动物检疫过程中病原微生物检测技术进展与挑战
刘孝东
唐河县畜牧发展中心
引言
随着畜牧业的规模化发展以及动物产品贸易的日益频繁,动物疫病的传播风险显著增加,对动物健康、畜牧业经济以及人类公共卫生安全构成严重威胁。病原微生物作为引发动物疫病的主要因素,其快速、准确检测是动物检疫工作的关键环节。高效的病原微生物检测技术能够及时发现疫病隐患,为疫病防控和检疫决策提供科学依据,有效阻断疫病传播路径。
一、动物检疫中病原微生物检测技术的主要进展
(一)传统检测技术的优化升级
传统病原微生物检测技术如分离培养法、血清学检测法等,在动物检疫领域应用历史悠久,是检测技术体系的基础。近年来,针对传统技术操作繁琐、检测周期长等不足,相关优化工作持续推进。在分离培养方面,通过改进培养基成分,提高了对目标病原微生物的选择性和培养效率,缩短了培养周期;在血清学检测方面,对检测试剂的特异性和敏感性进行优化,减少了交叉反应和假阳性、假阴性结果的出现,同时简化了操作步骤,降低了对操作人员专业技能的过高要求,使传统技术在基层检疫工作中仍能发挥重要作用。
(二)分子生物学检测技术的广泛应用
分子生物学检测技术凭借其高特异性、高敏感性和快速检测的优势,在动物检疫病原微生物检测中得到广泛应用。聚合酶链式反应(PCR)技术不断发展,实时荧光定量 PCR、巢式 PCR 等衍生技术进一步提升了检测的精准度和效率,能够实现对低浓度病原微生物的快速检测和定量分析;环介导等温扩增技术(LAMP)无需复杂的温度循环设备,操作简便、反应快速,适合现场快速检测场景,在基层检疫站点和野外检疫工作中具有明显优势;基因芯片技术则可实现对多种病原微生物的同时检测,大大提高了检疫工作的通量,减少了检测时间和成本,满足了大规模样本检测的需求。
(三)生物传感器检测技术的快速发展
生物传感器检测技术作为一种新型检测技术,结合了生物技术、微电子技术和材料科学等多学科优势,具有响应快速、操作简便、可实时监测等特点。在动物检疫病原微生物检测中,基于抗原 - 抗体反应、核酸杂交等原理的生物传感器不断涌现。例如,免疫传感器通过特异性抗原 - 抗体结合实现对病原微生物的检测,具有较高的特异性和灵敏度;核酸生物传感器则利用核酸探针与目标病原微生物核酸的特异性结合进行检测,能够快速识别病原微生物的基因特征。
二、动物检疫中病原微生物检测技术面临的挑战
(一)检测技术的适用性与场景匹配问题
不同的动物检疫场景对检测技术的要求存在差异,例如实验室检测注重检测的精准度和通量,而现场检疫则更强调检测的快速性和便携性。当前,部分检测技术虽在性能上表现优异,但在适用性和场景匹配方面仍存在不足。一些高精度的分子生物学检测技术依赖复杂的仪器设备和专业的操作环境,难以在缺乏完善基础设施的基层检疫站点或野外检疫场景中推广应用。
(二)病原微生物变异带来的检测难题
病原微生物具有较强的变异能力,在外界环境压力、宿主选择等因素影响下,其基因序列、抗原结构等可能发生变异,导致原有检测技术的检测效果受到影响。一方面,病原微生物变异可能使检测试剂无法有效识别目标微生物,出现假阴性结果,造成疫病漏检,增加疫病传播风险;另一方面,变异后的病原微生物可能与其他相关微生物产生交叉反应,导致检测出现假阳性结果,干扰检疫判断,影响检疫工作的准确性和可靠性。
(三)检测技术标准化与质量控制不足
检测技术的标准化和质量控制是保障动物检疫结果准确性和一致性的关键。目前,动物检疫病原微生物检测技术领域,部分检测方法缺乏统一的国家标准或行业标准,不同实验室、不同检疫机构在检测操作流程、试剂选择、结果判定等方面存在差异,导致检测结果的可比性和重复性较差。同时,质量控制体系不完善,对检测过程中的样本采集、运输、保存以及检测试剂的质量监管等环节缺乏有效的监督和管理,可能因操作不规范、试剂质量不合格等因素影响检测结果的准确性,给动物检疫工作带来隐患。
三、动物检疫中病原微生物检测技术的发展方向
(一)推动检测技术的集成化与多功能化
未来,病原微生物检测技术将朝着集成化和多功能化方向发展,通过整合多种检测技术的优势,实现检测流程的一体化和检测功能的多样化。例如,将样本前处理、核酸提取、扩增检测等步骤集成到一个微型设备中,形成一体化检测系统,减少人为操作步骤,提高检测效率;开发兼具快速检测、定量分析和变异识别功能的检测技术,不仅能够快速确定病原微生物的存在与否,还能实现对病原微生物浓度的精准定量以及对变异菌株的有效识别,为疫病防控提供更全面的信息支持。
(二)加强检测技术的智能化与自动化研发
智能化和自动化是提升动物检疫工作效率和减少人为误差的重要方向。未来,将人工智能、机器学习等技术与病原微生物检测技术相结合,开发智能化检测系统,实现对检测数据的自动分析、处理和结果判定,减少人为因素对检测结果的影响;同时,推进检测设备的自动化研发,实现样本的自动采集、处理、加样和检测全过程的自动化操作,降低操作人员的劳动强度,提高检测工作的标准化程度和效率,满足大规模、高通量检疫检测的需求。
(三)完善检测技术标准体系与质量控制机制
建立健全的检测技术标准体系和完善的质量控制机制是保障病原微生物检测结果可靠性的重要基础。未来,应加强对病原微生物检测技术标准的制定和修订工作,根据技术发展和检疫需求,制定统一的国家标准、行业标准和操作规范,规范检测流程和方法;同时,加强对检测机构、检测人员和检测试剂的质量监管,建立健全检测质量控制体系,定期开展检测能力验证和质量评估,确保检测机构具备合格的检测能力,检测人员具备专业的操作技能,检测试剂符合质量标准,从而保障动物检疫病原微生物检测工作的质量和准确性。
结束语
动物检疫过程中的病原微生物检测技术在保障畜牧业健康发展、维护公共卫生安全方面发挥着不可替代的作用。近年来,随着相关学科技术的进步,病原微生物检测技术在传统技术优化、分子生物学技术应用和生物传感器技术发展等方面取得了显著进展,为动物检疫工作提供了更多有效的技术选择。未来,通过推动检测技术的集成化与多功能化、加强智能化与自动化研发以及完善标准体系与质量控制机制,能够进一步提升病原微生物检测技术水平,为动物检疫工作提供更有力的技术支撑,助力实现动物疫病精准防控和动物产品安全保障的目标。
参考文献
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