(一)形態(tài)學檢驗
1.細菌形態(tài)學檢驗 這是細菌學檢驗中極為重要而義簡便的方法之一。尤其對在形態(tài)和染色上具有特征的病原菌可作出初步診斷,盡早為臨床醫(yī)生提供治療信息,也為細菌的進一步檢驗提供依據(jù)。該檢驗方法是從機體一定部位取材后,將細菌標本經(jīng)過涂片、固定、染色后直接用光學顯微油鏡觀察其大小、形態(tài)及特殊結(jié)構(gòu)。在細菌標本的染色中,最經(jīng)典、最常用的細菌染色法是革蘭染色法(Gram stain),經(jīng)染色后呈紫色的細菌,為革蘭陽性菌(G+菌);呈紅色的細菌,為革蘭陰性菌(G-菌)。該染色法不僅有助于鑒定細菌,還有助于抗菌藥物的選擇及細菌致病機制的研究。此外,結(jié)核桿菌常用抗酸染色法(acid-fast stain)。
2.病毒的形態(tài)學檢驗 大多數(shù)病毒必須用電子顯微鏡才能直接觀察其大小和形態(tài)。常用的方法有兩種:
(1)電鏡直接檢查法:將標本經(jīng)負染色法后進行電鏡觀察。常用于從皰疹液、糞便或血液等標本中做皰疹病毒、甲型肝炎病毒、輪狀病毒、乙型肝炎病毒顆粒的檢查,有助于早期診斷。
(2)免疫電鏡檢查法:即先在制成的病毒標本懸液中加入特異性抗體,使病毒顆粒凝聚成團,再用電鏡觀察,該法可提高病毒檢出的敏感性。如在脊髓灰質(zhì)炎病毒的檢測中。用免疫電鏡檢查法比電鏡直接檢查法敏感100倍。
光學顯微鏡僅用于某些大型病毒顆粒(如痘類病毒)的檢查及病毒包涵體的檢查。
(二)分離培養(yǎng)與鑒定
1.細菌的分離培養(yǎng)與鑒定 分離培養(yǎng)是微生物學檢驗中確診的關(guān)鍵步驟,只有分離培養(yǎng)出病原性細菌后,才能做進一步的鑒定及藥物敏感試驗。故原則上,所有感染性疾病的標本均應做分離培養(yǎng)。在分離培養(yǎng)細菌時,應根據(jù)標本采取的部位、欲檢驗細菌的營養(yǎng)要求等生長條件的特點,選擇適當?shù)呐囵B(yǎng)基和培養(yǎng)方法。若從無菌部位采集的標本(如血液、腦脊液),在嚴格的無菌操作下可直接接種于液體或固體培養(yǎng)基中培養(yǎng);若從腸道采集的糞便標本,應使用腸道選擇性培養(yǎng)基(如SS培養(yǎng)基)進行分離培養(yǎng);若疑為厭氧菌感染的標本,應分別做需氧及厭氧培養(yǎng)。將細菌接種到相應的培養(yǎng)基后,置37℃培養(yǎng)18~24 h后(但結(jié)核桿菌除外,一般需培養(yǎng)2~4周),大多可長出單一的細菌集團,即菌落。分離培養(yǎng)的陽性率比直接涂片鏡檢高,但需時較長。因此,遇到霍亂或白喉等急性傳染病時,可根據(jù)患者的臨床癥狀及直接涂片鏡檢作出初步診斷并及時治療。
分離培養(yǎng)出純種細菌后,通常應用以下方法進行最后鑒定:①觀察細菌的菌落特征:主要觀察菌落的大小、形狀、顏色、透明度、表面性狀及溶血情況等,因不同的細菌其菌落特征各不相同,故據(jù)此可對細菌作出初步鑒別。②觀察細菌形態(tài)及染色特征:取純培養(yǎng)進行染色后鏡檢,觀察其形態(tài)、排列及染色特征。③生化反應試驗:不同的細菌因其所含酶的不同,故其代謝過程和代謝產(chǎn)物可有所不同,據(jù)此可對某些病原菌進行鑒別。如腸道桿菌包括多個菌屬,這些細菌的染色、形態(tài)及菌落等均較相似,僅靠形態(tài)學方法不易鑒別,但可通過各種生化反應試驗對它們進行鑒定。常用的生化反應試驗有:各種糖發(fā)酵試驗、甲基紅試驗、VP試驗、吲哚試驗、硫化氫產(chǎn)生試驗、尿素酶試驗、枸櫞酸鹽利用試驗等。目前,各大醫(yī)院常用微生物數(shù)字編碼分類鑒定法(如API系統(tǒng)),可進行微量、快速的生化反應試驗鑒定。④血清學試驗:采用含有已知特異性抗體的免疫血清與分離培養(yǎng)出的未知純種細菌進行血清學試驗,可以確定病原菌的種或型。常用方法是玻片凝集試驗,在幾分鐘內(nèi)便能得出結(jié)果。
2.病毒的分離培養(yǎng)與鑒定 由于病毒只能在活細胞內(nèi)復制增殖,所以實驗室分離培養(yǎng)病毒的方法主要有動物接種、雞胚培養(yǎng)及組織或細胞培養(yǎng)法。
(1)動物接種:動物接種是原始的病毒培養(yǎng)方法。常用的動物有小鼠、大鼠、家兔和猴等,接種途徑有鼻內(nèi)、皮下、皮內(nèi)、腦內(nèi)、腹腔內(nèi)、靜脈等,應根據(jù)病毒種類不同,選擇敏感動物及適宜的接種部位,如狂犬病毒可接種于小鼠腦內(nèi),柯薩奇病毒可接種于乳鼠腹腔或腦內(nèi)。接種后常以動物發(fā)病、死亡率作為感染的指標。
