李長龍,陳建飛,張 鑫,時洪艷,馮 力
(中國農(nóng)業(yè)科學院哈爾濱獸醫(yī)研究所獸醫(yī)生物技術國家重點實驗室豬傳染病研究室,黑龍江 哈爾濱 150001)
豬流行性腹瀉(PED)是由豬流行性腹瀉病毒(PEDV)引起的以仔豬腹瀉、嘔吐和脫水為主要癥狀的一種急性、高度接觸性腸道傳染病。PED在世界范圍內廣泛流行,1978年首次在英國和比利時暴發(fā)[1-2]。我國PED流行也非常嚴重,自2010年下半年開始同豬傳染性胃腸炎病毒、輪狀病毒等混合感染呈現(xiàn)大規(guī)模流行?,F(xiàn)地病料檢測結果表明,2010-2011年我國部分地區(qū)PEDV的感染率高達54.7%,遠高于豬傳染性胃腸炎病毒(TGEV)(38.1%)和豬輪狀病毒(PoRV)(5.04%)的感染率[3],給我國養(yǎng)豬業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟損失。
PEDV其基因組從5′~3′依次編碼復制酶多聚蛋白1ab、纖突蛋白(S)、ORF3蛋白、小膜蛋白(E)、膜糖蛋白(M)和核衣殼蛋白(N)。其中ORF3基因是PEDV基因組中的惟一輔助基因,也是造成強弱毒差異的主要基因[4-5],疫苗毒在ORF3內部存在堿基缺失現(xiàn)象。
目前國內外PEDV商品化疫苗毒株均為基因缺失弱毒疫苗,如我國的CV777株,日本的P-5V株和韓國的KPED-9和DR13株等[6]。這3個疫苗毒株均是從患病仔豬分離到強毒后經(jīng)Vero細胞連續(xù)傳代致弱而成。通過分析ORF3基因,在其缺失區(qū)域兩端設計合理的引物,采用RT-PCR方法可對野毒和疫苗毒感染進行鑒定(引物所在位置見圖1)。我們對黑龍江、吉林等地區(qū)送檢的15份病料進行了檢測,發(fā)現(xiàn)PEDV呈現(xiàn)混合感染,但仍以野毒感染為主,從而為PEDV的診斷和免疫提供重要參考。
1.1 病料來源 來自黑龍江、吉林等地有腹瀉、嘔吐等癥狀仔豬的小腸和糞便,共15份。
1.2 陽性質粒 PEDV野毒株(CH/S株)和疫苗株的ORF3基因陽性質粒均由本實驗室克隆、保存;在本試驗中做為陽性對照模板。
1.3 主要試劑 TRIZol總RNA提取試劑,購自Invitrogen公司;鼠源反轉錄酶(M-MLV)及反轉錄試劑,購自Promega公司;EmeraldAmp PCR Master Mix,購自TaKaRa公司。
1.4 引物設計 根據(jù)PEDV野毒/疫苗毒ORF3基因序列比對后結果在疫苗毒缺失區(qū)域兩端用Primer 5.0設計引物,引物序列:PORF3-U:5′-GGAGCTCAATGTAGTTCCAA-3′(24 881~24 900);PORF3-L:5′-AGCTGCTTTACCATTGAGAA-3′(25 180~25 199),由哈爾濱博仕生物技術有限公司合成。預期野毒擴增長度為319 bp,疫苗毒擴增長度為270 bp。
1.5 特異性檢驗 以PEDV野毒株CH/S和疫苗株ORF3陽性質粒、豬傳染性胃腸炎病毒、豬輪狀病毒、豬瘟病毒、豬偽狂犬病病毒和豬繁殖和呼吸綜合征病毒的cDNA為模板進行PCR擴增。反應在20 μL體系中進行,預混酶10 μL;cDNA 1 μL;上下游引物各1 μL;水7 μL。反應條件:94 ℃ 5 min;98 ℃ 10 s、55 ℃ 30 s;72 ℃ 30 s,30個循環(huán);72 ℃ 10 min。
1.6 病料處理和總RNA提取 取適量小腸內容物或糞便放入1.5 mL滅菌EP管中,加入800 μL PBS混懸后12 000 r/min,(4 ℃)離心10 min,取上清,按照TRIZol說明書提取總RNA。
1.7 cDNA合成和PCR檢測 按照鼠源反轉錄酶(M-MLV)及反轉錄試劑說明書合成,以合成的cDNA模板進行PCR擴增。反應體系和反應條件同1.5。擴增產(chǎn)物用2%瓊脂糖凝膠電泳檢測。
2.1 PEDV野毒株和疫苗株ORF3基因的擴增 以PEDV 野毒 CH/S(GU372733)和 PEDV 疫 苗 毒 株CV777細胞適應毒(GU372744)ORF3基因的陽性質粒為模板進行PCR擴增,經(jīng)2%瓊脂糖凝膠電泳檢測結果顯示,野毒擴增片段為319 bp,疫苗毒擴增片段為270 bp,與預期大小相符,差異明顯(圖2)。
2.2 特異性擴增 以已檢測確診的TGEV、PoRV、PRRSV、PRV、SFV陽性病料的cDNA為模板進行擴增。2%瓊脂糖凝膠電泳檢測結果顯示沒有目的條帶,而PEDV野毒和疫苗毒均有預期大小的目的條帶,表明本研究所設計的鑒別引物擴增效果特異性較好(圖3)。
2.3 病料cDNA擴增 對2012年10月份至2013年2月份送檢的15份疑似PEDV感染豬病料cDNA為模板進行擴增,經(jīng)2%瓊脂糖凝膠電泳檢測結果顯示,15份病料均能檢測到PEDV,其中13份為野毒感染,2份為疫苗毒感染(圖4)。
PEDV是引起仔豬腹瀉的重要病原之一,而且新生仔豬一旦發(fā)病,死亡率往往接近100%,給養(yǎng)豬業(yè)帶來極大的經(jīng)濟損失,自2010年下半年以來,我國出現(xiàn)大范圍的豬流行性腹瀉疫情,而且疫情多持續(xù)存在。經(jīng)本實驗室所檢測病料數(shù)據(jù)的統(tǒng)計結果顯示,PEDV感染率明顯高于另外兩個豬病毒性腹瀉病原-TGEV和PoRV[7]。
圖4 病料cDNA擴增
PEDV的ORF3基因是PEDV毒力的決定性因素之一[8]。弱毒普遍都是在ORF3基因中連續(xù)缺失數(shù)十個堿基,而且在弱毒缺失區(qū)域周圍的序列卻相對保守,不同毒株的ORF3基因相似性達到97.8%[8-9]。這也為PEDV野毒和疫苗毒的鑒定提供了一個很好的基礎。
目前已有多個實驗室建立了多種PEDV病毒檢測方法[10-11]。但是目前這些對PEDV病原的檢測也多無法區(qū)別野毒和疫苗毒。本研究利用PEDV強弱毒株之間自然存在的ORF3基因部分缺失設計引物進行檢測,既可以對PEDV病原進行檢測,還可以通過PCR產(chǎn)物大小進行野毒疫苗毒鑒別診斷,而且費用相對較低,可進行大規(guī)模流行病學調查。對PEDV的免疫和強毒感染情況進行區(qū)分,有助于減少免疫豬被淘汰的可能,降低經(jīng)濟損失。
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