石遠(yuǎn)菊,湯德元,曾智勇,王 彬,黃 濤,韋冠東,胡玲玲,龍冬梅,楊 偉,葉 麗
(貴州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院,貴州 貴陽(yáng) 550025)
豬瘟分子生物學(xué)檢測(cè)技術(shù)的研究進(jìn)展
石遠(yuǎn)菊,湯德元*,曾智勇,王 彬,黃 濤,韋冠東,胡玲玲,龍冬梅,楊 偉,葉 麗
(貴州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院,貴州 貴陽(yáng) 550025)
豬瘟是由豬瘟病毒引起的一種急性、熱性、高度接觸性傳染病,給養(yǎng)豬業(yè)造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,嚴(yán)重制約著我國(guó)養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。文章主要針對(duì)豬瘟病毒的反轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)、反轉(zhuǎn)錄巢式PCR技術(shù)、多重反轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)、反轉(zhuǎn)錄實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)及環(huán)介導(dǎo)等溫核酸擴(kuò)增技術(shù)等5種分子生物學(xué)檢測(cè)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外最新研究進(jìn)展進(jìn)行綜述,以期提高對(duì)豬瘟病毒早期感染和隱性帶毒豬的檢出率,淘汰野毒感染豬群,為豬瘟的凈化和防控提供重要診斷參考依據(jù)。
豬瘟;分子生物學(xué);快速診斷;檢測(cè)技術(shù)
豬瘟(Classical swine fever CSF)又名古典豬瘟、豬霍亂,我國(guó)又將其稱為爛腸瘟,是由豬瘟病毒(Classical swine fever Virus,CSFV)引起的一種急性、熱性、高度接觸性傳染病,以發(fā)病急、高熱稽留和細(xì)小血管壁變性,引起全身皮膚、黏膜和漿膜泛發(fā)性小出血點(diǎn),脾臟梗死為特征。豬瘟的發(fā)生沒(méi)有季節(jié)性,各種年齡段和不同種類的豬群均可感染,典型豬瘟發(fā)病率和死亡率都高,給養(yǎng)豬業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。全世界許多國(guó)家都對(duì)該病制定了根除計(jì)劃,據(jù)報(bào)道,有的國(guó)家已經(jīng)成功地凈化了豬瘟。我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家,物力和財(cái)力有限,對(duì)歐洲國(guó)家采取的檢疫撲殺措施難以承受。近年來(lái),隨著豬瘟兔化弱毒疫苗的廣泛使用,我國(guó)豬瘟的流行情況和發(fā)病特點(diǎn)發(fā)生了很大的變化,主要表現(xiàn)為:病程明顯延長(zhǎng),由急性和亞急性轉(zhuǎn)變?yōu)槁詾橹?;病原毒力降低,易出現(xiàn)持續(xù)感染、胎盤垂直感染、妊娠母豬帶毒綜合征及新生仔豬的免疫耐受等,發(fā)病率和死亡率明顯下降;流行情況從頻發(fā)的大流行轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)規(guī)律的地區(qū)性散發(fā)性流行,疫點(diǎn)顯著減少;臨床癥狀由典型轉(zhuǎn)變?yōu)榉堑湫蜏睾托载i瘟和母豬帶毒綜合征。豬瘟的非典型性給豬瘟的診斷帶來(lái)了新的困難,盡管常規(guī)的臨床診斷和實(shí)驗(yàn)室診斷(豬體回歸感染試驗(yàn)、兔體交叉免疫試驗(yàn)、病毒分離鑒定、瓊脂擴(kuò)散試驗(yàn)、中和試驗(yàn)、免疫膠體金技術(shù)、金標(biāo)卡診斷、新城疫病毒強(qiáng)化試驗(yàn)、免疫熒光試驗(yàn)、間接血凝試驗(yàn)、酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)、髓細(xì)胞檢查法、免疫酶測(cè)定技術(shù)或酶標(biāo)記抗體診斷法和單克隆抗體免疫過(guò)氧化物酶試驗(yàn)等)對(duì)豬瘟的診斷有一定的幫助,但分子生物學(xué)檢測(cè)技術(shù)以其高特異性、高靈敏性在廣大的科研實(shí)驗(yàn)中得到了廣泛的應(yīng)用。
