楊 卓,于漢勛,李 巍
(1.大連市動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心,遼寧 大連 116037;2.大連市畜牧總站,遼寧 大連 116037)
小反芻獸疫病毒RT-LAMP檢測(cè)方法的研究
楊 卓1,2,于漢勛1,2,李 巍1,2
(1.大連市動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心,遼寧 大連 116037;2.大連市畜牧總站,遼寧 大連 116037)
本試驗(yàn)利用濁度儀,采用實(shí)時(shí)濁度法進(jìn)行小反芻獸疫病毒RT-LAMP方法檢測(cè)。試驗(yàn)表明在65℃,50 m in內(nèi)即可完成對(duì)小反芻獸疫病毒的檢測(cè)。通過敏感性試驗(yàn)證明了該試驗(yàn)方法只能檢測(cè)目的病毒,而與同屬病毒無交叉反應(yīng),靈敏性試驗(yàn)表明其靈敏度與Real-time RT-PCR方法相當(dāng),臨床樣本試驗(yàn)表明其準(zhǔn)確性與RT-PCR檢測(cè)試劑盒相當(dāng)。
實(shí)時(shí)濁度法;小反芻獸疫病毒;檢測(cè)
小反芻獸疫(peste des petisruminants,PPR)是由小反芻獸疫病毒(peste des petisruminants virus,PPRV)引起的一種嚴(yán)重的烈性、接觸性傳染病。本病發(fā)病率可達(dá)100%,屬于OIE法定需報(bào)告的動(dòng)物疫病,我國將其列入一類動(dòng)物疫病。從遺傳進(jìn)化系上,PPRV可分為4個(gè)譜系,譜系4分布最廣[1]。我國于2007年7~9月,在西藏首次爆發(fā)小反芻獸疫疫情[2]。目前,我國PPRV有兩種,分別為西藏株和新疆株。通過遺傳進(jìn)化分析結(jié)果顯示,新疆株亦屬于譜系4[3]。目前該病的主要檢測(cè)方法有通過血清學(xué)檢測(cè)抗體和病原的ELISA方法,以及檢測(cè)病毒核酸的普通PCR和RT-PCR方法。
環(huán)介導(dǎo)等溫核酸擴(kuò)增(Loop-mediated isothermal ampl if ication,LAMP)是由Notomi等發(fā)明的一種新型核酸擴(kuò)增技術(shù),該技術(shù)具有快速、高效、高特異性和反應(yīng)條件簡單等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)被應(yīng)用于多種疾病病原的檢測(cè),如尼羅河病毒[4]、日本腦炎病毒[5]、裂谷熱病毒[6]、口蹄疫病毒[7]等。本文利用RT-LAMP技術(shù)和濁度儀,在65℃、擴(kuò)增1 h的條件下,對(duì)小反芻獸疫病毒核酸檢測(cè)方法進(jìn)行了研究。
1.1 材料 小反芻獸疫疫苗株(N75-1)、西藏分離株、新疆分離株和臨床樣本來自中國動(dòng)物衛(wèi)生與流行病學(xué)中心(簡稱“流研中心”),小反芻獸疫疫苗株提取物來自新疆天康疫苗,犬瘟熱病毒來自遼寧省出入境檢驗(yàn)檢疫局。
1.2 試劑 小反芻獸疫RT-PCR檢測(cè)試劑盒,核酸提取試劑盒,核糖核酸擴(kuò)增試劑盒,LAMP反應(yīng)管。
1.3 儀器設(shè)備 濁度儀La-320C(日本榮研化學(xué)株式會(huì)社);PCR反應(yīng)儀(AB公司7500);分光光度計(jì)(NanoDrop ND-1000)。
1.4 核酸提取 所用病毒RNA核酸均按照核酸提取試劑盒說明進(jìn)行提取,分光光度計(jì)測(cè)定濃度,使用之前放-80℃保存。
1.5 反應(yīng)條件和方法 本試驗(yàn)按照核糖核酸擴(kuò)增試劑盒說明書進(jìn)行操作。反應(yīng)體系為25μL,其中FIP、BIP均為40 pmol;LF為20 pmol;F3、B3均為5 pmol;2×反應(yīng)緩沖液12.5μL;酶溶液1.0μL;去離子水4.5μL;RNA樣本2μL。最佳引物篩選反應(yīng)在65℃,90 min完成;特異性、敏感性和樣本檢測(cè)在65℃。
1.6 判定方法 RT-LAMP法和Real-time RT-PCR檢測(cè)小反芻獸疫病毒的判定方法如表1。
