快速检测中多重PCR技术的运用和优势

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快速检测中多重 PCR 技术的运用和优势

摘　　　　要：多重 PCR 技术是一种将常规 PCR 扩增体系改进后同时扩增多个目的片段的新型技

术。多重 PCR 凭借高通量、低成本、特异性强的特点,迅速被应用于快速检测领域及科学研究

领域。简要概述了多重 PCR 技术,综述了多重 PCR 技术在病毒检测、细菌检测、血清学检测的

应用,并将其与常规技术进行比较,总结了这些方法的优缺点,为今后多重 PCR 技术在快速检测中

的应用选择提供依据。

　　　 Abstract： Multiplex PCR technology is a new technique to amplify multiple target

fragments at the same time after optimizing and improving the amplification system of conventional

PCR. Due to its high throughput,low cost and high specificity,multiplex PCR has attracted much

attention in the field of rapid detection and scientific research. This article briefly outlines the

application of multiplex PCR in virus detection,bacterial detection and serological detection. We

compare the advantages and disadvantages between the common methods and multiplex PCR and

summarize the application and prospect of multiplex in rapid detection.

　　 Keyword： multiplex PCR; serology; bacteria; virus; rapid detection;

多重 PCR 又称复合 PCR，是在常规 PCR 基础上改进并发展起来的一种新型 PCR 扩增技术，即

在同一个反应体系中加入两对以上引物，同时在同一模板或不同模板之间进行多个核酸片段的

扩增。与常规 PCR 相比，多重 PCR 技术拥有单个 PCR 灵敏性和特异性，又较之快捷和经济，

在引物和 PCR 反应条件的设计方面表现出很大的灵活性。自 Chamberlian 和Gibbs 等人于 1988

年首次报道通过多重 PCR 扩增筛选出杜氏肌营养不良基因座的缺失以来[1]，多重 PCR 技术已

被成功应用于基因诊断的多个领域，包括临床病原微生物检测[2]、食品安全的检测[3]、植物

基因分型与定量研究[4]和肿瘤用药指导[5]等研究。

随着社会需求的扩大，检测鉴定已不局限于传统检测手段，随着分子生物学检测的崛起，快速

检测已成为目前安全检测、检验检疫等领域中的重要组成部分，特别是在全球新冠疫情的影响

下，快速检测为社会提供了高效便捷的服务，而利用一次多重 PCR 反应，可同时检测、鉴别

出多种病原体/基因型，在临床混合感染的鉴别诊断上具有其独特优势和很高的实用价值。本

文分析了多重 PCR 在快速检测中的研究进展与应用热点，为完善快速检测手段及应用选择提

供参考思路。

　 1　、多重 PCR 原理

多重 PCR 技术是在常规 PCR 的基础上加以改进后的一种新型技术，其基本原理与常规 PCR 相

同，是通过聚合酶链式反应来达到目的片段的扩增。当 DNA 双链处于 90℃高温时，双链 DNA

会解旋成单链 DNA;当温度降到 60℃左右时，引物与特定的靶序列相结合;当温度升到72℃时

即为 DNA 聚合酶的最适温度，在依靠多种 d NTPs 底物的基础上再通过碱基互补配对原则从而

完成单链 DNA 的延伸工作，最终完成 DNA 双链的合成[6]。多重 PCR 与常规 PCR 的区别在于

同一个反应体系中所加入的引物对数不同。多重 PCR 可以特异性扩增出一条以上的目的 DNA

片段。反应体系的组成和 PCR 循环的条件需要经过优化以确保同时扩增多个 DNA 片段。理论

上只要PCR 扩增的条件合适，引物对的数量可以不限，但由于各种条件的限制，实际能够扩