CSFV的分子生物學(xué)檢測(cè)技術(shù)主要包括:普通反轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(RT-PCR)技術(shù)、反轉(zhuǎn)錄巢式PCR(Nested RT-PCR)技術(shù)、多重反轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(mRTPCR)技術(shù)、反轉(zhuǎn)錄實(shí)時(shí)熒光定量PCR (RTFQ RT-PCR)技術(shù)及環(huán)介導(dǎo)等溫核酸擴(kuò)增(RT-LAMP)技術(shù)等,現(xiàn)將這些分子生物學(xué)檢測(cè)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外最新研究進(jìn)展分述如下:
RT-PCR技術(shù)是將扁桃體活體組織或病死豬的扁桃體、淋巴結(jié)、肺臟、脾臟、腎臟和大腦等組織研磨,提取RNA,然后進(jìn)行RT-PCR擴(kuò)增合成目的片段。該技術(shù)特異性較強(qiáng)、靈敏度較高、重復(fù)性好、易操作,整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程只需要幾個(gè)小時(shí)就能達(dá)到快速檢測(cè)的目的。
國(guó)外TitovI[1]等建立了RT-PCR技術(shù)和高分辨率融合(HRM)分析相聯(lián)合來(lái)鑒別CSFV疫苗株和野毒株的快速方法。該方法首先利用CSFV E2基因的最可變區(qū)的短片段進(jìn)行RT-PCR擴(kuò)增,隨后再用HRM來(lái)分析擴(kuò)增的目的片段。實(shí)時(shí)PCR/HRM用于CSFV檢測(cè)和分化分析具有與RT-qPCR和基因分型相當(dāng)?shù)撵`敏度分辨率且與E2核苷酸測(cè)序相當(dāng)。該方法僅用一個(gè)步驟就能在現(xiàn)場(chǎng)樣品中進(jìn)行CSFV的快速、靈敏的鑒定以及基因型的鑒別,操作簡(jiǎn)單,對(duì)于基層豬瘟的快速診斷是非常有價(jià)值的。
秦玉明[2]在國(guó)內(nèi)外首次建立了原位RT-PCR法,該方法能檢測(cè)組織切片中的CSFV RNA分子,在檢測(cè)病毒的同時(shí)還可以初步觀察到組織的病理變化,將豬瘟病理學(xué)研究由組織病理學(xué)水平發(fā)展到分子病理學(xué)水平,為以后研究豬瘟的隱性感染和持續(xù)性感染的致病機(jī)理奠定了基礎(chǔ)。郭抗抗[3]等建立了一種能區(qū)分CSFV強(qiáng)毒和兔化弱毒疫苗株的RT-PCR檢測(cè)方法,該方法可以從CSFV強(qiáng)毒株和兔化弱毒疫苗株中分別擴(kuò)增出大小為187 bp和492 bp的特異性片段,對(duì)豬繁殖與呼吸綜合征病毒(PRRSV)、豬圓環(huán)病毒2型(PCV2)和豬傳染性胃腸炎病毒(TGEV)等豬源性病毒的檢測(cè)結(jié)果均為陰性,利用該方法可以從10份疑似豬瘟臨床樣品中分別檢測(cè)出豬瘟強(qiáng)毒和疫苗毒,說(shuō)明該研究建立的RT-PCR方法具有較好的特異性,為豬瘟的早期診斷及疫苗免疫豬和野毒感染豬的鑒別提供了技術(shù)參考。
陳本龍[4]等成功建立了一種能夠區(qū)分豬瘟病毒強(qiáng)毒株HCLV株的RTPCR檢測(cè)方法,該法從豬瘟強(qiáng)毒株和兔化弱毒株中擴(kuò)增出了大小分別為680 bp和785 bp的特異性片段,具有高度的特異性和敏感性。吳旭錦[5]等建立了豬瘟病毒的RT-nPCR檢測(cè)方法,該方法檢測(cè)CSFV cDNA含量的最低極限為6.7×10-5ng/L,從BVDV,PRRSV,PCV2,PRV和PPV等參考毒株中提取或反轉(zhuǎn)錄獲得的DNA/cDNA中不能擴(kuò)增出目的條帶,說(shuō)明該方法靈敏度高、特異性強(qiáng)。
湯德元[6]等通過(guò)對(duì)GenBank中CSF野毒、疫苗毒及近源病毒的基因組全序列比對(duì),發(fā)現(xiàn)豬瘟兔化弱毒疫苗株3'-NTR獨(dú)立存在富含T的插入序列,根據(jù)這一特點(diǎn)分別在該插入序列的上、下兩端設(shè)計(jì)2對(duì)單一RTPCR引物并選擇特異保守區(qū)域設(shè)計(jì)了二重RT-PCR引物,優(yōu)化篩選能夠鑒別豬瘟野毒與兔化弱毒疫苗的PCR反應(yīng)條件,建立了能鑒別豬瘟野毒和疫苗毒的單一與二重RT-PCR的鑒別診斷方法,該方法從豬瘟野毒株和兔化弱毒株中擴(kuò)增出了大小分別為372 bp和140 bp的特異性片段;利用該方法進(jìn)行敏感性和特異性分析,單一RT-PCR檢測(cè)CSFV各引物最低核酸檢測(cè)量分別為2.2 pg(單一RT-PCR中的1對(duì)引物)和1.7 pg(單一RT-PCR中的另外1對(duì)引物);二重RT-PCR檢測(cè)CSFV各引物最低核酸檢測(cè)量分別為8.2 pg(豬瘟野毒)和6.7 pg(豬瘟疫苗毒),兩種方法均未檢測(cè)到PRV,PRRSV,JEV,BVDV,PCV2的DNA/RNA;此外,還采用該方法對(duì)146份可疑臨床樣品進(jìn)行檢測(cè),豬瘟疫苗毒與野毒在繁殖母豬、育肥豬、保育豬和哺乳仔豬中的二重感染率分別為6.3%,7.4%,8.3%,8.6%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:?jiǎn)我慌c二重RT-PCR方法均具有敏感性強(qiáng)、特異性高、重復(fù)性好的特點(diǎn),該研究對(duì)規(guī)?;i場(chǎng)豬瘟的凈化具有十分重要的參考價(jià)值。