表1 RT-LAMP法和Rea l-time RT-PCR法判定標(biāo)準(zhǔn)Table1 Assessm ent standard for RT-LAMP and Real-time RT-PCR
1.7 RT-LAMP引物設(shè)計(jì)及最佳引物篩選 通過對(duì)小反芻獸疫病毒N基因序列進(jìn)行生物信息學(xué)分析,確定以GenBank中小反芻獸疫病毒序列號(hào)KM091959.1為模版參考序列。根據(jù)LAMP引物設(shè)計(jì)軟件(網(wǎng)址:http://primerexplorer.jp/e/)進(jìn)行LAMP引物設(shè)計(jì),得到6組引物。通過最佳引物篩選試驗(yàn),得出小反芻獸疫病毒RT-LAMP反應(yīng)的最佳引物。
1.8 特異性試驗(yàn) 將不同時(shí)間和不同地點(diǎn)分離出的小反芻獸疫病毒RNA樣本與同屬的犬瘟熱病毒RNA,按照如上體系進(jìn)行反應(yīng),分析其特異性。
1.9 敏感性試驗(yàn) 分別用新疆天康小反芻獸疫病毒疫苗、西藏株病毒樣本、疫苗株(N75-1)樣本進(jìn)行核酸提取,測(cè)定濃度后進(jìn)行Real-time RT-PCR法和RT-LAMP法敏感性比較,分析兩種反應(yīng)對(duì)各類試驗(yàn)樣本的敏感性。
1.10 臨床樣本試驗(yàn) 以新疆天康小反芻獸疫病毒疫苗和流研中心保存的新疆株、西藏株、疫苗株(N75-1)等各類型小反芻獸疫病毒樣本為檢測(cè)對(duì)象,分析其在臨床檢測(cè)中的應(yīng)用。
2.1 最佳引物篩選結(jié)果 以新疆天康小反芻獸疫病毒疫苗提取RNA,進(jìn)行小反芻獸疫RT-LAMP反應(yīng)的最佳引物篩選反應(yīng)模版。結(jié)果詳見圖1。
從結(jié)果看,6號(hào)引物在24 min時(shí)最先發(fā)生反應(yīng),并出現(xiàn)特征性擴(kuò)增曲線,可判定6號(hào)引物為小反芻獸疫RT-LAMP反應(yīng)最佳引物。引物序列見表2。2.2 特異性試驗(yàn)結(jié)果 以不同地區(qū)和不同時(shí)間分離的小反芻獸疫病毒樣本和犬瘟熱病毒樣本進(jìn)行比較,結(jié)果如圖2所示。說明,本研究設(shè)計(jì)的小反芻獸疫RT-LAMP檢測(cè)引物對(duì)各類小反芻獸疫病毒樣本均發(fā)生特異反應(yīng),但不與其他同屬病毒發(fā)生反應(yīng)。從而證明了針對(duì)該引物建立的小反芻獸疫RT-LAMP反應(yīng)具有良好的特異性。
2.3 敏感性試驗(yàn)結(jié)果 試驗(yàn)前,測(cè)定天康疫苗提取核酸(簡稱為T)濃度為2.3 ng/μL,疫苗株(N75-1)提取核酸(簡稱為Y)濃度為220 ng/μL,西藏株提取核酸(簡稱為X)濃度為89.2 ng/μL。分別將天康疫苗提取核酸進(jìn)行4個(gè)梯度的倍比稀釋;將疫苗株(N75-1)提取核酸進(jìn)行6個(gè)梯度的倍比稀釋;將西藏株提取核酸進(jìn)行6個(gè)梯度的倍比稀釋。同時(shí)用小反芻獸疫病毒檢測(cè)試劑盒進(jìn)行Real-time RT-PCR方法和本研究設(shè)計(jì)的RT-LAMP檢測(cè)方法進(jìn)行比對(duì)。RTLAMP方法試驗(yàn)結(jié)果如圖3~5;RT-PCR方法實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖6~8。
由試驗(yàn)結(jié)果可知,小反芻獸疫RT-PCR檢測(cè)試劑盒對(duì)天康疫苗的靈敏度為2.3×10-5ng/μL,對(duì)疫苗株(N75-1)的靈敏度為0.2201 ng/μL,對(duì)西藏株的靈敏度為0.0892 ng/μL。而本研究建立的RT-LAMP檢測(cè)方法對(duì)天康疫苗的靈敏度為2.3×10-5ng/μL,對(duì)疫苗株(N75-1)的靈敏度為0.2201 ng/μL,對(duì)西藏株的靈敏度為0.0892 ng/μL。RT-PCR與RT-LAMP兩者檢測(cè)敏感性一致。
