃金色單胞菌 |
無(wú)匹配(腸桿菌屬) |
J80UH3OS2 |
熒光假單胞菌 |
假單胞菌屬 |
J80UH |
希瓦氏菌屬putrifaciens |
希瓦氏菌屬alage |
J80UH |
食醇鞘氨醇桿菌 |
無(wú)匹配(11.80%相關(guān)性) |
J80UH2OS2 |
少動(dòng)鞘氨醇單胞菌 |
根瘤菌屬 |
J73UH |
NO ID |
無(wú)匹配(腸桿菌屬) |
J73UH |
多食鞘氨醇桿菌 |
無(wú)匹配(19.31%相關(guān)性) |
J73UH |
木糖氧化產(chǎn)堿菌 |
木糖氧化無(wú)色桿菌 |
表3:革蘭氏陽(yáng)性菌株的細(xì)菌鑒定:API(CHB/E) VS Accugenix
樣品 |
API 鑒定 |
Accugenix 鑒定 |
J52UH |
No ID |
蠟樣芽胞桿菌組 |
J66UH5OS2 |
巨大芽孢桿菌 |
芽孢桿菌 |
J66UH3OS3(1) |
No ID |
棒狀桿菌hoagii或馬紅球菌 |
J66UH5OS5 |
短芽孢桿菌 |
芽孢桿菌。 |
J66UH |
No ID |
微桿菌maritypicum或 |
J73UH |
No ID |
紅球菌zopfii |
作為一個(gè)額外的比較,我們拿API與另一個(gè)較新的生化系統(tǒng)(Microgen GN A和GNB鑒定試劑條)進(jìn)行對(duì)比,在我們研究的第三個(gè)年頭。當(dāng)比較和評(píng)估這三種方法時(shí),以下的因素都被考慮:鑒定分離株的能力、用其他方法確證數(shù)據(jù)、成本、易用性、網(wǎng)絡(luò)資源/指令、和數(shù)據(jù)庫(kù)/計(jì)算機(jī)軟件。
鑒定分離株的能力和用其他方法確證鑒定
由于使用未知的環(huán)境分離株其鑒定的準(zhǔn)確性難以確保,我們?cè)阼b定方法之間通過(guò)他們鑒定分離菌株的能力以及鑒定的證據(jù)來(lái)評(píng)估我們的所使用的方法。在API與Accugenix方法之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的比較,得出了一個(gè)高水平的差異(74%)??偟膩?lái)說(shuō),這兩種方法在鑒定分離株(API的74%;Accugenix 70%)方面可以相媲美,,但用來(lái)識(shí)別革蘭氏陰性VS革蘭氏陽(yáng)性分離株時(shí),存在性能上的差異。API能夠鑒定更多的革蘭氏陰性分離株(86%)相比較Accugenix的(66%)。但是Accugenix能夠鑒定更多的革蘭氏陽(yáng)性菌株(100%)相比較API的(33%)。
高水平的API和Accugenix鑒定之間的差異是難以解釋的,但可能是因?yàn)槿狈Νh(huán)境分離株數(shù)據(jù)庫(kù)中的收錄信息部分。純培養(yǎng)過(guò)程不是可能引起樣品鑒定差異的原因。因?yàn)榫暌恢北惶羧『椭匦路蛛x以保持純度。
API 20E和API 20NE系統(tǒng)鑒定86%的革蘭陰性分離株相比API CHB/ E系統(tǒng),只有33%的革蘭氏陽(yáng)性分離株被鑒定。這表明,API 20E和API 20NE系統(tǒng)進(jìn)行鑒定環(huán)境分離株比API CHB/ E系統(tǒng)更好。由于API CHB/ E系統(tǒng)是專門設(shè)計(jì)來(lái)鑒定芽孢桿菌和相關(guān)屬的,這也許可以解釋一些差異和低識(shí)別率觀察。
API 20NE、API 20E和Microgen比較表明Microgen可能是一個(gè)更可靠的系統(tǒng)。Microgen鑒定了所有分離菌株(100%)與API的20NE和20E聯(lián)合使用鑒定了(90%)相比。此外,71%的API 20E和API 20NE相結(jié)合的菌株鑒定數(shù)據(jù)被Microgen鑒定所證實(shí)。Microgen高的鑒定百分率可以歸因于Microgen的編號(hào)系統(tǒng)提供一個(gè)更廣泛的數(shù)據(jù)庫(kù)。雖然API 20E和20NE系統(tǒng)的設(shè)計(jì),主要用于臨床和食品分離株使用,Microgen的數(shù)據(jù)庫(kù)中聲稱,結(jié)合臨床,食品,環(huán)境和獸醫(yī)數(shù)據(jù)。不完整的數(shù)據(jù)庫(kù),也可考慮為差異的一個(gè)部分。例如,鞘脂桿菌屬 spiritivorum和蒼白桿菌屬 anthropi不是Microgen的數(shù)據(jù)庫(kù)中的一部分,和放線菌屬,不是API的數(shù)據(jù)庫(kù)中的一部分。
正如預(yù)期的那樣,我們的數(shù)據(jù)表明,API 20NE比API 20E能更好地適應(yīng)鑒定環(huán)境分離株。Toti等人(1996年)和Israil等人(2003)也指出,針對(duì)環(huán)境樣品的分析,API的20NE系統(tǒng)比API20E系統(tǒng)提供了一個(gè)更高分辨率的正確鑒定。API系統(tǒng)的限制是一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)
