袁穎爍,趙敬慧,宋菲菲,劉 曄,張守峰,張樂(lè)萃,扈榮良
(1.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,山東 青島 266109;2.軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院軍事獸醫(yī)研究所 吉林省人獸共患病預(yù)防與控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,吉林 長(zhǎng)春 130122)
狂犬?。≧abies)是由狂犬病病毒(RV)感染引起的高致死性人獸共患傳染病,人和所有溫血?jiǎng)游飳?duì)狂犬病病毒都易感,一旦發(fā)病,死亡率幾乎為100%,嚴(yán)重威脅人畜的健康。我國(guó)是受狂犬病危害最為嚴(yán)重的國(guó)家之一。不同毒株的狂犬病病毒N蛋白基因序列具有較高的保守性、同源性和高拷貝復(fù)制的特點(diǎn),因此可用于狂犬病的分型、診斷、流行病學(xué)分析調(diào)查研究等。
目前可以通過(guò)檢測(cè)組織中的病毒、病毒蛋白(抗原)或基因組RNA(核酸),比較肯定地對(duì)狂犬病作出診斷。具體方法包括:電鏡直接觀察病毒顆粒狀態(tài)、病毒的體內(nèi)或體外分離培養(yǎng)、通過(guò)標(biāo)記的熒光抗體或間接染色的方法檢測(cè)病毒蛋白、反轉(zhuǎn)錄-聚合酶反應(yīng)檢測(cè)病毒的RNA等。另外,狂犬病病毒感染的間接證據(jù),可通過(guò)檢測(cè)未免疫血清中的病毒中和性抗體或腦脊髓液中存在的抗體確定[1-2]。其中,RT-PCR方法不僅可以檢測(cè)細(xì)胞培養(yǎng)的RV,還可以直接用于臨床樣品的檢測(cè),已廣泛應(yīng)用于狂犬病的實(shí)驗(yàn)室診斷和流行病學(xué)調(diào)查,具有很好的應(yīng)用前景。本研究針對(duì)我國(guó)狂犬病病毒均屬基因1型,且易感動(dòng)物種類(lèi)多、流行毒株可能存在多樣性分布的特點(diǎn),以N基因保守區(qū)為靶序列設(shè)計(jì)了兩對(duì)引物,建立了一種特異性好、靈敏度高、簡(jiǎn)便快速的半套式RT-PCR方法。
1.1 主要試劑 Trizol Reagent RNA提取試劑盒(Invitrogen);One Step RNA PCR Kit(AMV)(TaKaRa),EX-Taq酶等試劑,均購(gòu)自寶生物工程(大連)有限公司;FITC標(biāo)記的狂犬病病毒核蛋白單克隆抗體,由軍事獸醫(yī)研究所流行病學(xué)研究室制備。
1.2 主要耗材和儀器 TGRANDIENT PCR儀,購(gòu)自 HYBAID公司;PCR管,購(gòu)自AXYGEN公司;VI Firereader XS凝膠成像系統(tǒng),購(gòu)自華粵行公司;DYFⅢ2型電泳儀,購(gòu)自Bio-Rad公司。
1.3 毒株、乳鼠及病料 CVS-11、SRV9、ERA、Flury-LEP細(xì)胞毒、CVS-24腦毒以及23株RABV野外分離株(*)均為本實(shí)驗(yàn)室保存,其他臨床病料信息見(jiàn)表2;新生ICR乳鼠(清潔級(jí)),由吉林大學(xué)醫(yī)學(xué)部實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。
1.4 半套式RT-PCR檢測(cè)方法的建立
1.4.1 引物設(shè)計(jì)與合成 參考GenBank公布的RV N基因全序列進(jìn)行同源性比較分析,選取序列中保守的區(qū)域,根據(jù)RT-PCR引物設(shè)計(jì)原則,利用Primer5.0軟件設(shè)計(jì)了2對(duì)半套式RT-PCR引物。(引物信息見(jiàn)表1)外套引物(NF/NR1)擴(kuò)增片段長(zhǎng)874bp,內(nèi)套引物(NF/NR2)擴(kuò)增片段長(zhǎng)508bp。引物由寶生物工程(大連)有限公司合成,使用時(shí)用DEPC水稀釋至10μmol/L。
表1 引物序列
1.4.2 細(xì)胞毒和臨床病料總RNA的提取 參考Trizol Reagent RNA提取試劑盒說(shuō)明書(shū)操作。