Nested PCR是一種變異的聚合酶鏈反應(yīng),使用兩對(duì)PCR引物擴(kuò)增完整的片段。第一對(duì)PCR引物擴(kuò)增片段和普通PCR相似,第二對(duì)引物(又稱為巢式引物)結(jié)合在第一次PCR產(chǎn)物內(nèi)部,使得第二次PCR擴(kuò)增片段短于第一次擴(kuò)增。巢式PCR的優(yōu)點(diǎn)在于:如果第一次擴(kuò)增產(chǎn)生了錯(cuò)誤片斷,則第二次能在錯(cuò)誤片段上進(jìn)行引物配對(duì)并擴(kuò)增的概率極低。因此,Nested PCR的擴(kuò)增特異性高。
羅勇[7]利用序列分析軟件(VectorNTI8),對(duì)NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)中不同國(guó)家和地區(qū)發(fā)布的29株豬瘟野毒及6株疫苗毒株的E2基因序列及BVDV基因序列的相應(yīng)位置進(jìn)行了比較分析,設(shè)計(jì)了兩對(duì)引物,外套引物擴(kuò)增E2基因中目的片段,大小為806 bp,內(nèi)套引物擴(kuò)增大小為512 bp。經(jīng)各種反應(yīng)條件的優(yōu)化,建立了豬瘟病毒套式RT-PCR檢測(cè)方法,運(yùn)用該方法對(duì)中國(guó)獸藥監(jiān)察所提供的19株CSFV的核酸及6種豬源常見(jiàn)病原的核酸樣品進(jìn)行檢測(cè),其結(jié)果顯示:19株CSFV的核酸樣品檢測(cè)均呈陽(yáng)性,其他樣品則為陰性;該方法的靈敏度與real-time RT-PCR相當(dāng),比普通RT-PCR提高了100倍。
楊若松[8]等建立的豬瘟病毒巢式RT-PCR檢測(cè)方法可以從拷貝數(shù)為102/μL的豬瘟病料中檢測(cè)到CSFV,具有很高的特異性、靈敏性、復(fù)核率以及重復(fù)性,而且建立的豬瘟病毒巢式RTPCR方法的引物序列均在具有CSFV序列的保守區(qū),具有更好的應(yīng)用前景。
劉梅芬[9]等參照GenBank中公布的CSFV E2基因保守區(qū)域序列設(shè)計(jì)2對(duì)特異性引物,以CSFV總RNA為模板,優(yōu)化反應(yīng)條件,建立CSFV nested RTPCR方法,利用所建立的方法對(duì)35份臨床疑似CSFV感染樣品進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)到19個(gè)陽(yáng)性樣品,并對(duì)陽(yáng)性PCR產(chǎn)物進(jìn)行克降測(cè)序鑒定,測(cè)序結(jié)果一致。結(jié)果表明:成功建立了CSFV nested RT-PCR檢測(cè)方法,能夠特異性地?cái)U(kuò)增CSFV,但對(duì)ST正常細(xì)胞對(duì)照和其他8種病原對(duì)照未擴(kuò)增出任何條帶,穩(wěn)定性和重復(fù)性好,敏感性高,最低檢測(cè)病毒含量為1 TCID50/mL,適合早期檢測(cè)CSFV。
多重PCR(mutiplex PCR)技術(shù)是PCR技術(shù)中的一種,該技術(shù)是在同一PCR管中加入多對(duì)特異性引物和多個(gè)對(duì)應(yīng)的模板,之后進(jìn)行PCR反應(yīng),在一個(gè)PCR管中同時(shí)檢測(cè)多個(gè)目標(biāo)DNA分子。多重PCR技術(shù)可以擴(kuò)增一個(gè)病毒的一個(gè)片段,也可以同時(shí)擴(kuò)增多個(gè)病毒的不同片段,它具有快速、靈敏度高、特異性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),被廣泛用于各種病毒性疫病的快速診斷。
薛媛[10]針對(duì)PRRSV、CSFV和JEV的保守性基因序列,設(shè)計(jì)了3對(duì)引物用于擴(kuò)增各目的基因序列,通過(guò)對(duì)引物濃度、退火溫度、Mg2+濃度等反應(yīng)條件的優(yōu)化,建立了鑒別PRRSV,CSFV,JEV多重RT-PCR的診斷方法,其敏感性可達(dá)到CSFV 10-1pg,PRRSV 10-2pg,JEV 10-3pg級(jí);此外,還具有較好的特異性,對(duì)CSFV,PRRSV,JEV己知陽(yáng)性病料均能擴(kuò)增出相應(yīng)的片段,該方法為這3種病原的臨床診斷與鑒別提供了可供參考的方法。
