布鲁氏病菌临床实验室诊断技术应用研究进展

doi:10.3877/cma.j.issn.1674-0785.2024.10.011

布鲁氏病菌是由布鲁氏菌引起的急性或慢性人畜共患传染病。该病属自然疫源性疾病，传染性强，且在世界各地分布广泛。全世界每年报道布病的病例超过50 万例，严重威胁着人们的生命健康。世界上每年因该病造成的直接经济损失逾30 亿美元。鉴于布病的巨大危害性，且存在临床不典型性、无特异性、极易复发等特征，及时开展灵敏、准确及具有特异性的实验室检测对于该病的诊断尤为迫切和重要。本文对现有实验室常用诊断方法及近年来随着分子生物学及生信技术发展而新兴的诊断方法进行综述，以期为布病的实验室诊断提供理论参考和技术支撑。

关键词: 布鲁氏菌病, 血清学检查, 细菌学检查, 分子生物学检查

Brucellosis is an acute or chronic zoonotic infectious disease caused by Brucella.This disease is a natural focal disease with strong infectivity and is widely distributed around the world.More than 500000 cases of brucellosis are reported worldwide every year, seriously threatening people's lives and health.The direct economic loss caused by this disease exceeds 3 billion US dollars every year.In view of the great harmfulness of brucellosis and its characteristics of lack of typical clinical symptoms, non-specificity,and easy recurrence, timely carrying out sensitive, accurate, and specific laboratory tests is particularly urgent and important for the diagnosis of this disease.This paper reviews the common diagnostic methods used in existing laboratories and the emerging diagnostic methods with the development of biomolecular biology and bioinformatics technology in recent years, in order to provide theoretical reference and technical support for the laboratory diagnosis of brucellosis.

Key words: Brucellosis, Serological examination, Bacteriological examination, Molecular biological examination

表1 布鲁氏菌病实验室诊断的三种常用诊断试验类型对比

分类	实验名称	检出率	检测时长	优点	缺点	适用范围	标本类型
细菌学技术	分离培养	较低	7～15 d	金标准，可具体分型	操作要求条件高，生物危险程度高	急性菌血症时期的患者；可鉴定种属	血液、骨髓、体液、炎性病灶渗出液等
	RBPT	较高	5 min	操作简单，价格低廉。	特异性较差，易出现假阳性	大批量初筛	血清
	SAT	较高	24 h	检测IgM 的敏感性高	易出现假阴性，存在交叉反应	实验室确诊试验之一，适用于急性病例	血清
血清学技术	ELISA	较高	3～4 h	通量大，可自动化	特异性差	基层临床实验室大批量筛查，多于RBPT 并联诊断。	血清
	CFT	较高	24 h	特异性强	步骤繁琐，操作复杂	畜牧业应用较多，较少用于人血清	血清
	Coombs	较高	24 h	灵敏度和特异性均较好	操作复杂、耗时长	实验室确诊试验之一，多用于慢性病例	血清
	GICA	较高	30 min	操作简单，结果易于判定	GICA 试剂盒较多，不能标化抗体水平	现场快速筛查	血清
	FPA	较高	5～10 min	快速简便、成本低，所需的样本量极少	设备较贵	野外样本的检疫和筛查工作	血清
	PCR	高	2～4 h	最低检出限低，灵敏度高	人员设备要求均较高	种型鉴定	血清、尿液、脑脊液、胸膜液等
分子生物学技术	LAMP	高	50～70 min	最低限度低，操作简单	易受到污染	基层实验室筛查	血清
	MCDA	高	50～70 min	最低检出限低，判读直观	报道较少，未广泛应用	潜在的快速检测方法	全血，血清
	NGS	高	7～14 d	准确度高，可细致到基因型的鉴定	价格昂贵	流行病学调查溯源传播链及科研	血清、脑脊液、胸膜液等