2.4 臨床樣本試驗(yàn) 對(duì)10個(gè)臨床樣本使用RTLAMP方法和Real-time RT-PCR方法進(jìn)行檢測(cè)。其中Real-time RT-PCR方法用小反芻獸疫檢測(cè)試劑盒,試驗(yàn)結(jié)果如表3。從試驗(yàn)結(jié)果看,本研究建立的RT-LAMP檢測(cè)方法的準(zhǔn)確性與RT-PCR結(jié)果一致。
圖1 小反芻獸疫RT-LAMP最佳引物篩選試驗(yàn)結(jié)果Fig.1 Resu lts of the screen assay for the best primers o f RT-LAMP注:CH1~CH6為6組備選引物(分別稱為1~6號(hào)引物),CH7為陰性,CH8為空白。
表2 小反芻獸疫RT-LAMP引物序列Tab le2 RT-LAMP primer sequences for PPRV
圖2 特異性試驗(yàn)結(jié)果Fig.2 Specific test results注:CH1為流研中心疫苗株,CH2為新疆天康疫苗,CH3為新疆株樣本,CH4為西藏株樣本,CH5為犬瘟熱病毒樣本,CH6-CH8為空白
圖3 RT-LAMP法天康疫苗和疫苗株(N75-1)敏感性試驗(yàn)結(jié)果Fig.3 Result o f sensitivity assay of Tiankang vaccines and vaccine strains(N75-1)注:CH1~CH5依次為T原濃度和4個(gè)梯度稀釋;CH6~CH8依次為Y原濃度和2個(gè)梯度稀釋
圖4 RT-LAMP法疫苗株(N75-1)和西藏株敏感性試驗(yàn)結(jié)果Fig.4 Resu lt of sensitivity assay o f Tiankang vaccines and vaccine strains(N75-1)注:CH1-CH5依次為T原濃度和4個(gè)梯 vaccine st rains(N75-1) and Xizang st rains
圖5 RT-LAMP法西藏株敏感性試驗(yàn)結(jié)果Fig.5 Resu lt of sensitivity assay o f Xizang strains注:CH1~CH4依次為X的4個(gè)梯度稀釋;CH5~CH8為空白。
圖6 RT-PCR法天康疫苗敏感性試驗(yàn)結(jié)果Fig.6 Result o f sensitivity assay o f Tiankang vaccin es注:1~5依次為天康疫苗原濃度和4個(gè)梯度稀釋。
圖7 RT-PCR法疫苗株(N75-1)敏感性試驗(yàn)結(jié)果Fig.7 Resu lt of sensitivity assay o f vaccine strains(N75-1)注:1~6依次為疫苗株(N75-1)原濃度和5個(gè)梯度稀釋。
圖8 RT-PCR法西藏株敏感性試驗(yàn)結(jié)果Fig.8 Result o f sensitivity assay of Xizang strains注:1~7依次為西藏株原濃度和6個(gè)梯度稀釋。
表3 小反芻獸疫臨床樣本檢測(cè)結(jié)果Table3 Results o f clinica l samp les test o f PPRV
由于LAMP具有檢測(cè)方法簡單、檢測(cè)用時(shí)短、不需要復(fù)雜儀器設(shè)備等優(yōu)點(diǎn),已被應(yīng)用到了多種病原微生物的檢測(cè)。對(duì)于LAMP產(chǎn)物的檢測(cè)方法,目前有四種:一是傳統(tǒng)的瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè),二是眼觀白色沉淀檢測(cè)法,三是熒光指示劑法,四是濁度儀檢測(cè)法。前三種方法為目前比較普遍的試驗(yàn)結(jié)果檢測(cè)法,但是不足在于無法判定反應(yīng)中是否出現(xiàn)污染、二聚體擴(kuò)增等假陽性情況,從而得不到準(zhǔn)確、高效的反應(yīng)體系。
