來自疾病預防控制中心傳染病預防控制所傳染病診斷室的研究人員建立并初步評價了一種針對重要腸道病原菌的多重PCR基因芯片方法，這一方法具有較高的特異性，并且混合PCR可以分別按照種屬內和種屬間的引物組合方案用于多病原的篩檢。
感染性腹瀉在我國發病率居各類傳染病之首，長期以來嚴重危害人民健康。其中絕大部分由細菌引起，具有發病急、傳播快等特點，對其進行快速診斷以確定傳染源是傳染病防制工作面臨的首要問題。目前在我國基層疾控單位大多沿用以培養生化鑒定為主的傳統檢測方法，繁瑣耗時，已不能滿足復雜多變的疫情處理工作。免疫學方法和細菌快速鑒定儀的使用在一定程度上緩解了這一情況，但由于缺乏特異性高質量好的診斷血清，而且受診斷菌種數量和通量的限制，仍不能進行快速準確的診斷。
為了解決這一問題，在這項研究中，研究人員采用多重PCR方法對重要的腸道病原菌包括致病性大腸、霍亂弧菌、副溶血弧菌、沙門氏菌、空腸彎曲菌、小腸結腸炎耶爾森菌、志賀氏菌、李斯特氏菌等的多個毒力進行擴增，評價了各菌屬多重PCR的特異性，并以17對混合引物PCR初步評價了反應體系摻入熒光素對擴增效率和雜交效率的影響。
并且研究人員為傳染病診斷芯片的靶基因標記提供合適的反應條件，為提高芯片檢測通量，將引物數量增至35對，并對擴增中引物間的交叉反應進行評價，通過雜交結果篩選出合適的引物組合，從而建立起一套快速、靈敏、高通量、低成本、易于在基層單位推廣使用的多重PCR基因芯片檢測方法。
通過這些實驗，研究人員發現了種屬內引物混合均得到特異性擴增結果，種屬間混合霍亂弧菌和空腸彎曲菌得到部分預期條帶，隨著混合引物數量的增加，交叉抑制現象也增多。雜交信號強度隨多重PCR擴增效率的增加而增強。反應中摻入熒光素的擴增條帶產量低于無熒光素的產物。可將35對混合引物拆成3個體系分別標記樣品，以避免假陰性結果。
PCR反應中摻入熒光素降低擴增效率和雜交效率，但并不影響對雜交結果的判讀和數據。基因芯片雜交信號強度取決于多重PCR的擴增效率。腸道病原菌多重PCR基因芯片檢測方法具有較高的特異性，混合PCR可以分別按照種屬內和種屬間的引物組合方案用于多病原的篩檢。該基因芯片檢測可以采用3個引物體系完成樣品標記。
優先擴增是多重PCR中的常見現象，原因是效率高的引物與其它引物競爭性地消耗掉大部分反應成分，導致效率低的引物擴增不出或產量下降，這項研究證明，存在優先擴增的多重PCR標記反應，其熒光標記產物經與基因芯片雜交后，雜交信號強度也相應不同，擴增產量低的標記產物雜交信號比產量高的弱。另一方面，這項研究發現隨著引物混合數量的增多，非特異性擴增情況也相應增加，這種情況可能會導致假陽性雜交信號的產生，為減小這些影響我們對引物濃度、摻入擴增增強等方面優化條件，但并未發現有明顯改善，因此認為主要取決于所選引物的擴增效率。
隨著傳染病診斷芯片檢測病原范圍的增加即混合引物數量的增加，引物間出現交叉反應的幾率也增大，因此有必要通過更加嚴格的引物交叉反應排查試驗找出合適的引物組合，從而避免產生假陽性或假陰性結果。
總體而言，這項研究表明，腸道病原菌多重PCR基因芯片檢測體系具有較高的特異性，可根據雜交信號直觀地判讀樣品中所含有的腸道致病菌的種類、型別、毒力、侵襲力，從而綜合判斷其致病情況，初步預測病原體可能的流行情況，在中病原體快速篩檢、傳染病預防控制等方面具有廣闊的應用前景。