表1 布鲁氏菌病实验室诊断的三种常用诊断试验类型对比

分类	实验名称	检出率	检测时长	优点	缺点	适用范围	标本类型
细菌学技术	分离培养	较低	7～15 d	金标准，可具体分型	操作要求条件高，生物危险程度高	急性菌血症时期的患者；可鉴定种属	血液、骨髓、体液、炎性病灶渗出液等
	RBPT	较高	5 min	操作简单，价格低廉。	特异性较差，易出现假阳性	大批量初筛	血清
	SAT	较高	24 h	检测IgM 的敏感性高	易出现假阴性，存在交叉反应	实验室确诊试验之一，适用于急性病例	血清
血清学技术	ELISA	较高	3～4 h	通量大，可自动化	特异性差	基层临床实验室大批量筛查，多于RBPT 并联诊断。	血清
	CFT	较高	24 h	特异性强	步骤繁琐，操作复杂	畜牧业应用较多，较少用于人血清	血清
	Coombs	较高	24 h	灵敏度和特异性均较好	操作复杂、耗时长	实验室确诊试验之一，多用于慢性病例	血清
	GICA	较高	30 min	操作简单，结果易于判定	GICA 试剂盒较多，不能标化抗体水平	现场快速筛查	血清
	FPA	较高	5～10 min	快速简便、成本低，所需的样本量极少	设备较贵	野外样本的检疫和筛查工作	血清
	PCR	高	2～4 h	最低检出限低，灵敏度高	人员设备要求均较高	种型鉴定	血清、尿液、脑脊液、胸膜液等
分子生物学技术	LAMP	高	50～70 min	最低限度低，操作简单	易受到污染	基层实验室筛查	血清
	MCDA	高	50～70 min	最低检出限低，判读直观	报道较少，未广泛应用	潜在的快速检测方法	全血，血清
	NGS	高	7～14 d	准确度高，可细致到基因型的鉴定	价格昂贵	流行病学调查溯源传播链及科研	血清、脑脊液、胸膜液等