增的引物对数量是有限的(～1000 对)。

　　 2　、多重 PCR 技术在快速检测中的应用

快速检测是指样品制备简单、所用试剂较少、制备后可保存较长时间、操作过程简单、对操作

人员要求较低，且能在较短时间内完成检测分析并得出检测结果的方法[7]。快速检测可快速筛

查任何存在问题的产品，能及时发现问题并采取相关措施，以此可避免食品安全事件的发生或

生产企业的损失，这对提高监督工作效率和力度，保障社会卫生安全具有重要意义。常用的快

速检测方法除了目前有关核酸检测中用到的多重 PCR 技术以外，还有胶体金免疫层析法、酶

联免疫吸附法、电化学分析法等[7]。

目前，多重 PCR 技术在快速检测中的运用较为广泛，在不同的领域之间也有相关的研究报

道。表 1总结了近年来部分研究情况，其中，多重 PCR 技术在细菌检测方面的应用相对较多。

　 2.1　、在病毒检测中的应用

病毒是一种个体微小，结构简单并且必须依靠宿主细胞进行增殖的非细胞型生物，同时具有在

生物体之间进行传播并感染生物体的能力。一旦感染上有害病毒如流感病毒、人类免疫缺陷病

毒、新型冠状病毒等，则会给人类带来疾病甚至威胁生命。多重 PCR 技术的应用给病毒检测

带来便利。张曼等建立鉴别禽流感病毒、新城疫病毒和安卡拉病毒的多重 PCR 检测方法[17];刘

晓萌等采用多重 PCR 技术检测支气管异物并下呼吸道感染患儿病原菌，病原菌检出率为

96.2%，其结果的病原体检出率与分离培养相比，远远大于分离培养的病原菌检测率[41];蔡德

丰等使用多重 PCR 对大肠埃希菌、副溶血弧菌、痢疾志贺菌、肠炎沙门菌及肠道病毒 71 型腹

泻病原体进行检测，结果各样本之间无交叉反应，各腹泻病毒 Adv、No V G1、RV A、SV 及

HAst V 的检出限均小于5×103copies/μL,No V G1 小于1×104copies/μL，表明该技术的特异性和

灵敏度都很高[10]。

　 2.2　、在细菌检测中的应用

细菌检测中，最为常见致病菌主要包括致病性大肠埃希氏菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌

(Staphylococcus aureus)、志贺氏菌属的类群(Shigella)、肉毒梭状芽孢杆菌(Clostridium

botulinum)等。多重 PCR 技术在细菌检测中应用广泛，白龙等通过优化多重 PCR 技术，用于检

测在多种鸡源细菌中的 5种四环素耐药基因[42];谢庆超等构建多重 RT-PCR 体系检测了 92 份生

食水产品样品的副溶血性弧菌和单增李斯特菌[32];李新福等通过优化多重 PCR 技术的反应条件

检测出低温肉制品中的沙门菌、单增李斯特菌和金黄色葡萄球[31]，其检测结果具有高特异性

及高灵敏度的特点，操作也省时省力，为快速检测提供高效便捷的参考办法。

　 2.3 　、在血清学检测中的应用

即使是相同的细菌，不同的血清型给人带来的影响也会不相同。例如大肠埃希氏菌、沙门氏

菌，不同的血清型在侵袭力、耐药性、毒素系统以及给出的治疗方案也不相同。郑玉玺等建立

对食品中 3种常见血清型沙门氏菌快速检测的多重 PCR 方法[37];左乐等通过建立多重荧光 PCR

鉴定体系同时检测了常见的15 种沙门菌血清型，其方法检出限为 1.1×10-3～1.2×10-3ng/μL，

检测灵敏度达到 1 pg/μL，从核酸提取到结果判定，整个实验过程可在 1.5 h 内完成[42]，这体

现了多重荧光 PCR 技术较高的特异性、省时省力的特点。

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摘要：

快速检测中多重PCR技术的运用和优势　　摘　　　　要：多重PCR技术是一种将常规PCR扩增体系改进后同时扩增多个目的片段的新型技术。多重PCR凭借高通量、低成本、特异性强的特点,迅速被应用于快速检测领域及科学研究领域。简要概述了多重PCR技术,综述了多重PCR技术在病毒检测、细菌检测、血清学检测的应用,并将其与常规技术进行比较,总结了这些方法的优缺点,为今后多重PCR技术在快速检测中的应用选择提供依据。　　　Abstract：MultiplexPCRtechnologyisanewtechniquetoamplifymultipletargetfragmentsatthesametimeaft...

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