[发明专利]高通量检测生物样品中微生物的存在

说明书

技术领域

本发明涉及利用基于核酸的酶促技术高通量复合检测(high throughputmultiplex testing)可能存在于生物样品中的微生物。具体来说，本发明是针对致病微生物的鉴定。

背景技术

自从19世纪将微生物确定为发病率和死亡率的主要原因之一以来，人们一直致力于监控和控制感染性疾病的传播。新兴学科流行病学的开拓者如John Snow最早做了努力，最著名的是他将伦敦Broad街的抽水泵(handle ofLondon’s Broad Street Pump)确定为城市范围内霍乱爆发的源头后，极好地将其移除。在20世纪，抗生素、大规模接种和抗病毒治疗的出现至少在发达国家为此类疾病的传播提供了空前的控制水平。然而，在世界范围内，传染性疾病仍然是死亡的主要原因之一，而且似乎每年都出现“新型”微生物杀手这种不断的延续。MRSA、SARS、禽流感、HIV和疟疾仅代表了在全球范围内引起恐慌和担忧的许多传染性病原体的一部分。

国际健康组织如UN和WHO一贯对无节制地使用抗生素化合物表示担忧，因其会促使许多微生物物种的抗生素耐受水平增加。另外，目前在世界范围内和某些地区，性传播感染(sexually transmitted infections，STIs)代表着一种最具传染性的疾病难题，特别是非洲和前苏联很流行此类疾病。根据一项研究(Adler，M.，2005，Why sexually transmitted infections are important.In：ABC of sexually Transmitted infections.5^th ed.BMJ Books)，报道的感染人数在西欧为1700万，在美国为1500万，在非洲为7千万，全世界为4亿。

防止性传播感染和HIV/AIDS在世界性政府健康议程上仍然是最重要的，而且很明显，需要在获得健康服务方面进行改进以及为所有需要的人建立和提供可用的诊断服务。许多STIs是无症状的，并且仅可通过检测进行诊断，然而，常规的筛选方法非常少，社会污名高，资金不足，并且公众意识有限。

感染性疾病的影响并非限于人群，在家畜和农作物中疾病的爆发也会引起严重的经济损失。猪瘟、牛口蹄疫以及禽流感的爆发可迅速传播并毁坏农村的农业产量和经济。2001年在英国，口蹄疫的爆发导致杀死超过7百万头牛羊并对农村地区实施了有效“隔离”。

目前，筛选宿主(如患者、动物或植物源)样品中是否存在微生物的可用系统是低通量的。在临床环境中，通常对每个样品仅进行一种微生物检测，除非宿主有遭受几种微生物疾病的医学症状。这意味着，每次检测仅能检验单个感染，而这会明显影响费用和检测时间。此外，对于无症状宿主通常难以决定应该检测哪种微生物。两种或三种感染性生物体的阴性结果会提供错误的安全判断。

临床实践中所用的现代化系统使用基于DNA的分析方法来检测微生物感染。最常见的方法是基于多聚酶链式反应(PCR)、连接酶链式反应、链置换扩增(Strand displacement amplification)、转录介导的扩增(transcriptionmediated amplification)、基于序列的扩增分析(sequence based amplificationassay)和其他的几种方法。这些方法也是低通量、耗时的，需要大量的实践时间且难以自动化。另外，现在还没有一种可靠的方法能利用采集自宿主生物体的单个样品在单个试验中检测多种病原体。

因此，需要提供可靠且低廉的检测可能存在于生物样品中的多种微生物的工具。特别是，需要提供能有效地对室内或野外的可靠生物样品采集品进行检测的工具。

发明概述

就广义而言，本发明通过提供高通量检测包含或者不包含微生物的生物样品的方法和装置，克服了现有技术中的上述问题。所述方法包括使用经专门设计用于同时鉴定存在或不存在于生物样品中的多种可能的微生物的诊断性复合板(diagnostic multiplexing panel，DMP)。

第一方面，本方面提供了测定一种或多种特定微生物是否存在于可能含有这些微生物的生物样品中的方法，所述方法包括：

(a)在第一场所将生物样品固定于固体基质上和/或固体基质中；

(b)将固定的生物样品转移至至少第二场所并在固体基质上进行提取步骤，以便提取固定于基质上和/或基质中的微生物DNA；