病菌偵探：微生物檢驗(yàn)

南枝

什么是微生物檢驗(yàn)

我們時常會看到一些報道，諸如，某地某餐飲店中，有客人用餐后，出現(xiàn)惡心、嘔吐、腹瀉、發(fā)熱、腹痛、頭暈等癥狀，這種都會被懷疑是食物中毒。越是在炎熱的夏日，這種報道就越多。當(dāng)然，不止在外用餐會出現(xiàn)這種情況，家庭用餐也會出現(xiàn)食物中毒。

那么，在懷疑這是食物中毒后，又怎么來確定是什么引起的食物中毒呢？

食物中毒是指食用被細(xì)菌、毒素、有毒物質(zhì)污染的食物引起的急性中毒疾病。這其中的很大一部分都是細(xì)菌，所以在檢測是什么引起食物中毒時，就要做引起食源性疾病的細(xì)菌的檢測。

1999年12月，在一個月內(nèi)，美國疾病預(yù)防控制中心就收到了78例感染沙門氏菌就診的記錄，其中有15人病重住院，2人不幸病逝。這個沙門氏菌，便是如今引起食物中毒案例最多的細(xì)菌。

在中國，每年報道的沙門氏菌引起的食物中毒事件也不少。

除了沙門氏菌之外，會引起食物中毒的細(xì)菌還有很多，例如金黃色葡萄球菌、致病性大腸桿菌、副溶血弧菌、志賀氏菌等等。

因?yàn)樯抽T氏菌是微生物，對它的檢測，便是屬于微生物檢驗(yàn)范疇。微生物的定義是一群體型微小，結(jié)構(gòu)簡單，肉眼不能直接看到，必須借助光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡才能觀察到的微小生物。

微生物是地球上種類最多的生物，比我們?nèi)庋劭梢姸熘膭游锖椭参锒家嗟枚?。它包含沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的病毒，有原核細(xì)胞結(jié)構(gòu)的細(xì)菌、支原體、衣原體、立克次體、螺旋體、放線菌，以及有真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)的真菌等。

這些微生物中，有對人類有益的，例如用于發(fā)酵酒和泡菜等的酵母菌;也有對人類致病的，例如上面講到的沙門氏菌，以及最近引起重大疫情的新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）。還有更多是存在于自然界中，不為我們所知的，也沒和人類產(chǎn)生更多關(guān)系的微生物。

微生物種類有如此之多，而它們又非常小，我們無法通過肉眼看到它們，辨別它們，那么，我們要怎么找到它們，并且把它們給辨認(rèn)鑒定出來呢？

這準(zhǔn)確找到它們并進(jìn)行正確辨認(rèn)的過程，就是我們的微生物檢驗(yàn)。在我們的日常生活中，微生物檢驗(yàn)更多是被用于指對會引起人類疾病的微生物進(jìn)行的檢驗(yàn)。

怎么檢驗(yàn)微生物

上面已經(jīng)講到，微生物肉眼不可見，那要檢測出這些微生物，到底是怎么做到的呢？而檢測出這些微生物，到底有什么意義？

下面，我們通過一個例子來進(jìn)行講解。

細(xì)菌引起食物中毒

某日晚，某學(xué)校上百名學(xué)生都出現(xiàn)了發(fā)熱、嘔吐、腹痛、腹瀉的癥狀，嚴(yán)重的甚至出現(xiàn)了休克。學(xué)校在送這些學(xué)生去醫(yī)院治療的時候，疾控部門也會前來學(xué)校調(diào)查，找出出現(xiàn)這樣大規(guī)模食物中毒的原因。

按照規(guī)定，學(xué)校會對早餐、午餐、晚餐進(jìn)行一定留存，以應(yīng)對出現(xiàn)食物中毒事件之后的追溯調(diào)查。那么，這些留存的部分飯菜，還有食堂里的餐具、菜板、刀具、用水、下水道里的樣本等等，也都會被采樣，拿去做檢測。而針對生病的學(xué)生，會采集他們的嘔吐物、糞便等，用于做檢測。