Liu[11]等建立的多重RT-PCR技術(shù)可同時(shí)也可單獨(dú)檢測(cè)出PRRSV、GSFV和PCV2,其特異性、靈敏性較高,檢測(cè)3種病毒的靈敏度分別為2.0×104,2.5×103,6.0×102個(gè)拷貝數(shù)。
湯德元[12]等根據(jù)GenBank登錄的豬偽狂犬病病毒、豬圓環(huán)病毒2型、豬繁殖與呼吸綜合征病毒、豬瘟病毒、豬細(xì)小病毒和豬流感病毒6種常見(jiàn)病毒的相關(guān)保守基因序列分別設(shè)計(jì)一對(duì)特異性引物,通過(guò)對(duì)其條件的優(yōu)化,建立了檢測(cè)以上6種病毒的PCR/RT-PCR診斷方法,通過(guò)試驗(yàn)證明:該檢測(cè)方法具有良好的特異性和敏感性,為檢測(cè)以上6種病毒提供了參考。湯德元[13]等還針對(duì)PRRSV,CSFV和SIV等3種常見(jiàn)病毒的相關(guān)保守基因設(shè)計(jì)特異性引物,通過(guò)對(duì)其條件的優(yōu)化,建立了3種呼吸道病毒的三重RT-PCR檢測(cè)方法,實(shí)現(xiàn)了上述3種病毒的同步檢測(cè),能快速、準(zhǔn)確地對(duì)臨床病料進(jìn)行檢測(cè),是一種實(shí)用、快速的檢測(cè)方法,具有廣闊的應(yīng)用前景。湯德元[14]等通過(guò)比對(duì)分析GenBank中登錄的CSFV和PRV的相關(guān)基因序列,分別設(shè)計(jì)可以區(qū)分CSFV與PRV及其疫苗株的5對(duì)特異性引物,建立了其多重PCR鑒別檢測(cè)的方法,建立的多重PCR方法對(duì)CSFV和PRV擴(kuò)增為陽(yáng)性,而對(duì)PCV2、PRRSV、JEV和BVDV擴(kuò)增結(jié)果均為陰性;最低核酸檢測(cè)量分別為1.7×103拷貝/ μL(CSFV野毒株)、9.9×103拷貝/ μL(CSFV-C疫苗株)、1.3×103拷貝/μL(Guizhou-DY)、6.9×103拷貝/μL(Bartha-K61)和5.5×103拷貝/μL(SA215)。該研究建立的多重PCR方法為從病原學(xué)方面快速鑒別CSF和PR疫苗毒與野毒提供了新的技術(shù)支撐,為規(guī)?;i場(chǎng)實(shí)現(xiàn)豬瘟與豬偽狂犬病的凈化提供一種新方法。湯德元[15]通過(guò)對(duì)多重PCR反應(yīng)條件的優(yōu)化,以及臨床應(yīng)用檢測(cè),成功建立了能同時(shí)檢測(cè)PRV、PCV2、CSFV和SIV 4種病毒的多重PCR方法,還建立了能同時(shí)檢測(cè)PRV、PCV2、CSFV、PRRSV和SIV 5種病毒的多重PCR方法,以及能同時(shí)檢測(cè)PRV、PCV2、CSFV、PRRSV、PPV和SIV 6種病毒的多重PCR方法,建立的多重PCR最低檢測(cè)限均達(dá)到pg級(jí)水平,且具有較高的特異性。
冷依伊[16]等根據(jù)GenBank中登錄的參考病毒株序列,選擇非洲豬瘟病毒(ASFV)、水皰性口炎病毒(VSV)、豬口蹄疫病毒(FMDV)、豬瘟病毒(CSFV)以及豬偽狂犬病病毒(PRV)的保守序列設(shè)計(jì)5對(duì)特異性引物,通過(guò)優(yōu)化反應(yīng)條件,建立了一種可以同時(shí)且快速檢測(cè)以上5種病毒的多重RT-PCR檢測(cè)方法,該方法對(duì)不同的細(xì)菌或病毒模板擴(kuò)增結(jié)果均為陰性,特異性強(qiáng);對(duì)PRV、CSFV、ASFV、VSV和FMDV的核酸最少檢出量分別為8.82×103拷貝/ μL、6.87×104拷貝/μL、5.71拷貝/μL、4.93×104拷貝/μL和4.32×102拷貝/μL。以上結(jié)果表明:該方法快速、靈敏、特異性強(qiáng),對(duì)以上5種豬病病毒能夠進(jìn)行快速鑒別檢測(cè),為其臨床診斷與流行病學(xué)調(diào)查提供了有效的檢測(cè)方法。
王苗苗[17]等為了建立能夠同時(shí)檢測(cè)豬瘟病毒(CSFV)、豬繁殖與呼吸綜合征病毒(PRRSV)、豬偽狂犬病病毒(PRV)、豬圓環(huán)病毒2型(PCV2)和豬細(xì)小病毒(PPV)的多重PCR,并用于豬場(chǎng)感染情況的動(dòng)態(tài)監(jiān)控以及臨床診斷,根據(jù)GenBank中已發(fā)表的5種病毒的基因序列,針對(duì)CSFV的E2、PRRSV的Nsp2、PRV的gB、PCV2的ORF2和PPV的VP2基因,分別設(shè)計(jì)了特異性引物。在建立的單項(xiàng)PCR基礎(chǔ)上,通過(guò)優(yōu)化反應(yīng)條件,建立了能同時(shí)檢測(cè)5種病毒的多重PCR,采用建立的多重PCR對(duì)127份疑似病豬的扁桃體活體組織進(jìn)行檢測(cè),檢出了5種病毒的存在,其中感染2種及以上病毒的樣品比例為39.6%(49/127),表明該方法是一種特異、快速、靈敏、高效的病原學(xué)檢測(cè)手段。