(2)雞胚培養(yǎng):這是一種比較經(jīng)濟簡便的病毒培養(yǎng)方法。一般采用孵化9~12天的雞胚,根據(jù)病毒種類不同,可將標本接種于雞胚的羊膜腔、尿囊腔、卵黃囊或絨毛尿囊膜上等不同部位,35℃孵育3天后觀察雞胚的活動與死亡情況,并收集相應組織或囊液作病毒鑒定。在流感病毒的分離培養(yǎng)中,最敏感而特異的方法是雞胚接種,并用血凝和血凝抑制試驗以鑒定病毒的型及亞型。
(3)組織或細胞培養(yǎng):目前,實驗室最常用的方法是細胞培養(yǎng)。這是根據(jù)人或動物的某些細胞在一定條件下,可以在實驗室內(nèi)培養(yǎng),將病毒標本接種于培養(yǎng)細胞內(nèi)進行復制增殖。常用的細胞有人胚腎細胞、猴腎細胞、Hela細胞等。病毒在易感細胞內(nèi)增殖的指標有:①細胞病變效應(CPE):多數(shù)病毒在細胞內(nèi)增殖后可引起細胞形態(tài)學改變,稱為細胞病變效應。常見的(CPE為細胞圓縮、集聚、拉絲、壞死和脫落等;有的表現(xiàn)為細胞融合,形成多核巨細胞,如麻疹病毒;有的細胞內(nèi)出現(xiàn)包涵體,如狂犬病毒。②紅細胞吸附現(xiàn)象:如流感病毒感染后,由于宿主細胞膜上出現(xiàn)流感病毒H抗原,使之能與紅細胞結(jié)合,若向培養(yǎng)瓶內(nèi)加入紅細胞,可見紅細胞吸附于細胞膜上,據(jù)此可作為病毒生長的參考。
(三)細菌與病毒的抗原檢測
采用含有已知特異性抗體的免疫血清與分離培養(yǎng)出的未知純種細菌或病毒標本進行血清學試驗,直接檢測抗原,從而對感染病因作出早期、快速的診斷。目前,檢測細菌抗原的常用方法除了傳統(tǒng)的玻片凝集試驗外,還有協(xié)同凝集試驗、免疫電泳法、免疫熒光法、放射免疫法、酶免疫法及膠體金標記法等。檢測病毒抗原目前最常用的方法是酶免疫法、免疫熒光法及免疫印跡法等,其次是放射免疫法、反向間接凝集試驗及免疫電泳法等。
(四)細菌與病毒的核酸檢測
細菌與病毒的核酸檢測即應用核酸探針雜交技術(shù)、聚合酶鏈反應(polymerase chain reac-一tion,PCR)技術(shù)、生物芯片(biochip)等分子生物學方法檢測細菌或病毒的DNA或RNA序列,從而對病原體作出明確的診斷。因為此法具有高度敏感、特異、簡便快速等特點,故已成為對感染性疾病極具診斷價值的新技術(shù),尤其適用于檢測病毒及難以培養(yǎng)或生長極為緩慢細菌(如結(jié)核桿菌、幽門螺桿菌、淋球菌等)的快速診斷。但對于未知其基因核苷酸序列的細菌或病毒則不能采用這些方法。
1.核酸探針雜交技術(shù) 是運用同伉素(如32P)或非放射性核素物質(zhì)(如生物素、地高辛等)標記已知序列的單鏈核酸作為探針,在一定條件下,按照堿基配對原則與待測標本中核酸單鏈進行雜交,通過對雜交信息號的分析,判斷標本中有無相應病原體的特定基因及其大小。常用方法有斑點雜交、原位雜交、DNA印跡雜交(Southern blot)、RNA印跡雜交(northernblot)等。
2.聚合酶鏈反應(PCR) 是一種高效快速、特異敏感的體外DNA擴增技術(shù)。它可以快速、大量地擴增某一特定的核苷酸序列,其原理類似于DNA在體內(nèi)復制過程,在待擴增DNA片段的兩側(cè)設計兩個人工合成的寡聚核苷酸引物,經(jīng)過反復擴增靶序列可以放大幾百萬倍。可診斷標本中是否存在待測細菌或病毒核酸。
3.生物芯片 它是將生物信息技術(shù)和自動化連鎖微量分析技術(shù)的有機結(jié)合?;驹硎牵涸谝恍K硅片上,將已知的大量生物分子探針或基因探針有序排布,與待測樣品中生物分子或基因序列相互作用和進行反應,在激光的順序激發(fā)下,將產(chǎn)生的熒光譜信號收集于接收器,再由計算機自動綜合分析數(shù)據(jù)并作出報告。根據(jù)固定于硅片上牛物分子的不同,可分為基因芯片、蛋白質(zhì)芯片、多糖芯片和細胞芯片等不同種類。其中基因芯片技術(shù)可一次性完成大量標本DNA序列的檢測和分析,以解決核酸探針雜交技術(shù)的不足,具有廣闊的應用前景。
此外,細菌的16SrRNA的基因在細菌的進化過程中十分保守,近乎不變,故有鑒定細菌的“金指標”之稱,因此檢測細菌16SrRNA并作序列進化比較,可快速鑒定細菌的種和屬。