以上，都是為了找到到底是什么引起的食物中毒，以及這東西到底是從哪里來。

這是不是像一個偵探案件的過程？這些樣本，會被分到幾個部門進(jìn)行檢測，其中一個部門是微生物檢驗(yàn)。 根據(jù)食物中毒的患者的癥狀，一般可以大致判斷是哪些種類的細(xì)菌中毒，再根據(jù)這些判斷，來做針對性檢測。一般會檢測的項(xiàng)目包括大腸埃希氏菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、志賀氏菌、副溶血弧菌等。

對每一種細(xì)菌的檢測，過程都大致類似，但過程中使用的培養(yǎng)基會有極大的差別。

沙門氏菌檢驗(yàn)步驟

方法

將我們要檢測的樣本加入一種叫緩沖蛋白胨水的液體培養(yǎng)基中，然后在36±1℃的溫度下，對其培養(yǎng)8～18小時。

目的

引起疾病的沙門氏菌，它本身的量可能很少，這樣進(jìn)行培養(yǎng)后，沙門氏菌會在培養(yǎng)基中生長，讓它變多，以便于我們之后的檢測。

方法

取1毫升第一步增菌過的液體，分別轉(zhuǎn)移到另外兩種叫作四硫磺酸鈉煌綠增菌液和亞硒酸鹽胱氨酸增菌液的液體培養(yǎng)基（10毫升）中，分別在42±1℃和36±1℃溫度下培養(yǎng)18～24小時。

目的

再一次增菌，不只是為了讓沙門氏菌長得更多，還要抑制樣品中的其他的微生物的生長，以讓沙門氏菌獲得生長優(yōu)勢，脫穎而出，更容易地被后續(xù)步驟檢測出來。

方法

用接種環(huán)取第二步增菌的液體，劃線到顯色平板（諸如亞硫酸鉍瓊脂平板、木糖賴氨酸脫氧膽鹽瓊脂平板、沙門氏菌屬顯色培養(yǎng)基平板），再在36±1℃溫度下培養(yǎng)，根據(jù)培養(yǎng)基不同，時間為18～48小時。

目的

最終挑起菌落檢驗(yàn)。

原理

根據(jù)不同細(xì)菌的生化反應(yīng)不同，從而對它們進(jìn)行辨別。

我們無法用肉眼看到單個的細(xì)菌，但是，當(dāng)細(xì)菌生長到非常多，形成一個個菌落的時候，我們就能用肉眼看到它了。而根據(jù)細(xì)菌本身特性的不同，它們的菌落在不同的培養(yǎng)基平板上呈現(xiàn)出的顏色形態(tài)等等都會不同。例如，在亞硫酸鉍瓊脂平板上，沙門氏菌的菌落就是黑色，有棕褐色或者灰色金屬光澤，這些菌落可能也會讓周圍的培養(yǎng)基變成黑色或者棕色，也有的菌落可能是灰綠色，我們便是根據(jù)這個不同，來對它們進(jìn)行辨認(rèn)。

以上的檢測步驟，便是將不可見的細(xì)菌轉(zhuǎn)變成可見的菌落，再對它們進(jìn)行辨別，最后再利用生化實(shí)驗(yàn)精準(zhǔn)地確定菌種。

在培養(yǎng)基平板上接種細(xì)菌

亞硫酸鉍瓊脂平板上的沙門氏菌

檢驗(yàn)過后進(jìn)一步追查來源

如果通過這一系列檢驗(yàn)過程，發(fā)現(xiàn)生病的學(xué)生的嘔吐物以及糞便中有沙門氏菌，那么，我們就可以認(rèn)定這是一起沙門氏菌引起的食物中毒。除此之外，我們可能還在學(xué)校食堂的某些菜里，某個廚具或某個食材里發(fā)現(xiàn)含有沙門氏菌，這樣我們就確定了到底是什么原因?qū)е碌闹卸?。另外，還能確定是哪些原材料里含有沙門氏菌，并追蹤這些原材料是從哪里購買，以此追溯到這起沙門氏菌感染的最初源頭上去，并進(jìn)行處理，以避免其他人也感染。