1.4.3 一步法RT反應(yīng)及外套R(shí)T-PCR反應(yīng) 參照One Step RNA PCR Kit(AMV)的說(shuō)明書(shū)進(jìn)行,將提取好的總RNA沉淀中加入23μL的Rnase Free H2O使之溶解后,直接加入如下體系的PCR管中:10×One Step RNA PCR Buffer 5.0μL,MgCl2(25mmol/L)10μL,dNTP Mixture(各 10 mmol/L)5.0μL,RNase Inhibitor(40U/μL)1μL,AMV RTase XL(5U/μL)1μL,AMV-OptimizedTaq(5U/μL)1μL,上游引物 NF(10μmol/L)2 μL,下游引物 NR1(10μμmol/L)2μL,總體積50 μL。經(jīng)50℃水浴30min后,直接進(jìn)行外套PCR反應(yīng),也可立即放置-70℃保存?zhèn)溆?。外套PCR循環(huán)步驟為:94℃,3min→(94℃,30s→59℃,30s→72℃,40s)30個(gè)循環(huán)→72℃,8min延伸。
1.4.4 半套式 RT-PCR 取2μL PCR外套擴(kuò)增產(chǎn)物為模板,建立50μL內(nèi)套PCR反應(yīng)體系如下:PremixTaq25μL,上游引物NF(10μmol/L)2μL,下游引物 NR2(10μmol/L)2μL,2ddH2O 19μL。內(nèi)套PCR循環(huán)步驟為:94℃,3min→(94℃,30s→64℃,30s→72℃,30s),30個(gè)循環(huán)→72℃,7min延伸。
1.5 靈敏度試驗(yàn) 將SRV9弱毒株細(xì)胞培養(yǎng)物(約10-4.25TCID50/mL)用0.01mol/L 1×PBS(pH 值7.4)進(jìn)行1×10-1~1×10-1010倍系列稀釋?zhuān)謩e取200μL按照上述方法提取總RNA后進(jìn)行PCR檢測(cè)。
1.6 特異性試驗(yàn)
1.6.1 非狂犬病病毒的檢測(cè) 采用上述方法對(duì)犬瘟熱病毒(CDV)、犬細(xì)小病毒(CPV)、犬腺病病毒(CAV)、偽狂犬病病毒(PRV)等幾種非狂犬病病毒進(jìn)行RNA或DNA提取,首先用病毒提供者建議的RT-PCR或PCR方法對(duì)各病毒進(jìn)行鑒定,,并設(shè)陰性對(duì)照,鑒定成功后再進(jìn)行半套式RT-PCR檢測(cè),以驗(yàn)證該方法的特異性。其中,CPV、CAV、PRV為DNA病毒,可直接進(jìn)行半套式RT-PCR,CDV為RNA病毒,檢測(cè)步驟與RV完全相同。
1.6.2 不同動(dòng)物腦組織的檢測(cè) 用該方法對(duì)犬、鼬獾(江西)、黃鼠狼等3種不同易感的腦組織樣品進(jìn)行檢測(cè),并與FAT試驗(yàn)相比較,以確定所建立方法對(duì)狂犬病病毒易感動(dòng)物檢測(cè)的特異性(樣品信息見(jiàn)表2)。
表2 檢測(cè)用不同動(dòng)物腦組織的背景信息及試驗(yàn)
1.7 敏感性試驗(yàn) 分別對(duì) CVS-11、SRV9、ERA、Flury-LEP、CVS-24和本實(shí)驗(yàn)室保存的23株野外分離株腦毒進(jìn)行半套式RT-PCR和FAT同步檢測(cè),驗(yàn)證引物的敏感性及兩者符合情況。
2.1 半套式RT-PCR擴(kuò)增結(jié)果 在優(yōu)化了PCR條件的基礎(chǔ)上,本研究建立了一種以N基因?yàn)榘行蛄械陌胩资絉T-PCR方法。結(jié)果顯示,陽(yáng)性樣品可擴(kuò)增出特異性目的片段,且背景清晰,無(wú)拖帶現(xiàn)象,而陰性對(duì)照無(wú)特異條帶。
2.2 靈敏度試驗(yàn) 經(jīng)外套擴(kuò)增可見(jiàn)到大小為874 bp的特異性目的片段;經(jīng)內(nèi)套擴(kuò)增后,1×10-3倍稀釋的細(xì)胞毒也可見(jiàn)到508bp的特異擴(kuò)增產(chǎn)物,即對(duì)SRV9細(xì)胞毒的檢測(cè)靈敏度可達(dá)到0.01個(gè)TCID50/mL(圖1)。
2.3 特異性試驗(yàn)
