[发明专利]基因工程生物指示剂

说明书

技术领域

本发明公开的技术涉及基因工程生物指示剂。所述生物指示剂可用 于检测一种或多种灭菌工艺的效力。

背景技术

主要在医疗保健业，还有许多其他商业和工业应用中，常常有必要 监测用于对设备进行灭菌的工艺的效力，所述设备诸如医疗和非医疗装 置、仪器以及其他物品和材料。在这些灭菌工艺中于批量待灭菌的物品 中包括灭菌指示器通常是标准操作。这允许直接的方法用于分析灭菌工 艺的致死率。

无菌保证的典型方法通常包括将包含一种或多种试验生物体(test organisems)的灭菌指示器暴露于灭菌工艺，然后检测任何存活的试验 生物体的生长。如果在暴露于灭菌工艺之后无试验生物体生长，则无菌 得以保证。细菌芽孢(例如，嗜热脂肪地芽孢杆菌(Geobacillus stearothermophilus)、枯草杆菌(Bacillussubtilis)、萎缩芽孢杆菌(Bacillus atrophaeus)等)通常用作试验生物体。当灭菌工艺完成时，在促进任何 存活的试验生物体细胞生长的条件下，将灭菌指示器暴露于液体生长支 持培养基。生长支持培养基通常含有响应活跃生长(代谢)的细胞而改 变颜色的化学染料。因为对于生长和代谢的需要，应用这些试验生物体 的工艺在灭菌工艺的效力可被检测之前通常需要约24至72小时的培养。 该工艺的问题涉及这样的事实：即，诸如医疗保健设施等的灭菌物品的 许多使用者具有有限的资源，并且可能在24至72小时之内，有时立即 再使用“灭菌的”物品。在这种情况下，用于无菌验证的24至72小时的 持续时间可能不切实际、昂贵且效率低。

已经提出一种用于较快速读出某些121℃和132℃的重力和预真空蒸 汽灭菌循环以及环氧乙烷灭菌循环试验结果的检测方法。据报道，观察 存活的指示细胞的证据所需的时间少至1小时。据信，该工艺包括检测 α葡萄糖苷酶的催化活性。这种酶可由微生物作为其代谢的正常组分而 产生，并且可在灭菌前和灭菌过程中存在于所述微生物的芽孢外被中。 这种酶的存在可通过读取由非荧光酶底物分解而产生的荧光而检测。这 需要使用荧光自动读数仪。所述酶底物的分解可为一种早期检测，代替 了等待指示灭菌工艺失败的可视的pH颜色变化。荧光信号既不需要生 长也不需要代谢。这导致观察灭菌工艺失败所需的时间减少。然而，嗜 热来源的α葡萄糖苷酶，比其所来源的微生物更抗热。这可导致让人讨 厌的失败——即，其中试验微生物实际上已经被杀死，但指示酶指示试 验微生物仍然存活的状况。另外，由于α葡萄糖苷酶可存在于试验微生 物的芽孢外被中，并且其存在不需要代谢，这种酶的检测不直接指示生 命。

存在着α葡萄糖苷酶的使用不能区分未成功灭菌的载荷的情形。成 功的蒸汽灭菌取决于以最小的时间长度实现有效的温度和压力。由于细 菌芽孢对于这种参数的组合具有高抵抗力，它们通常被选作该工艺的试 验生物体。杀死细菌芽孢需要温度、压力和时间的特别致死的组合。尽 管靶/报告分子(α葡萄糖苷酶)是一种源自嗜热生物体的催化酶，并由 此对热具有一些抵抗力，但是最终破坏该酶功能的是工艺中的热。也就 是说，压力和时间在α葡萄糖苷酶的变性中所起的作用减小。因此，在 亚致死的压力或时间条件下，即使细菌芽孢不被破坏，指示酶也可被破 坏。这可导致不能检测到未灭菌的载荷。

现有技术不能考虑到与细胞死亡相关的所有参数，这意味着可能需 要“生长(growout)”来提供最终的确定性结果。然而，需要传统上称为 “生长”的工艺的主要缺点涉及获得灭菌检测结果的时间延迟。需要生长 的灭菌指示器通常使用细菌芽孢，芽孢必须被培养至少约24至72小时， 以确保的充分检测任何存活芽孢。在此期间，经历灭菌工艺且被评价的 物品应直至芽孢存活率检测已经得以测定之后才可使用。然而，如上所 述，这对于需要灭菌的物品的许多使用者来说是不切实际的。

因此，现有技术存在的问题是提供一种在较短的时间之内准确和直 接检测灭菌工艺的效力的生物指示剂。本发明公开的技术提供了该问题 的解决方案。

发明内容

本发明公开的技术涉及一种基因工程生物指示剂，其包含：至少一 种试验生物体和至少一种适于产生指示酶的报道基因，所述报道基因由 所述试验生物体携带；以及至少一种阻抑基因，所述阻抑基因抑制所述 报道基因的表达，直至所述报道基因暴露于至少一种诱导剂。