總的說來，檢驗(yàn)出致病的微生物，可以對患者的治療方案做指導(dǎo)，也能夠用于追溯這個致病微生物的來源，以確保更多人的安全。

諸如開始介紹的那起發(fā)生于美國1999 年12 月的沙門氏菌感染事件，通過對這個沙門氏菌的追蹤，找出是從墨西哥進(jìn)口的芒果帶有沙門氏菌，并進(jìn)一步查出是因?yàn)閷γ⒐M(jìn)行處理時水中有污染。后來，美國就更改了對芒果的處理方式，控制了傳染源。

金黃色葡萄球菌在Baird-parker 平板上，顏色呈灰色到黑色，邊緣為淡色，周圍為一混濁帶，在其外層有一透明圈。

檢驗(yàn)手段的進(jìn)步

根據(jù)上述介紹，想必大家也計算出來了，通過這種傳統(tǒng)的培養(yǎng)檢驗(yàn)方式，要確定到底感染了何種微生物，所需的時間很長，動輒五天一周，或者更長。那么，有比這個時間更短的檢驗(yàn)方式嗎？

微生物的遺傳物質(zhì)也都是DNA或者RNA，我們還可以通過檢測這些微生物的遺傳物質(zhì)來確定它們，這就是如今被廣泛運(yùn)用的分子檢測手段。

繼續(xù)以之前的沙門氏菌為例，我們可以通過提取樣本中的細(xì)菌，或者在對樣本進(jìn)行第一次或者第二次增菌后，就直接進(jìn)行核酸提取，然后再通過檢測沙門氏菌的特異性基因，就可以確定這里面是否有沙門氏菌。這樣，整個檢測過程所需的時間就被縮短到一到三天了。

以上，是對微生物中的細(xì)菌進(jìn)行檢驗(yàn)的介紹，在細(xì)菌之外，還有很多種類的其他病原微生物，例如病毒。

以這次引起重大疫情的新冠病毒為例。國內(nèi)國際針對新冠病毒的檢測，主要便是通過分子核酸檢測的方式，來對它進(jìn)行檢測。（其具體方法可以參考《科學(xué)Fans》2020年5月刊的《揭秘！核酸檢測大法是如何進(jìn)行的》。）

微生物檢測是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域必不可少且十分重要的一個方向。從事微生物檢驗(yàn)工作，對于真正熱愛它的人來說，既可以體會找出病原發(fā)現(xiàn)真相的樂趣，也能因?yàn)閹突颊咴\斷出讓他們生病的真兇而產(chǎn)生成就感。當(dāng)然，病原微生物作為生命體，它們存在無數(shù)的奧秘需要人類去研究，而且，這世界上永遠(yuǎn)都有人類尚未發(fā)現(xiàn)的微生物，這些微生物可能會在與人類接觸后在人類社會中造成瘟疫，就如這次的新冠病毒肺炎疫情一樣。對這些人類以前并不認(rèn)識的新病原微生物進(jìn)行研究，也是非常重要的方向，這些研究成果也會支持人類更好地認(rèn)識這個世界，認(rèn)識自身，以及認(rèn)識自身與自然的關(guān)系，這些都是這個職業(yè)的樂趣所在。