,革蘭陰性桿菌的鑒定需要確定是否腸道或非腸道分離菌的信息支持。如果沒(méi)有這些信息,環(huán)境分離株需要的API20E和API20NE系統(tǒng)各自的性能去鑒定。兩次測(cè)試之間的鑒定差異經(jīng)常出現(xiàn),互相混淆,尤其是當(dāng)每個(gè)測(cè)試標(biāo)識(shí)出分離株的一個(gè)高百分比概率。而這個(gè)問(wèn)題沒(méi)有發(fā)生在Microgen系統(tǒng)上,因?yàn)檫@兩個(gè)條旨在配合工作,因?yàn)檫@兩個(gè)測(cè)試條旨在配合工作,只需其中一個(gè)條確證所需鑒定的生物體是否氧化酶陰性。
成本分析
估計(jì)成本,鑒定一個(gè)分離株如下:
API 20E為7.16;API 20NE為$5.66;Microgen GN-A為$3.33;Microgen GNB為$4.17;Accugenix為$ 75.00~$31500根據(jù)周轉(zhuǎn)周期而定?;驕y(cè)試與生化鑒定系統(tǒng)相比被證明是非常昂貴的,是不現(xiàn)實(shí)的。在有限的資源條件下。Microgen系統(tǒng)的研究方案是較API系統(tǒng)便宜的,但如果API系統(tǒng)可獲得折扣,便可使這兩個(gè)系統(tǒng)的成本可比。
易于使用
試劑盒的研制,接種準(zhǔn)備,接種程序比較表明,Microgen比API系統(tǒng)更容易使用。Microgen測(cè)試條相比較API的測(cè)試條,減少了它約一半的準(zhǔn)備和接種的時(shí)間。Microgen(Microgen的一個(gè)培養(yǎng)溫度相比較API設(shè)置的2個(gè)培養(yǎng)溫度),培養(yǎng)的標(biāo)準(zhǔn)也簡(jiǎn)單。分子生物學(xué)使用方法不包括在這次比較中,因?yàn)榫觇b定實(shí)驗(yàn)不是在我們的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的。
說(shuō)明/ Web資源
總體而言,Microgen的說(shuō)明書和網(wǎng)絡(luò)資源比API的信息更詳細(xì),更易于使用,并提供更多的信息。
API網(wǎng)絡(luò) VS Microgen識(shí)別系統(tǒng)
Api網(wǎng)絡(luò)提供物種鑒定和表型概率的索引(配置文件的字符)。它總是一個(gè)完整的生物化學(xué)檢測(cè)清單,和1至4個(gè)額外的測(cè)試組成。Microgen ID軟件提供在線的應(yīng)用手冊(cè)和連接到Microgen網(wǎng)站的鏈接。該軟件提供五個(gè)最可能的鑒定選擇、可能性、鑒定概率、及每一個(gè)選擇的分化程度。它還提供了三個(gè)異常反應(yīng)和最多五個(gè)額外的測(cè)試,以便進(jìn)一步區(qū)分。最新的名稱上的變化和分類的起源也包括在內(nèi)。
與所有其它的鑒定方法一樣,測(cè)試系統(tǒng)沒(méi)有100%準(zhǔn)確或可靠的。測(cè)試鑒定系統(tǒng)的局限性包括:不完整的計(jì)算機(jī)化的數(shù)據(jù)庫(kù),數(shù)據(jù)庫(kù)的準(zhǔn)確性,來(lái)源菌株進(jìn)行測(cè)試(臨床,分子食物或環(huán)境)和核酸的提取方法。
我們的研究結(jié)果表明,生化代謝分析可以有效地用來(lái)識(shí)別特定的環(huán)境細(xì)菌分離。雖然所有三種方法細(xì)菌鑒定都是可行的方案,但是生化方法更便宜,更容易使用,提供快速的結(jié)果,不需要使用專門的設(shè)備和分子生物學(xué)方法所需的程序。這是特別重要的,尤其當(dāng)試圖分離和鑒定大量細(xì)菌需要在一個(gè)很短的時(shí)間內(nèi)完成時(shí)。生化方法也允許我們建立一個(gè)菌株代謝概況特點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫(kù)。McRoy和Seidler(1973年),Siebeling等。(1975年),阿庫(kù)納等(1999)和迪亞茲等人(2006)還利用生化檢測(cè),識(shí)別與龜相關(guān)的微生物種群。
系統(tǒng)測(cè)試兩個(gè)生化方法中,Microgen似乎是最適合用于鑒定海龜?shù)暗沫h(huán)境分離菌株。
API和Microgen成本相媲美,但Microgen系統(tǒng)被證明使用是更簡(jiǎn)單的,相比API 20E和API 20NE有最高的確證鑒定比例。微生物學(xué)國(guó)際(2002)進(jìn)行的一項(xiàng)研究也指出了類似的結(jié)果。Microgen ID系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單和成本效益好的用于某些生態(tài)檢測(cè)的鑒定系統(tǒng),非常適合面對(duì)小和/或有限的資源的大學(xué)和研究實(shí)驗(yàn)室。