實(shí)時(shí)熒光定量PCR(RTFQ PCR)技術(shù)是1996年由美國(guó)Applied Biosystems公司推出的一種新定量試驗(yàn)技術(shù),它是通過(guò)熒光染料或熒光標(biāo)記的特異性的探針,對(duì)PCR產(chǎn)物進(jìn)行標(biāo)記跟蹤,實(shí)時(shí)在線監(jiān)控反應(yīng)過(guò)程,結(jié)合相應(yīng)的軟件可以對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行分析,計(jì)算待測(cè)樣品模板的初始濃度。其原理是在進(jìn)行PCR擴(kuò)增前,加入1對(duì)引物的同時(shí)再加入一個(gè)特異性的熒光探針或SYBR GreenI熒光染料,該探針或染料為一寡核苷酸,兩端分別標(biāo)記一個(gè)報(bào)告熒光基團(tuán)和一個(gè)淬滅熒光基團(tuán)。探針完整時(shí),報(bào)告基團(tuán)發(fā)射的熒光信號(hào)被淬滅基團(tuán)吸收;剛開(kāi)始時(shí),探針結(jié)合在DNA任意一條單鏈上;PCR擴(kuò)增時(shí),Taq酶的5'端-3'端外切酶活性將探針酶切降解,使報(bào)告熒光基團(tuán)和淬滅熒光基團(tuán)分離,從而熒光監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可接收到熒光信號(hào),即每擴(kuò)增一條DNA鏈,就有一個(gè)熒光分子形成,實(shí)現(xiàn)了熒光信號(hào)的累積與PCR產(chǎn)物的形成完全同步。RTFQ PCR技術(shù)通過(guò)連續(xù)監(jiān)測(cè)熒光信號(hào)強(qiáng)弱的變化來(lái)測(cè)定特異性產(chǎn)物的量,不需要分離PCR產(chǎn)物,即能準(zhǔn)確定量起始模板數(shù);與普通PCR相比,它具有特異性更強(qiáng)、有效解決PCR污染問(wèn)題、自動(dòng)化、程度高等優(yōu)點(diǎn)。
Pérez和Lester Josué[18]等描述了一種Real-time RT-PCR方法檢測(cè)CSFV,該方法是基于SYBR Green結(jié)合溶解曲線分析,在兩種Real-time PCR平臺(tái)進(jìn)行分析和檢測(cè)并相互比較,其靈敏度較高,細(xì)胞培養(yǎng)和血清中CSFV最低可以檢測(cè)0.1 TCID50/反應(yīng),組織為1 TCID50/反應(yīng),去離子水、血清及組織中分別為1,10,100拷貝數(shù)/μL。Haines[19]等建立的多重實(shí)時(shí)RT-PCR方法能夠同時(shí)檢測(cè)CSFV及ASFV,同時(shí)檢測(cè)的靈敏性度為100%,特異性為CSFV100%,ASFV為97.3%。
石順利[20]根據(jù)GenBank中發(fā)表的豬瘟保守基因序列設(shè)計(jì)特異性引物和探針,成功構(gòu)建了實(shí)時(shí)熒光定量PCR的反應(yīng)體系和反應(yīng)參數(shù),建立的實(shí)時(shí)熒光定量PCR體系靈敏度可以達(dá)到1×102拷貝的數(shù)量級(jí),能特異性的與牛病毒性腹瀉黏膜病毒(BVDV)、羊口瘡病毒和羊痘病毒的區(qū)分。饒品彬[21]建立的EvaGreen多重實(shí)時(shí)熒光PCR,經(jīng)實(shí)時(shí)擴(kuò)增能夠產(chǎn)生6個(gè)目的擴(kuò)增產(chǎn)物熔解峰,從而可同時(shí)對(duì)這六種病毒進(jìn)行檢測(cè)和區(qū)分。其中PCV2,PRRSV和JEV的檢測(cè)極限達(dá)到100 拷貝/μL,PPV,CSFV檢測(cè)極限可以達(dá)到250 拷貝/μL,PRV的檢測(cè)極限可以達(dá)到500 拷貝/μL;與利用SYBR Green I多重實(shí)時(shí)熒光PCR檢測(cè)相同或相關(guān)病毒比較,靈敏度高出10倍左右,具有高度特異性和良好重復(fù)性,并達(dá)到基于探針的多重實(shí)時(shí)熒光PCR檢測(cè)水平。
杜冬華[22]等根據(jù)CSFV野毒株和疫苗株E2基因序列差異,設(shè)計(jì)了2對(duì)特異性引物及1條TaqMan探針,以含CSFV HB株和C-株E2基因的重組質(zhì)粒pBS-E2C和pBS-E2作為標(biāo)準(zhǔn)品,建立了能同時(shí)檢測(cè)CSFV野毒株和疫苗株的雙重TaqMan real-time PCR鑒別檢測(cè)方法。結(jié)果表明:建立的CSFV雙重TaqMan real-time PCR標(biāo)準(zhǔn)曲線Ct值與1×101~1×106拷貝/μL之間的E2基因拷貝數(shù)呈良好的線性關(guān)系,靈敏度達(dá)10 拷貝/μL,且特異性和重復(fù)性很好,該試驗(yàn)建立的TaqMan real-time PCR檢測(cè)方法可用于CSFV野毒株和疫苗株的鑒別診斷及病原定量分析,將為我國(guó)CSFV野毒株感染及疫苗免疫情況的調(diào)查與分析提供高效、快速的檢測(cè)手段,進(jìn)而為更好的防控豬瘟的發(fā)生和流行奠定基礎(chǔ)。