1	Laine CG, Johnson VE, Scott HM, et al.Global estimate of human brucellosis incidence [J].Emerg Infect Dis, 2023, 29(9): 1789-1797.
2	Liu Z, Gao L, Wang M, et al.Long ignored but making a comeback: a worldwide epidemiological evolution of human brucellosis [J].Emerg Microbes Infect, 2024, 13(1): 2290839.
3	Wen X, Wang Y, Shao Z.The spatiotemporal trend of human brucellosis in China and driving factors using interpretability analysis[J].Sci Rep, 2024, 14(1): 4880.
4	Parsons MG, Hermelin D, Hennenfent A, et al.Animal vaccine strain Brucella abortus infection in a plateletpheresis donor: A case report [J].Transfusion, 2024, 64(5): 946-948.
5	Tuon FF, Gondolfo RB, Cerchiari N.Human-to-human transmission of Brucella - a systematic review [J].Trop Med Int Health, 2017, 22(5):539-546.
6	董帅兵, 姜海, 王丽萍.我国布鲁氏菌病监测研究与实践进展 [J].中华流行病学杂志, 2019, 40(7): 870-874.
7	Liu B, Liu G, Ma X, et al.Epidemiology, clinical manifestations, and laboratory findings of 1,590 human brucellosis cases in Ningxia, China[J].Front Microbiol, 2023, 14: 1259479.
8	Wang H, Liu H, Zhang Q, et al.Natural history of and dynamic changes in clinical manifestation, serology, and treatment of brucellosis, China [J].Emerg Infect Dis, 2022, 28(7): 1460-1465.
9	Jiang W, Chen J, Li Q, et al.Epidemiological characteristics, clinical manifestations and laboratory findings in 850 patients with brucellosis in Heilongjiang Province, China [J].BMC Infect Dis, 2019, 19(1):439.
10	Magill GB, Killough JH, Said SI.Cortisone and combined antibiotic therapy of acute brucellosis melitensis [J].Am J Med, 1954, 16(6):810-817.
11	Wang X, Yan Y, Wu F, et al.Sixteen Chinese pediatric brucellosis patients onset of fever in non-epidemic areas and 8 developed with osteoarticular involvement [J].Clin Rheumatol, 2018, 37(1): 145-149.
12	Gotuzzo E, Carrillo C, Guerra J, et al.An evaluation of diagnostic methods for brucellosis--the value of bone marrow culture [J].J Infect Dis, 1986, 153(1): 122-125.
13	Ozturk R, Mert A, Kocak F, et al.The diagnosis of brucellosis by use of BACTEC 9240 blood culture system [J].Diagn Microbiol Infect Dis, 2002, 44(2): 133-135.
14	贾斌, 张峰波, 朱玥洁, 等.血液检出布鲁氏菌阳性患者的实验室及临床特点分析 [J].新疆医科大学学报, 2017, 40(2): 136-140.
15	McAllister TA.Laboratory diagnosis of human brucellosis [J].Scott Med J, 1976, 21(3): 129-131.
16	Ducrotoy MJ, Conde-Álvarez R, Blasco JM, et al.A review of the basis of the immunological diagnosis of ruminant brucellosis [J].Vet Immunol Immunopathol, 2016, 171: 81-102.
17	Di Bonaventura G, Angeletti S, Ianni A, et al.Microbiological laboratory diagnosis of human brucellosis: An overview [J].Pathogens,2021, 10(12): 1623.
18	Gusi AM, Bertu WJ, Jesús de Miguel M, et al.Comparative performance of lateral flow immunochromatography, iELISA and Rose Bengal tests for the diagnosis of cattle, sheep, goat and swine brucellosis [J].PLoS Negl Trop Dis, 2019, 13(6): e0007509.
19	刘平, 张毅, 刘俐君, 等.5 种虎红平板凝集检测试剂盒应用效果评价 [J].动物医学进展, 2024, 45(6): 136-139.
20	邵卫星, 盖文燕, 左媛媛, 等.正确认识和应用布鲁氏菌虎红平板凝集试验 [J].中国动物检疫, 2022, 39(10): 72-78.
