食源性病原菌檢測技術研究

王娟娟，周 敏，王甲芳

（山東省濟南市歷下區疾病預防控制中心，山東濟南 250013）

食源性病原菌是食品安全和公共衛生的重要問題。有效的檢測技術對于預防食源性疾病的發生至關重要。本文旨在研究和評估現有的食源性病原菌檢測技術，并探討其在食品安全和公共衛生中的應用。

1 食源性病原菌的概述

1.1 食源性病原菌的定義和類型

食源性病原菌是一類通過食物傳播并能引起人類疾病的生物。這些生物包括各種細菌、病毒、寄生蟲和真菌，它們可以在食品生產、加工、儲存和運輸過程中污染食品，從而導致食源性疾病。細菌是食源性病原菌中最常見的一類。其中，沙門氏菌、大腸桿菌、李斯特菌、金黃色葡萄球菌和霍亂弧菌等是最常見的食源性病原細菌。這些病原細菌可以通過污染食物或水引起各種疾病，如食物中毒、腸胃炎、敗血癥和腦膜炎等。病毒也是食源性病原菌的重要組成部分。例如，諾如病毒、肝炎A 病毒等均是通過食物和水傳播的常見病毒。這些病毒通常會引起急性胃腸炎，嚴重時可能會導致機體脫水和電解質失衡。寄生蟲是另一類食源性病原菌，包括弓形蟲、隱孢子蟲和各種腸道寄生蟲。這些寄生蟲通常通過污染的食物或水引起各種疾病，如弓形蟲病、隱孢子蟲病和腸道寄生蟲病。真菌也是食源性病原菌的一部分。雖然大多數霉菌對人體無害，但有些霉菌能產生霉菌毒素，如黃曲霉素和赭曲霉素，這些毒素可以通過食物傳播，引起嚴重的健康問題，如肝損傷和免疫系統抑制等[1]。食源性病原菌的類型較多，它們的存在嚴重威脅了食品安全和公共衛生。因此，對食源性病原菌的檢測和控制至關重要。

1.2 食源性病原菌的危害

食源性病原菌對人類的健康構成重大威脅，其危害表現在多個方面。食源性病原菌可以引起食源性疾病，包括食物中毒和食物感染。這些疾病的臨床表現多樣，從輕微的胃腸炎癥狀，如惡心、嘔吐、腹瀉和腹痛，到嚴重的全身性疾病，如敗血癥、腦膜炎、肝炎和腎病綜合征等。食源性病原菌的危害不僅限于引發急性疾病。某些食源性病原菌，如某些類型的大腸桿菌和沙門氏菌，還可能導致長期的健康問題，如尿毒癥綜合征和雷耶氏綜合征。某些食源性病原菌，如肝炎A 病毒和弓形蟲，可以在人體內潛伏，引發慢性疾病。食源性病原菌的危害還表現在其對食品安全和公共衛生的影響。食源性疾病的暴發會對食品工業產生重大影響，造成食品召回、銷售損失和聲譽損失。此外，食源性疾病的治療和控制也會給公共衛生系統帶來重大負擔。食源性病原菌的危害還體現在其對全球食品貿易的影響。食品安全問題會影響消費者對食品的信心，從而影響食品市場的穩定性。此外，食源性疾病的暴發也可能導致國際食品貿易的限制和禁令。食源性病原菌的危害廣泛且深遠，對人類健康、食品安全、公共衛生和全球食品貿易都構成了重大威脅，因此對食源性病原菌進行有效檢測和控制至關重要。

2 食源性病原菌的檢測技術

2.1 傳統檢測技術

2.1.1 微生物培養

微生物培養是最基本的檢測方法，它依賴于在特定的營養培養基上培養病原菌，然后通過顯微鏡觀察或者計數確定其存在情況。這種方法的優點是可以直接觀察到病原菌的生長，且成本相對較低。然而，這種方法需要較長的時間，通常需要幾天到幾周，且對于一些難以培養的病原菌，如某些病毒和寄生蟲，這種方法可能無效。

2.1.2 生化檢測

生化檢測依賴于待測病原菌的特定生化反應，如發酵、氧化還原反應和酶活性。這種方法可以快速檢測到病原菌的存在，而且對于一些難以培養的病原菌，這種方法可能更有效。然而這種方法需要專門的設備和技術，且可能受到樣品中其他物質的干擾[2]。

2.2 現代檢測技術

2.2.1 分子生物學方法

聚合酶鏈式反應（Polymerase Chain Reaction，PCR）是最常用的分子生物學方法之一。PCR 可以快速擴增病原菌的特定DNA 序列，從而使其能夠被檢測。這種方法具有靈敏度高、特異性強，可以區分不同種類病原菌的優點。然而PCR 需要專門的設備和技術，且可能受到樣品中PCR 抑制物的干擾。

實時定量PCR（qPCR）是PCR 的一種變體，它可以在反應過程中實時監測DNA 的擴增，從而確定病原菌的數量。qPCR 的優點是可以提供定量的檢測結果，且檢測速度快。然而，qPCR 的缺點是需要更復雜的設備和技術，而且成本較高。

基因測序可以確定病原菌的完整基因序列，如病原菌的種類、毒力和抗藥性等[3]。基因測序的優點是可以提供詳細的信息，而且對于一些難以通過其他方法檢測的病原菌，如某些病毒和寄生蟲，這種方法可能更有效。然而，基因測序的缺點是需要專門的設備和技術，而且成本較高。