環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增(LAMP)技術(shù)是眾多核苷酸擴(kuò)增技術(shù)中的一種,其基本原理是針對(duì)靶序列的6個(gè)特異部位設(shè)計(jì)4條引物,利用具有鏈置換活性的Bst DNA聚合酶在恒溫條件下催化新鏈合成,從而使靶序列高效擴(kuò)增。反轉(zhuǎn)錄介導(dǎo)等溫核酸擴(kuò)增技術(shù)是檢測(cè)CSFV的一種新型核酸擴(kuò)增技術(shù),它的一系列引物是基于E2基因序列設(shè)計(jì)的,然后在63 ℃下孵育50 min進(jìn)行病毒RNA的擴(kuò)增,擴(kuò)增產(chǎn)物可以通過(guò)瓊脂糖凝膠電泳呈現(xiàn)梯形分布來(lái)判定,還可以通過(guò)直接離心擴(kuò)增產(chǎn)物觀察白色沉淀的生成并借助于專用比濁儀對(duì)結(jié)果進(jìn)行判定,另外還可在擴(kuò)增產(chǎn)物中加入SYBR Green I,根據(jù)顏色變化判定擴(kuò)增結(jié)果。環(huán)介導(dǎo)恒溫?cái)U(kuò)增檢測(cè)方法是一種新興的分子生物學(xué)檢測(cè)方法,已廣泛應(yīng)用于多種細(xì)菌病和病毒病的檢測(cè),與其他檢測(cè)技術(shù)相比,該技術(shù)特異性強(qiáng)、靈敏度高、操作簡(jiǎn)便,檢測(cè)速度快、無(wú)特殊設(shè)備要求,適用于基層及現(xiàn)場(chǎng)診斷使用。
Chowdry[23]等建立并且評(píng)估一種新型結(jié)合橫向流動(dòng)油量尺檢測(cè)CSFV的LAPM技術(shù)(RT-LAPM-LFD),這種RT-LAMP-LFD測(cè)定法結(jié)合了CSFV RNA的有效一步等溫?cái)U(kuò)增和LFD的簡(jiǎn)單性,在2~5 min內(nèi)就可快速讀取結(jié)果,此方法靈敏性高,特異性強(qiáng),操作簡(jiǎn)單,而且檢測(cè)成本低,這種RT-LAMP-LFD測(cè)定有望成為診斷豬瘟的快速、簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)的新技術(shù)。
何文博[24]建立了豬瘟強(qiáng)毒株與弱毒疫苗株的LAMP檢測(cè)技術(shù),用建立的LAMP方法和RT-PCR方法檢測(cè)20份豬病料,符合率為90.91%,說(shuō)明該方法是一種快速準(zhǔn)確、特異性好、靈敏度高,適合基層使用的方法,真正實(shí)現(xiàn)了對(duì)病原微生物核酸的特異、敏感、高效和快捷檢測(cè),為我國(guó)豬瘟防控與凈化提供技術(shù)支撐,對(duì)動(dòng)物疫病多重感染的鑒別檢測(cè)具有重要意義。張改平[25]等建立的豬瘟強(qiáng)弱毒LAMP檢測(cè)方法,特異性好,比RT-PCR靈敏度高出1 000倍,且重復(fù)性和穩(wěn)定性良好,為快速準(zhǔn)確地鑒別豬瘟野毒感染和疫苗接種感染提供了有效的方法。
朱俊靈[26]等針對(duì)CSFV NS5B基因設(shè)計(jì)一套特異性引物及生物素標(biāo)記探針,結(jié)合異硫氰酸熒光素標(biāo)記的擴(kuò)增產(chǎn)物,建立RT-LAMP-LFD檢測(cè)方法,所建立的方法能夠特異地檢測(cè)出CSFV的存在,檢測(cè)PRRSV,JEV,PCV2等其他病毒均為陰性;所建立的CSFVRT-LAMP方法對(duì)RNA的最低檢測(cè)限為50 pg;反應(yīng)快速,整個(gè)擴(kuò)增反應(yīng)可在1 h內(nèi)完成;操作簡(jiǎn)單,不需要PCR儀等復(fù)雜的儀器,結(jié)果可經(jīng)肉眼觀察,應(yīng)用RT-LAMP-LFD檢測(cè)CSFV特異性強(qiáng)、靈敏度高,并且操作安全、簡(jiǎn)便、快捷,可以滿足基層檢疫的需要。
