專題分享

[國際新知]畜牧業及食品安全的守門員:分子技術快篩沙門氏菌

農業科專服務小組/楊舜堯 專案經理

細菌是食品安全與公共衛生所面對的重要課題,其中沙門氏菌(Salmonella spp.)為人類食物中毒的主要菌種之一,所引起的症狀包括:發燒、噁心、嘔吐及下痢等腸胃炎症狀。傳染途徑主要為攝入受病原菌汙染的食物或水。沙門氏菌是人畜共通疾病,能感染畜產動物、犬、貓、齧齒類及爬蟲類等動物,因此除了造成人類食品安全威脅也能對動物養殖業造成危害。

腸道沙門氏菌(Salmonella enterica)目前已發現超過2,500種不同血清型(serovar),其中引起人類食物中毒的病源菌主要是鼠傷寒沙門氏菌(Salmonella Typhimurium)與腸炎沙門氏菌(S. Enteritidis),也能感染畜禽動物,並透過未煮熟雞蛋與受汙染的牛奶或肉類傳染給人。雛白痢沙門氏菌(S. Pullorum)對家禽產業有相當程度的危害,能造成小雞歪頭、關節炎、衰弱及死亡。而都柏林沙門氏菌(S. Dublin)會感染小牛,造成發燒、血便甚至死亡。另外近年逐漸盛行的爬蟲類寵物也是沙門氏菌帶原者,除了造成寵物死亡亦有傳染飼主的案例。因此,有相當多種類的沙門氏菌能廣泛地從不同層面影響人類與動物的健康。

對獸醫而言,當寵物生病或畜牧場爆發疫情時是否能快速篩檢出為沙門氏菌汙染可以幫助獸醫隔離病畜與進行妥善處理。傳統的沙門氏菌檢驗方式為將樣品增菌後,再以選擇性培養基培養沙門氏菌並搭配血清學試驗分析進行鑑定,整套流程下來可能需要數天的時間鑑定。為了加速鑑定,2017年,美國康乃爾大學獸醫學院的研究團隊以稱為「即時聚合酶鏈鎖反應(real-time polymerase chain reaction, rtPCR)」的分子生物技術成功地建立快速檢測環境中沙門氏菌之技術。方法為使用選擇性培養基增加樣品內沙門氏菌數量,萃取核酸(DNA與RNA),再以專一性引子進行rtPCR放大沙門氏菌的核酸數量,最後檢測沙門氏菌的核酸反應確認樣品是否遭受汙染。研究團隊對使用rtPCR技術與傳統培養方法的差異進行比較,以rtPCR技術檢驗得到結果的時間較短,只需要花1天左右的時間就可以知道結果,而且檢驗敏感度更高,能在樣品中沙門氏菌濃度較低的情況下檢驗出沙門氏菌,例如對犢牛致死率較高且因難以培養而檢驗難度較高的都柏林沙門氏菌,也能透過rtPCR技術準確地驗出。

以rtPCR技術檢驗沙門氏菌的方法已經在食品與飼料檢驗上被應用。臺灣衛生福利部亦在2013年於食品沙門氏菌檢驗方法中新增以rtPCR技術作為檢驗方法之一。然而飼料與食品的產品條件與獸醫臨床治療所面對的樣品條件並不相同,飼料與食品可能經過高溫高壓之加工過程破壞菌體,而獸醫所接觸到的可能為含有複雜且活化菌相之動物糞便或組織,因此該方法並不完全適合獸醫使用。康乃爾大學團隊首先調整培養步驟,直接以選擇性培養基增殖沙門氏菌同時抑制樣品中其他複雜的菌群生長,使菌相單純化;其次,以全核酸萃取方式萃取DNA與RNA,能在菌體含量更低的情況下增加rtPCR的成功率。其研究報告顯示,該方法能適用於飼料、糞便、組織檢體與養殖環境,可為畜牧業與獸醫提供一個全面性的沙門氏菌檢驗方法。

康乃爾大學研究團隊所開發的技術能快速、準確且能應用於不同形式的樣品上檢驗沙門氏菌。臺灣的氣候高溫潮濕,夏季多雨,動物飼養環境容易滋生病原菌與寄生蟲。沙門氏菌是畜牧業與人類食品安全共同的威脅,能透過糞便與人為接觸汙染養殖場各角落甚至進入食品加工廠中。此檢驗方式能幫助獸醫快速確認病原菌做好生物安全措施,也在畜牧與食品加工領域有效把關是在哪個環節遭受汙染,加強消毒與調整作業方式,以保障動物與人類雙方的安全與健康。

參考文獻

  1. Detection of Salmonella spp. in veterinary samples by combining selective enrichment and real-time PCR. 2017. Journal of Veterinary Diagnostic Investigation, Vol. 29(6) 844– 851
  2. 雛白痢
  3. 法國養禽場沙門氏菌監控策略
  4. 牛沙門氏菌感染症
  5. 爬蟲沙門氏菌症
  6. 正視人畜共通傳染病-沙門氏菌
  7. 衛服部-沙門氏菌感染症
  8. 102 年12 月23 日部授食字第1021951187 號公告修正。食品微生物之檢驗方法-沙門氏桿菌之檢驗