如何成為一位微生物檢驗(yàn)員

如果對微生物檢驗(yàn)方向的工作感興趣，那如何才能從事這方面的工作呢？

微生物檢驗(yàn)與研究方向的工作，在諸如疾病預(yù)防控制中心、醫(yī)院、食品藥品檢驗(yàn)單位、海關(guān)、第三方檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)、高校研究所、醫(yī)藥公司等等地方都有。在國內(nèi)，與其對口的專業(yè)主要有醫(yī)學(xué)院校的檢驗(yàn)專業(yè)、生命科學(xué)學(xué)院的微生物專業(yè)（大多數(shù)學(xué)校的生命科學(xué)學(xué)院只在研究生時開設(shè)微生物專業(yè)方向，本科時不設(shè)）等等。主要還是需要進(jìn)入大學(xué)進(jìn)行專業(yè)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)，才能從事這方面的工作。有意向從事這個方向工作的同學(xué)，可以主要關(guān)注各個醫(yī)學(xué)院校里的檢驗(yàn)專業(yè)的招生。

這個方向的工作，其就業(yè)前景不算最好但也不算差，主要是進(jìn)入上面講過的疾控、醫(yī)院、食藥檢、第三方檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)（如在這次新冠病毒肺炎疫情中很有名的金域醫(yī)學(xué)便是很有名的第三方檢驗(yàn)公司）從事檢驗(yàn)和研究，也可以進(jìn)入高?；蛘哐芯克鶑氖陆虒W(xué)和研究工作，還能進(jìn)入醫(yī)藥及醫(yī)療器械公司從事研發(fā)、銷售或者技術(shù)支持等工作。作為一般工作人員的話，待遇一般在當(dāng)?shù)仄骄杖胍陨?，但不會特別高。

如果不是從事銷售一類的工作的話，檢驗(yàn)的工作對“社恐”人士非常友好，因?yàn)檫@個工作幾乎都在實(shí)驗(yàn)室里，對著操作臺和儀器，不需要進(jìn)行太多社交。

而它也并不需要什么天分，只要有足夠的勤奮、認(rèn)真、仔細(xì)，便足以勝任這份工作，而如果想要做出更多的成果，便需要有足夠的好奇心、進(jìn)取心，進(jìn)行研究工作。

作為一名從事病原微生物檢驗(yàn)和研究的工作人員，我個人覺得這是永遠(yuǎn)都帶著新鮮，并有足夠樂趣的工作。微生物存在于我們身邊，不同的微生物有著它們不同的特征，對它們的研究，也是一條沒有盡頭的道路。

能力星級

要從事微生物檢驗(yàn)工作，必須考入檢驗(yàn)方向或者微生物方向?qū)I(yè)進(jìn)行學(xué)習(xí)，只要順利完成了學(xué)業(yè)，便能具備基本工作能力。但要成為一名優(yōu)秀的微生物檢驗(yàn)工作人員，還必須在工作中不斷學(xué)習(xí)和積累經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)過知識和經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，才能處理更多復(fù)雜的病例。所以年限越高的工作人員，經(jīng)驗(yàn)越多，能力越強(qiáng)，越受行業(yè)歡迎，這也是醫(yī)生年紀(jì)越大越能換更好工作的原因。

賺錢程度

微生物檢驗(yàn)工作一般進(jìn)入疾控、醫(yī)院、食藥檢、高校等事業(yè)單位，這些單位的工作和待遇都比較穩(wěn)定，但也不會非常高，大約會是當(dāng)?shù)仄骄べY的兩倍左右。如果進(jìn)入第三方檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)或者醫(yī)藥器材公司，待遇能隨自身能力有所變化，有人能得到非常高的待遇。也可以創(chuàng)業(yè)開辦第三方檢驗(yàn)公司或者做醫(yī)藥器材生意，盈虧自負(fù)。

精神壓力

如果單純從事微生物檢驗(yàn)工作，為患者出檢驗(yàn)報告，并不做大量研究工作或者從事管理崗位工作，這份工作只需要按部就班，精神壓力較小，且檢驗(yàn)工作幾乎并不和患者以及患者家屬接觸，所以面臨醫(yī)患矛盾的情況較少。

疲勞程度

從事微生物檢驗(yàn)工作，有可能會上夜班，但因?yàn)闄z驗(yàn)工作是一項(xiàng)按照操作手冊執(zhí)行的工作，時間容易把控，比臨床醫(yī)生或者護(hù)士輕松一點(diǎn)。