總之,豬瘟的診斷方法較多,其中間接血凝試驗(yàn)(IHA)被農(nóng)業(yè)部推薦為豬瘟疫苗抗體檢測(cè)的主要方法,也是我國(guó)豬瘟抗體檢測(cè)的經(jīng)典方法,在國(guó)內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用,為我國(guó)豬瘟的綜合防控做出了巨大貢獻(xiàn),但該方法敏感性低,待測(cè)血清樣品需經(jīng)滅活處理,增加了檢測(cè)時(shí)間和檢測(cè)難度,且血清的質(zhì)量嚴(yán)重影響檢測(cè)結(jié)果,誤差較大,不適合準(zhǔn)確檢測(cè)豬瘟抗體水平,養(yǎng)殖場(chǎng)及廣大養(yǎng)殖戶可根據(jù)對(duì)檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確程度的實(shí)際需要選擇應(yīng)用;豬瘟熒光抗體(CSF-FA)檢測(cè)豬瘟病毒是一種靈敏性高特異好的診斷方法,該方法是用冰凍組織切片或觸片的直接熒光抗體試驗(yàn)作為豬瘟的法定診斷方法,目前在許多國(guó)家和地區(qū)均已實(shí)行,但在基層受儀器設(shè)備和人員技術(shù)的影響;酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)具有微量、敏感、特異、高通量的優(yōu)點(diǎn),可用于豬瘟抗體水平監(jiān)測(cè),但其需要酶標(biāo)儀等儀器設(shè)備,且操作人員需有一定的專業(yè)技術(shù)水平,適合具有基本試驗(yàn)條件的基層實(shí)驗(yàn)室;分子生物學(xué)的普通RT-PCR方法敏感性有限,且不能對(duì)病毒進(jìn)行定量;與普通RT-PCR方法相比,實(shí)時(shí)熒光定量RT-PCR具有敏感性更高、特異性更強(qiáng)、定量準(zhǔn)確、全封閉反應(yīng)、自動(dòng)化檢測(cè)、不需核酸電泳檢測(cè)、高通量等優(yōu)點(diǎn),成為目前豬瘟病毒檢測(cè)中最準(zhǔn)確的方法,雖然該技術(shù)需要價(jià)格昂貴的儀器設(shè)備、試劑,但隨著國(guó)家對(duì)動(dòng)物疫病實(shí)驗(yàn)室建設(shè)資金投入的不斷增加,實(shí)時(shí)熒光定量RT-PCR技術(shù)將逐步成為豬瘟病毒檢測(cè)中最準(zhǔn)確、適合現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的方法,不斷為我國(guó)豬瘟的綜合防控事業(yè)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。多重RT-PCR能夠同時(shí)且快速地檢測(cè)出多種不同的病毒,敏感性好、特異性高,具有廣闊的應(yīng)用前景,比較節(jié)省時(shí)間,但是建立一種多重PCR診斷方法不是件容易的事情,在多重PCR反應(yīng)中,引物的設(shè)計(jì)至關(guān)重要,它決定著多重PCR反應(yīng)的成功與否,此外,還需要對(duì)引物濃度、Mg2+濃度、dNTP濃度等反應(yīng)條件進(jìn)行優(yōu)化,以確定最佳反應(yīng)條件。環(huán)介導(dǎo)等溫核酸擴(kuò)增(RT-LAMP)方法與傳統(tǒng)CSFV診斷方法和實(shí)時(shí)熒光定量RT-PCR方法相比,該方法不需要特殊設(shè)備要求,與普通RT-PCR相比,檢測(cè)時(shí)間大大縮短,靈敏度高了10倍,特別適用于基層及現(xiàn)場(chǎng)診斷使用。
[1] TITOV I, TSYBANOV S, MALOGOLOVKIN A. Genotyping of classical swine fever virus using high-resolution melt analysis[J]. Journal of virological methods, 2015, 224﹕ 53-57.
[2] 秦玉明.豬瘟病毒原位RT-PCR檢測(cè)方法的建立及分子致病機(jī)理的初步研究[D].北京:中國(guó)獸醫(yī)藥品監(jiān)察所,2003.
[3] 郭抗抗,鄧力,井勇,等.豬瘟病毒強(qiáng)毒株和兔化弱毒疫苗株RT-PCR快速鑒別檢測(cè)方法的建立[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010(6)﹕13-18.
[4] 陳本龍,張立懷,王建華,等.鑒別豬瘟病毒強(qiáng)毒和疫苗弱毒的RT-PCR檢測(cè)方法的建立[J].中國(guó)動(dòng)物檢疫2013,30(11)﹕71-74.
[5] 吳旭錦,朱小甫.豬瘟病毒RT-nPCR檢測(cè)方法的建立及陜西部分地區(qū)豬瘟病毒E0基因分子特征分析[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2014(10)﹕15-21.
[6] 馬萍,李達(dá),湯德元,等.鑒別豬瘟野毒與疫苗毒的單一與二重RT-PCR檢測(cè)方法的建立及應(yīng)用[J]. 中國(guó)畜牧獸醫(yī),2016,43(9)﹕2230-2239.
[7] 羅勇.豬瘟病毒套式RT-PCR檢測(cè)方法的建立和種豬場(chǎng)豬瘟免疫與凈化研究[D].武漢:華中農(nóng)業(yè)大學(xué),2009.
