食源性疾病是全球公共衛生面臨的主要挑戰之一,世界衛生組織(WHO)統計顯示,全球每年約有5.5億人因食源性疾病腹瀉,其中23萬人死亡。現有食品病原檢測方法多依賴選擇性培養和生化鑒定,周期長、靈敏度有限,難以滿足現代食品工業和公共衛生對快速監測的需求。近日,廣州食品檢驗研究院團隊在 Scientific Reports 發表最新研究,首次建立四重數字微滴PCR(quadruplex ddPCR)技術體系,可在一次反應中同時檢測并精準定量,顯著提升食品病原微生物檢測的效率與靈敏度。

圖1 四大食源性致病菌同時檢測[1]
研究背景:
四種靶標菌均是全球范圍內引發食源性疾病的重要病原體:
傷寒沙門菌(S. Typhi):引起腹瀉及傷寒,死亡率高,常見于受污染的肉類、蛋類;
金黃色葡萄球菌(S. aureus):產生耐熱腸毒素,食物中毒事件頻發;
單核細胞增生李斯特菌(L. monocytogenes):能在低溫存活,是冷鏈食品主要安全隱患;
蠟樣芽孢桿菌(B. cereus):在米制品、奶制品中常見,易導致急性嘔吐或腹瀉;
中國現行國家標準對上述病原菌的檢測周期在3–9天不等,且在低污染水平樣品中存在假陰性風險。
方法學創新:
研究團隊基于Bio-Rad QX200平臺,采用兩通道熒光體系,通過系統優化引物探針設計、退火溫度和反應體系,成功建立四重ddPCR方法,實現多靶標在單管反應中獨立定量。技術亮點包括:
絕對定量:無需標準曲線,基于泊松分布直接計算拷貝數;
多重檢測:16個微滴信號簇完全分離,可同時檢測四種病原體;
高通量與高重復性:變異系數(RSD)≤25%,滿足分子檢測重現性要求;
主要結果:
最低檢測限(LOD): 8拷貝/20 μL(S. Typhi)、7拷貝/20 μL(S. aureus)、9拷貝/20 μL(L. monocytogenes)、7拷貝/20 μL(B. cereus);
線性范圍: 覆蓋近千倍濃度梯度,相關性R2>0.999;
方法學對比: 與平板計數法無顯著統計學差異(p>0.05),但檢測周期縮短至約5小時;
食品樣品驗證: 在人工污染的豬肉干、米粉、面包和飲料樣品中,ddPCR結果與接種濃度高度一致,且對蠟樣芽孢桿菌檢出更敏感,能避免芽孢狀態導致的CFU低估。
學術與應用價值:
該研究是首次報道基于ddPCR技術的四重并行病原檢測方法,為多靶標同步定量提供了可靠技術范式。其高靈敏度和快速檢測特性,特別適合:
食品加工及流通環節的實時監控;
食品中多菌共存污染的高通量篩查;
食源性疾病暴發的溯源調查;
食品安全標準和監測技術體系的升級;
研究團隊計劃進一步引入內參控制以監測抑制效應,推動方法學標準化和行業落地應用,為食品安全風險評估提供科學支撐。
參考文獻:[1] Sun, X., Xiao, J., Wei, H. et al. A ddPCR method for simultaneous detection and quantification of Salmonella enterica, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, and Bacillus cereus in foods. Sci Rep 15, 32092 (2025). https://doi.org/10.1038/s41598-025-17272-y
來源:微生物安全與健康網,作者~高翔。