2.3.1 非狂犬病病毒的檢測(cè) 針對(duì)犬瘟熱病毒(CDV)、犬細(xì)小病毒(CPV)、犬腺病病毒(CAV)、偽狂犬病病毒(PRV)等非狂犬病病毒的RT-PCR或者PCR方法檢測(cè)均擴(kuò)增出陽(yáng)性目的片段,陰性對(duì)照成立,而用上述方法病毒樣品均未表現(xiàn)陽(yáng)性結(jié)果。
2.3.2 不同動(dòng)物腦組織的檢測(cè) 對(duì)犬、鼬獾、黃鼠狼等樣品進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果均有特異性目的條帶出現(xiàn)。24例免疫熒光抗體試驗(yàn)(FAT)確定為陽(yáng)性的樣品,在半套式RT-PCR中均為陽(yáng)性;FAT為陰性的樣品,在半套式RT-PCR中2例為擴(kuò)增陽(yáng)性,將樣品進(jìn)行小鼠腦內(nèi)接種試驗(yàn)(MIT),取死亡小鼠腦做FAT試驗(yàn),結(jié)果呈陰性;將腦組織樣品在37℃放置72h后,用半套式RT-PCR法仍可檢測(cè)到陽(yáng)性結(jié)果。新鮮樣品檢測(cè)為陰性的樣品,以同樣條件放置后仍為擴(kuò)增陰性(見(jiàn)圖2、表2)。
圖1 半套式RT-PCR檢測(cè)SRV9細(xì)胞培養(yǎng)物的電泳圖
圖2 半套式RT-PCR檢測(cè)RV易感動(dòng)物腦組織的電泳
2.4 敏感性試驗(yàn) 分別對(duì) CVS-11、SRV9、ERA、Flury-LEP細(xì)胞毒和CVS-24腦毒及本實(shí)驗(yàn)室保存的23株野外分離株腦毒進(jìn)行半套式RT-PCR檢測(cè)及腦毒FAT同步檢測(cè),均獲得陽(yáng)性結(jié)果,敏感性較高。
本試驗(yàn)針對(duì)基因Ⅰ型狂犬病毒(RV)并偏顧于我國(guó)固定毒株和流行性毒株,設(shè)計(jì)2對(duì)引物,建立了一種特異檢測(cè)RV的半套式RT-PCR方法,該方法不僅可以檢測(cè)細(xì)胞培養(yǎng)的RV,還可以直接用于臨床樣品的檢測(cè)。世界衛(wèi)生組織推薦FAT為診斷人和動(dòng)物狂犬病快速而敏感的金標(biāo)方法[3],但該方法也有其局限性。例如,它需要熒光顯微鏡的支持且耗時(shí)較長(zhǎng)[4],并且結(jié)果受抗體質(zhì)量的影響很大,病毒細(xì)胞培養(yǎng)則存在病變是否產(chǎn)生的問(wèn)題[5],另外,它對(duì)樣本的新鮮度有一定要求,在腐敗樣品的檢測(cè)中敏感度下降,易出現(xiàn)假陰性,且在暗環(huán)境中進(jìn)行大量樣品檢測(cè)時(shí),工作人員易產(chǎn)生視覺(jué)疲勞,從而造成誤判、漏判。本試驗(yàn)所建立的半套式RT-PCR方法特異性和敏感性均較高,檢測(cè)結(jié)果直觀,更適合大量樣品的檢測(cè)工作,且基本克服了FAT對(duì)腐敗樣品檢測(cè)的問(wèn)題。值得一提的是,考慮到多樣品檢測(cè)時(shí)半套式RT-PCR可能存在的漏檢和交叉污染現(xiàn)象,本研究采用一步法RT-PCR,反轉(zhuǎn)錄和PCR均在同一管中進(jìn)行熱循環(huán),無(wú)需打開(kāi)管蓋,操作簡(jiǎn)便快速,避免了批量樣品檢測(cè)時(shí)存在的的交叉污染問(wèn)題[6]。本研究設(shè)計(jì)的引物擴(kuò)增片段含蓋了不同毒株間N基因變異最大區(qū)域[7],有助于狂犬病的分子生物學(xué)診斷和流行病學(xué)調(diào)查分析。本研究對(duì)36份腦組織樣品分別進(jìn)行了檢測(cè),共檢出23份陽(yáng)性腦組織,與FAT檢測(cè)結(jié)果完全一致。該方法能從腐敗樣品中檢出病毒RNA,更適用于腐敗樣品的檢測(cè),條件優(yōu)化后,RNA提取到獲得結(jié)果僅用5h即可完成狂犬病的檢測(cè),可用于我國(guó)狂犬病臨床樣品的定性檢測(cè)和大規(guī)模流行病學(xué)調(diào)查研究,為控制狂犬病工作提供有力的技術(shù)保障。
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