21	Araj GF.Update on laboratory diagnosis of human brucellosis [J].Int J Antimicrob Agents, 2010, 36 Suppl 1: S12-S17.
22	李树军, 张玉龙, 马龙, 等.虎红平板凝集试验、标准试管凝集试验、酶联免疫吸附方法在布鲁氏菌病中检测的特性及诊断效能 [J].中国热带医学, 2022, 22(11): 1078-1081.
23	付宗坤.布病快检三项在布鲁杆菌诊断中的临床应用价值 [J].中国农村卫生, 2017, (24): 38, 40.
24	Copur B, Pasa O.The role of the serum tube agglutination test in the monitoring of human brucellosis: evaluation of post-treatment SAT titers [J].Rev Assoc Med Bras (1992), 2022, 68(9): 1234-1239.
25	王菊丛, 朱匡纪, 赖陈洁.1051 份布鲁氏菌病血清学凝集试验结果分析 [J].中国卫生检验杂志, 2010, 20(3): 652-653.
26	尚德秋, 于恩庶, 赵恒云.布鲁氏菌病实验诊断的非特异性反应及其鉴别 [M].北京: 海洋出版社, 1995
27	宋利桃, 尉瑞平, 米景川, 等.布鲁菌病三种血清学检测方法一致性研究 [J].医学动物防制, 2021, 37(1): 68-70, 74.
28	Garin-Bastuji B, Blasco JM, Grayon M, et al.Brucella melitensis infection in sheep: present and future [J].Vet Res, 1998, 29(3-4): 255-274.
29	Chand P, Rajpurohit BS, Malhotra AK, et al.Comparison of milk-ELISA and serum-ELISA for the diagnosis of Brucella melitensis infection in sheep [J].Vet Microbiol, 2005, 108(3-4): 305-311.
30	Araj GF, Lulu AR, Khateeb MI, et al.ELISA versus routine tests in the diagnosis of patients with systemic and neurobrucellosis [J].APMIS,1988, 96(2): 171-176.
31	Jindan RA, Saleem N, Shafi A, et al.Clinical interpretation of detection of IgM anti-brucella antibody in the absence of IgG and vice versa; a diagnostic challenge for clinicians [J].Pol J Microbiol, 2019,68(1): 51-57.
32	Khan MZ, Zahoor M.An overview of brucellosis in cattle and humans,and its serological and molecular diagnosis in control strategies [J].Trop Med Infect Dis, 2018, 3(2): 65.
33	Ducrotoy MJ, Conde-Álvarez R, Blasco JM, et al.A review of the basis of the immunological diagnosis of ruminant brucellosis [J].Vet Immunol Immunopathol, 2016, 171: 81-102.
34	赵伟栋.牛布鲁菌噬菌体展示抗原的制备及其在诊断中的应用[D].长春: 吉林大学, 2009.
35	刘熹.布鲁氏菌病实验诊断方法评价及标准化研究 [D].北京: 中国疾病预防控制中心, 2016.
36	塔娜, 尉瑞平, 米景川, 等.对布鲁菌病4 种血清学检测方法的比较分析 [J].中国卫生检验杂志, 2019, 29(21): 2594-2596.
37	刘雅雯, 王显军, 杨丽萍.对比胶体金免疫层析法与荧光偏振法诊断布鲁氏菌病准确性的 Meta 分析 [J].中国人兽共患病学报, 2023,39(4): 409-417.
38	赵敖宁, 塔娜, 范蒙光, 等.布鲁菌病胶体金抗体检测试剂盒的应用与比较分析 [J].医学动物防制, 2022, 38(6): 514-516.
39	Dong SB, Xiao D, Liu JY, et al.Fluorescence polarization assay improves the rapid detection of human brucellosis in China [J].Infect Dis Poverty, 2021, 10(1): 46.
40	王月, 张悦, 谭勤琴, 等.荧光偏振法在布鲁菌病抗体检测中的应用 [J].医学动物防制, 2024, 40(1): 101-104.
41	刘佳音, 田国忠, 于高娃, 等.布鲁氏菌多重荧光定量PCR 方法的建立与应用 [J].中国人兽共患病学报, 2022, 38(4): 309-316.
42	Yavuz MT, Kaya DA, Behçet M, et al.Detection of Brucella among voluntary blood donors in Turkey by using a new real time PCR method [J].2012, 11(17)
43	高磊, 高建炜, 杨聪, 等.2019-2022 年宁夏回族自治区人间布鲁氏菌分离株种型鉴定及分子特征分析 [J].疾病监测, 2024, 39(3):279-284.
44	谢群, 胡琳, 袁红霞, 等.2021 年郴州市人间布鲁氏菌病流行特征及分离菌株种型鉴定[J].中国感染控制杂志, 2023, 22(4): 463-467.
45	刘海雯, 徐玲, 范玉, 等.基于微滴式数字聚合酶链式反应技术检测布鲁氏菌病患者血液中布鲁氏菌核酸的研究 [J].疾病监测,2024, 39(6): 751-755.
46	马国瑞.环介导等温扩增(LAMP)检测新疆北疆地区布鲁氏菌病原的方法研究 [D].石河子: 石河子大学, 2014.
47	Shukla JL, Husain AA, Bhan S, et al.Diagnostic utility of LAMP PCR targeting bcsp-31 gene for human brucellosis infection [J].Indian J Med Microbiol, 2023, 44: 100354.
