当我们拿起药瓶吞下药片或者接受注射治疗时,很少会想到这瓶药里可能藏着看不见的危险——微生物污染。药品是用来治病的,但如果被微生物污染反而会变成致病源。而细菌、真菌、支原体、病毒等微生物都可能通过原料、生产过程、包装等环节进入药品,并在进入人体后引起感染、发热、休克甚至死亡,尤其是对于免疫力低下的人群如癌症患者来说,风险更高。近几年,PCR技术逐渐成为药品微生物检测的利器,且比传统方法能更准确、更快速检测药品中的微生物。接下来,我们就来揭开PCR技术的神秘面纱。
PCR技术:让微生物“现身”的“分子复制机”
要理解PCR技术,得先从微生物的身份说起。像人的指纹一样,每种微生物都有自己特有的DNA序列。比如大肠杆菌有一段DNA序列是其他细菌没有的,新冠病毒有一段需要先反转录成DNA的RNA序列是其他病毒没有的。PCR的全称是聚合酶链式反应,其用分子复印机把微生物的DNA片段复制几百万甚至几十亿倍,让它从看不见变成看得见。
PCR需要四个核心原料:一是模板DNA,即相当于原件微生物的DNA片段;二是引物—两段短DNA序列,相当于定位器,以便能找到需要复制的DNA片段两端;三是DNA聚合酶,相当于复印机的发动机,能把脱氧核苷酸连接成新的DNA链;四是脱氧核苷酸,相当于复印机的墨水用来合成新DNA链。
PCR的过程分为三步循环进行,其中第一步是变性,在95℃左右的环境中让模板DNA的双螺旋解开,变成两条单链;第二步是退火,50-60℃中让引物结合到单链DNA的两端;第三步是延伸,72℃环境中让DNA聚合酶沿着引物方向合成新的DNA链。这三步合起来叫一个循环,大约需要2-3分钟。经过30-40个循环,模板DNA就能被扩增到几百万倍,足以被检测到。
PCR技术在药品微生物检测中的突出优点
灵敏度高。相较于传统培养法需要100个以上,PCR能检测到药物样品中1-10个微生物。比如注射剂中即使有几个大肠杆菌也能被PCR检测到。
特异性强。PCR检测中涉及到的引物只会结合目标微生物的特有DNA序列,因此不会出现误判。比如检测大肠杆菌时,不会把其他细菌当成大肠杆菌。
速度快。PCR对药品中微生物的检测只需要4-6小时就能出结果,大大节省了时间和成本,这可以保证像疫苗这类产品能及时上市,不会错过疫情防控关键期,挽救更多生命,而传统培养法通常需要24-48小时。
PCR检测不是“万能的”:这些问题你必须知道
虽然PCR技术识别药品中的微生物污染的利器,但它并不是万能的,也有局限性。如果不了解这些,可能会误解检测结果,甚至导致错误决策。下面是几个常见误区:
误区一:PCR能检测所有微生物。PCR需要知道目标微生物的DNA序列才能设计引物,所以只能检测已知微生物大肠杆菌、新冠病毒。如果是未知微生物如新发现的病毒,没有它的DNA序列,PCR就无法检测。另外,只有蛋白质没有核酸的朊病毒也不能用PCR检测。
误区二:PCR阳性就等于“有活的微生物”。不管微生物是活的还是死的,PCR检测的只是DNA/RNA。比如药品中的大肠杆菌被防腐剂杀死后,它的DNA还在,PCR会显示阳性,但死菌不会危害人体。这时候需要结合传统培养法:如果PCR阳性、培养法阴性,说明是死菌,不需要召回;如果两者都阳性,说明是活菌,必须召回。
误区三:PCR结果“100%准确”。PCR可能出现“假阳性”或“假阴性”。其中,假阳性是指样品中没有目标微生物,但PCR显示阳性,造成其的原因可能是实验室污染、引物设计错误;假阴性则是指样品中有目标微生物,但PCR显示阴性。这多与药品中的抑制剂如蛋白质抑制了DNA聚合酶活性,或高温处理导致目标DNA被破坏有关。为了避免假阴性,实验室通常会加入“内参”—人体DNA片段:如果内参没有扩增,说明样品中的抑制剂影响了反应,需要重新处理;如果内参扩增了,说明结果可信。
误区四:PCR可以替代传统培养法。在常规靶向检测中,PCR只能鉴定已知种类,但无法像培养法那样获得完整的活体微生物菌株进行更广泛的生物学特性研究。医院接收因疑似污染而被召回的药品时,需要用传统培养法分离微生物,才能知道用哪种抗生素治疗,PCR只能辅助检测。
从PCR报告到日常用药:普通人该如何守护药品安全?
对于普通人来说,了解PCR知识能帮助我们更好关注药品安全,避免使用被污染的药品。下面是几个实用建议:
1. 关注药品的“微生物检测报告”。在购买注射剂、疫苗、生物制品等高危药品时,要求商家提供检测报告。报告中如果有PCR检测阴性,说明没有目标微生物污染;如果没有PCR结果或结果阳性,最好不要购买。
2. 不使用过期药品。过期药品中的防腐剂如苯扎氯铵在失效后容易滋生微生物,比如眼药水过期后,空气中的细菌可能进入导致眼部感染。即使外观没变化,也不要使用过期药品。
3. 避免自行混合药品。不要把不同药品混合使用,例如把感冒药粉末混在一起冲服、把液体药倒入同一容器,这样可能通过手接触引入微生物,还可能发生化学反应产生有害物质。
4. 正确使用外用药品。相较于内服类药品,软膏、乳膏等外用药品更加容易被污染,在使用时也要注意。建议使用干净棉签蘸取代替手直接接触,也不要把用过的棉签放回瓶中,在使用后拧紧瓶盖。如果药膏出现浑浊、沉淀、异味,说明被污染,此时也不要使用。
5. 规范使用注射类药品。胰岛素等注射类药品因为直接进入血液而具有较高的风险。在使用时要注意:不要重复使用针头;注射前用酒精棉片消毒皮肤,并待酒精干后再注射;不要自行调整剂量或部位;如果注射后出现发热、红肿,及时就医这可能是微生物感染。
6. 选择正规渠道购买药品。医院、药店、正规电商等正规渠道的药品经过严格质量控制,微生物污染风险低。反之,路边摊、朋友圈“特效药”等三无产品没有经过PCR等专业检测,可能存在严重污染,不要购买。
结束语
药品是健康的保护神,但微生物污染会让它变成杀手。PCR技术的出现让我们有了更准确、更快速的方法检测药品中的微生物,为药品安全增添一道“防线”。作为普通人,不需要亲自做PCR检测,但可以通过关注检测报告、不使用过期药、不自行混合药、正确使用外用和注射类药品、选择正规渠道购买等方式守护药品安全。当然,药品安全需要全社会共同努力,例如企业要加强生产过程质量控制,监管部门要加强抽检,医疗机构要规范用药。
作者:郝博 鄂尔多斯市检验检测中心
来源: 健康科普宣教