本試驗(yàn)中,利用了濁度儀,采用實(shí)時(shí)濁度法可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反應(yīng)過程中所產(chǎn)生的白色焦磷酸鎂沉淀,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)LAMP整個(gè)反應(yīng)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控。通過對(duì)曲線形態(tài)的分析,能夠客觀準(zhǔn)確的排除假陽性結(jié)果;通過沉淀產(chǎn)生的起始時(shí)間判斷反應(yīng)的進(jìn)行程度;通過濁度值的高低和反應(yīng)開始時(shí)間的快慢來確定最佳反應(yīng)體系。
本試驗(yàn)根據(jù)實(shí)時(shí)濁度法進(jìn)行小反芻獸疫病毒RT-LAMP檢測(cè),特異性試驗(yàn)結(jié)果表明該反應(yīng)體系能夠檢測(cè)出不同種類的小反芻獸疫病毒,而不與同屬的其他種類病毒發(fā)生反應(yīng)。靈敏性試驗(yàn)表明,其靈敏性與Real-time RT-PCR靈敏性相當(dāng);臨床樣本試驗(yàn)表明,在實(shí)際應(yīng)用中,其對(duì)陽性樣本的檢出率與RT-PCR檢測(cè)試劑盒一致。針對(duì)各類樣本檢測(cè),本試驗(yàn)方法均能在40 min以內(nèi)出現(xiàn)擴(kuò)增,并在50 min以內(nèi)進(jìn)行結(jié)果判定,大大縮短了檢測(cè)時(shí)間,提高了檢測(cè)效率。以上結(jié)果表明,本試驗(yàn)體系能夠簡便、快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行小反芻獸疫病毒檢測(cè),在臨床應(yīng)用中,只需要普通的恒溫金屬浴或水浴鍋設(shè)定具體的反應(yīng)溫度即可進(jìn)行小反芻獸疫病毒的檢測(cè)和鑒別,因此具有較高的應(yīng)用價(jià)值。
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DevelopmentResearch of RT-LAMP for Detection of Peste des Petisrum inants Virus
Yang Zhuo1,2,Yu Hanxun1,2,Li Wei1,2
(1.Dal ian Animal Disease Prevention and Cont rol Center,Liaoning Dal ian 116037;2.Dal ian Animal Husbandry Station,Liaoning Dal ian 116037)
real-time turbidity method which was based on reverse-t ranscription loop-mediated ampl if ication(RT-LAMP)was developed for the detection of peste des petisruminants virus(PPRV)Using turbiditymeter.The resul ts indicated that the detection of PPRV test could be f inished in 50 min at 65℃.The sensitivity of Real-time RT-PCR test resul t indicated that there was no cross-reaction with other related viruses,the accuracy of Real-time RT-PCR test resul t was as wel l as RTPCR detection kit of PPRV.
Real time turbidity method;Peste des petisruminants virus;Detection
S852.659.5
1672-9692(2015)07-0008-07
2015-05-23
楊卓(1983-),女,大學(xué)本科,獸醫(yī)師,研究方向:動(dòng)物疫病診斷及防控。
于漢勛(1965-),男,大學(xué)本科,研究員級(jí)高級(jí)獸醫(yī)師,研究方向:動(dòng)物疫病診斷及防控。