48	Moeini-Zanjani A, Pournajaf A, Ferdosi-Shahandashti E, et al.Comparison of loop-mediated isothermal amplification and conventional PCR tests for diagnosis of common brucella species [J].BMC Res Notes, 2020, 13(1): 533.
49	贺潇瑾, 周娟, 龙云铸, 等.多交叉置换扩增联合纳米生物传感器技术对低病毒载量慢性乙型肝炎人群快速诊断价值 [J].临床军医杂志, 2024, 52(2): 169-172.
50	肖飞, 郑宝英, 徐文健, 等.基于多交叉置换扩增和纳米生物传感技术快速检测肺炎支原体方法的建立 [J].遵义医科大学学报,2024, 47(5): 513-521.
51	Yan L, Zhao F, Niu L, et al.Simultaneous detection of Streptococcuspneumoniae and prevention of carryover contamination using multiple cross displacement amplification with Antarctic thermal sensitive uracil-DNA-glycosylase and a lateral flow biosensor [J].FEMS Microbiol Lett, 2021, 368(3): fnab006.
52	Li S, Liu Y, Wang Y, et al.Rapid detection of brucella spp.and elimination of carryover using multiple cross displacement amplification coupled with nanoparticles-based lateral flow biosensor[J].Front Cell Infect Microbiol, 2019, 9: 78.
53	Yang X, Wang Y, Liu Y, et al.Rapid, ultrasensitive, and highly specific identification of Brucella abortus utilizing multiple cross displacement amplification combined with a gold nanoparticles-based lateral flow biosensor [J].Front Microbiol, 2022, 13: 1071928.
54	梁晨, 梁秀文, 刘晨芳, 等.脑脊液宏基因二代测序确诊布鲁菌病并发脑膜炎1 例 [J].中国工业医学杂志, 2024, 37(2): 167-168.
55	Janowicz A, De Massis F, Ancora M, et al.Core genome multilocus sequence typing and single nucleotide polymorphism analysis in the epidemiology of brucella melitensis infections [J].J Clin Microbiol,2018, 56(9): e00517-518.
56	Xie Y, Dai L, Yang Y.Microfluidic technology and its application in the point-of-care testing field [J].Biosens Bioelectron X, 2022, 10:100109.
57	李翔, 董占柱, 陈昊, 等.微流控芯片技术在布鲁氏菌检测中的应用 [J].分子诊断与治疗杂志, 2022, 14(5): 731-735.
58	Khan S, Ullah R, Khan A, et al.Analysis of hepatitis B virus infection in blood sera using Raman spectroscopy and machine learning [J].Photodiagnosis Photodyn Ther, 2018, 23: 89-93.
59	窦景锐.血清振动光谱技术在感染布氏杆菌病宿主诊断模型的建立及其应用评估 [D].乌鲁木齐: 新疆医科大学, 2023.
60	Kellner MJ, Koob JG, Gootenberg JS, et al.SHERLOCK: nucleic acid detection with CRISPR nucleases [J].Nat Protoc, 2019, 14(10): 2986-3012.
61	党生.基于CRISPR/Cas12a 系统检测布鲁氏菌感染的研究 [D].通辽: 内蒙古民族大学, 2023.
62	Zhang Y, Lyu Y, Wang D, et al.Rapid identification of brucella genus and species in silico and on-site using novel probes with CRISPR/Cas12a [J].Microorganisms, 2024, 12(5): 1018.
63	姚雄宇, 董秀哲, 李晓刚, 等.布鲁菌病致前列腺炎合并脊柱炎一例并文献复习 [J/OL].中华临床医师杂志(电子版), 2023, 17(5):624-626.

[1]	房高丽, 葛子若, 钱芳, 侯静, 张立松, 马爱民, 孙挥宇, 陈志海. 以听力下降为主要表现的7例神经型布鲁氏菌病患者的临床特点[J/OL]. 中华实验和临床感染病杂志(电子版), 2020, 14(04): 331-335.
[2]	杨新明, 杨超伟, 姚尧, 田野, 陈丽星, 张瑛. 布鲁氏菌性脊柱炎规范化诊断的临床研究[J/OL]. 中华诊断学电子杂志, 2022, 10(04): 217-223.

阅读次数

全文

摘要

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

Progress in applied laboratory diagnostic techniques for brucellosis

模态框（Modal）标题

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

Progress in applied laboratory diagnostic techniques for brucellosis