2.2.2 生物傳感器技術

生物傳感器技術是一種新興的食源性病原菌檢測方法，它依賴于生物傳感器來檢測病原菌。生物傳感器結合了生物識別元件和物理或化學傳感器，可以將生物反應轉化為可檢測的信號。生物識別元件通常是一種具有高度特異性的生物分子，如抗體、酶或核酸，它可以特異性地識別并結合目標病原菌。當生物識別元件與目標病原菌結合時，它會引發一種物理或化學變化，如電荷變化、顏色變化或熒光發射，這種變化能被傳感器檢測到并轉化為對應的電信號。生物傳感器技術的優點是靈敏度高，可以檢測到少量的病原菌，且檢測速度快，通常只需要幾分鐘到幾小時。此外，生物傳感器可被設計成便攜式設備，方便現場檢測和快速篩查。但生物傳感器的性能依賴于生物識別元件的特異性和穩定性，如果生物識別元件失活或降解，生物傳感器可能失效。生物傳感器可能受到樣品中其他物質的干擾，如蛋白質、糖和脂肪，這些物質可能影響生物識別元件與目標病原菌的結合。生物傳感器的制備和使用需要專門的設備和技術，而且成本可能較高。

2.2.3 快速檢測技術

免疫學方法是一種常用的快速檢測技術，包括酶聯免疫吸附試驗和免疫層析試驗。這些方法依賴于抗體與病原菌的特異性結合，從而檢測病原菌。免疫學方法的優點是靈敏度高、檢測速度快，通常只需要幾分鐘到幾小時。然而，免疫學方法可能受到樣品中其他物質的干擾，如蛋白質、糖和脂肪，這些物質可能影響抗體與病原菌的結合。

近年來，基于納米技術的快速檢測技術也在食源性病原菌檢測中得到了廣泛的應用，如金納米顆粒、量子點和磁性納米顆粒等。納米技術的優點是可以提供高度靈敏和特異的檢測，而且可以實現在現場和實時檢測。但納米技術需要專門的設備和技術，而且檢測成本較高。

3 檢測技術的評估和比較

3.1 敏感性和特異性

在評估食源性病原菌檢測技術時，敏感性和特異性是兩個重要的參數。敏感性是指檢測技術檢測到病原菌的能力，特異性是指檢測技術區分不同病原菌的能力。敏感性通常用于描述檢測技術能夠檢測到的最低病原菌濃度。高敏感性的檢測技術可以檢測到低濃度的病原菌，這對于早期疾病診斷和預防食源性疾病的暴發非常重要。然而，過高的敏感性可能會導致假陽性結果，即誤報非病原菌為病原菌。特異性是指檢測技術能夠區分不同病原菌的能力。高特異性的檢測技術可以準確識別特定的病原菌，這對于疾病診斷和治療非常重要。然而，過高的特異性可能會導致假陰性結果，即誤報病原菌為非病原菌。在實際應用中，敏感性和特異性通常需要進行權衡。例如，對于食品安全監測，需要高敏感性的檢測技術，以便檢測到低濃度的病原菌。然而，對于疾病診斷，需要高特異性的檢測技術，以便準確識別病原菌。敏感性和特異性是評估食源性病原菌檢測技術的重要參數。理解和優化這兩個參數對于提高檢測技術的性能和可靠性至關重要。

3.2 檢測技術的優缺點

在食品微生物學檢驗中，各種食源性病原菌檢測技術都有其特定的優點和缺點，這些優缺點影響了它們在不同應用中的適用性和效率，詳見表1。選擇合適的檢測技術需要考慮多種因素，如檢測目的、樣品類型、可用的設備和技術，以及可接受的時間和成本。理解各種檢測技術的優缺點對于選擇最適合的檢測技術至關重要。

表1 食源性病原菌檢測技術的優缺點比較

4 檢測技術在食品安全和公共衛生中的應用

食源性病原菌檢測技術在食品安全和公共衛生領域中的應用較為廣泛。這些技術的使用可以確保食品的安全性，防止食源性疾病的發生，還可以為公共衛生監測提供重要的數據，幫助政策制定者和公共衛生專業人員更好地理解和管理食源性疾病的風險。在食品安全領域，食源性病原菌檢測技術被廣泛用于食品生產和處理過程中。例如，食品生產商可以使用這些技術來檢測原料和成品中的病原菌，以確保食品的安全性。此外，食品安全監管機構也可以使用這些技術來進行食品安全檢查和食源性疾病暴發的調查[4]。在公共衛生領域，食源性病原菌檢測技術被用于疾病監測和疫情調查。例如，公共衛生機構可以使用這些技術來監測食源性疾病的發生概率，以便了解疾病的流行趨勢和風險因素[5]。此外，這些技術也可以用于疫情調查，以確定疾病的來源和傳播路徑，從而防止疾病的進一步傳播。盡管食源性病原菌檢測技術在食品安全和公共衛生領域中的應用具有重要價值，但也存在一些挑戰。例如，這些技術的使用需要專門的設備、大量的時間和資源。此外，這些技術的敏感性和特異性也可能受到樣品質量和處理方法的影響。因此，為更好地利用這些技術，需要進一步研究和開發，以提高它們的性能和可靠性，同時也需要提高公眾和專業人員對這些技術的理解和接受度。

5 結語

食源性病原菌檢測技術對食品安全和公共衛生具有重要意義，未來需要進一步提高技術的靈敏度、快速性和多樣性，以滿足不斷變化的需求，并促進食品安全的可持續發展。