[8] 楊若松,寇曉晶,李敬,等.豬瘟巢式RT—PCR監(jiān)測(cè)方法的建立[J]. 畜牧獸醫(yī)科技信息,2013,(12)﹕22.
[9] 劉梅芬,王淑娟,閆若潛,等.豬瘟病毒巢式RT-PCR檢測(cè)方法的建立與應(yīng)用[J]. 中國(guó)畜牧獸醫(yī),2016(9)﹕2285-2290.
[10] 薛媛.CSFV、PRRSV和JEV多重RT-PCR檢測(cè)方法的建立及PRRSV GP5和N蛋白的原核表達(dá)[D].楊凌:西北農(nóng)林科技大學(xué),2009.
[11] LIU J K, WEI C H, YANG X Y, et al. Multiplex PCR for the simultaneous detection of porcine reproductive and respiratory syndrome virus, classical swine fever virus, and porcine circovirus in pigs[J]. Molecular and cellular probes, 2013, 27(3)﹕149-152.
[12] 韋冠東,王洪光,馬萍,等.豬呼吸道病相關(guān)的常見(jiàn)病毒PCR/RTPCR檢測(cè)方法的建立[J].動(dòng)物醫(yī)學(xué)進(jìn)展,2015(12)﹕45-48.
[13] 韋冠東,王洪光,湯德元,等.PRRSV、CSFV與SIV三重RT-PCR檢測(cè)方法的建立[J]. 畜牧與獸醫(yī),2015(10)﹕109-111.
[14] 李達(dá),馬萍,湯德元,等.豬瘟和豬偽狂犬野毒與其疫苗株多重PCR鑒別方法的建立[J].中國(guó)預(yù)防獸醫(yī)學(xué)報(bào),2017(2)﹕127-132.
[15] 王洪光.豬呼吸道病毒性疫病多重PCR方法的建立與應(yīng)用研究[D] .貴陽(yáng):貴州大學(xué),2015.
[16] 冷依伊,任梅滲,蒙正群,等. 5種豬病毒性傳染病病原的多重PCR檢測(cè)方法的建立[J].中國(guó)預(yù)防獸醫(yī)學(xué)報(bào),2017 (2)﹕123-126.
[17] 王苗苗,張凡慶,王曼,等. 豬五種繁殖障礙性疫病病原體多重PCR的建立及初步應(yīng)用[J]. 動(dòng)物醫(yī)學(xué)進(jìn)展,2017,38(3)﹕27-31.
[18] PEREZ L J, De ARCE H D, TARRADAS J, et al. Development and validation of a novel SYBR Green real-time RT-PCR assay for the detection of classical swine fever virus evaluated on different real-time PCR platforms[J]. Journal of virological methods, 2011, 174(1)﹕ 53-59.
[19] HAINES F J, HOFMANN M A, KING D P,et al. Development and validation of a multiplex, real-time RT PCR assay for the simultaneous detection of classical and African swine fever viruses[J]. PloS one, 2013, 8(7)﹕ e71019.
[20] 石順利.檢測(cè)豬瘟病毒實(shí)時(shí)熒光定量PCR方法的研究[D]. 呼和浩特:內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué),2014.
[21] 饒品彬.EvaGreen多重實(shí)時(shí)熒光定量PCR同時(shí)檢測(cè)多種豬病毒研究[D].杭州:浙江理工大學(xué),2014.
[22] 杜冬華,薛擁志,王愛(ài)華,等. 豬瘟病毒野毒株與疫苗株E2基因雙重TaqMan real-time PCR鑒別檢測(cè)方法的建立[J].中國(guó)獸醫(yī)學(xué)報(bào),2015(12)﹕1898-1902.
[23] CHOWDRY V K, LUO Y, WIDEN F, et al. Development of a loop-mediated isothermal amplification assay combined with a lateral flow dipstick for rapid and simple detection of classical swine fever virus in the field[J]. Journal of virological methods, 2014,197﹕14-18.
[24] 何文博. 豬瘟強(qiáng)毒株與兔化弱毒疫苗株的環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增鑒別檢測(cè)[D].鄭州大學(xué),2014.
[25] 張改平,何文博,王德國(guó),等.豬瘟強(qiáng)毒株與兔化弱毒疫苗株的LAMP鑒別檢測(cè)[J].鄭州:鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版),2014,46 (3)﹕85-90.
[26] 朱俊靈,葉佐東,鄧潔汝,等.豬瘟病毒RT-LAMP-LFD檢測(cè)方法的建立與應(yīng)用[J]. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2016,37(1)﹕1-7.
2017-05-04)
貴州省農(nóng)業(yè)攻關(guān)項(xiàng)目資助(黔科合NY字[2014]3055 號(hào));貴州省科學(xué)技術(shù)基金項(xiàng)目資助(黔科合J 字[2013]2110 號(hào))。
石遠(yuǎn)菊(1993-),女,貴州福泉人,碩士研究生,主要從事動(dòng)物傳染病病原分子病毒學(xué)的科研學(xué)習(xí)。
*通訊作者:湯德元(1964-),男,教授,博士,碩士生導(dǎo)師,主要從事動(dòng)物傳染病病原分子生物學(xué)和中西獸醫(yī)結(jié)合的教學(xué)科研工作。E-mail:tdyuan@163.com.