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流產衣原體(Chlamydophila.abortus)是專性細胞內寄生的革蘭氏陰性菌，主要造成山羊、綿羊等小型反芻動物的流產性疾病[1-2]。C.abortus還可以感染牛、豬及造成懷孕婦女的流產，是一種非常重要的人獸共患傳染病[3]。

我國對于流產衣原體的預防主要采用中國農業(yè)科學院蘭州獸醫(yī)研究所研發(fā)的流產衣原體卵黃囊甲醛滅活油佐劑疫苗，此疫苗多年前在青海、甘肅、新疆等省份推廣使用[4]?？梢詾閯游锾峁┖芎玫拿庖弑Ｗo效果，達到預防流產的目的。然而，在疫苗制備過程中，小鼠作為理想的模式動物已經被用于流產衣原體滅活疫苗的效價檢測[5]。效檢方法主要是對免疫組小鼠和對照組小鼠的臟器進行姬姆薩染色涂片，通過普通光學顯微鏡檢查衣原體原生小體(EB)為主[5]，其結果判定往往受主觀因素的影響，無法從科學的角度來說明衣原體滅活疫苗的質量保證[6]。因此，本研究擬建立針對C.abortus的富含半胱氨酸的胞質蛋白(envB)基因實時定量PCR方法，以期通過檢測小鼠臟器C.abortus菌體載量，為流產衣原體滅活疫苗的效檢提供科學可靠的方法。

1　材料與方法

1.1菌株及DNA流產衣原體、布魯氏菌DNA、均來自本實驗室，弓形蟲DNA由周東輝博士提供。

1.2主要試劑及儀器pMD19-T simple vector、2×Premix ExTaqTM 、DL 2000 DNA Marker、Trans2KPlus II DNA Marker、MiniBEST Universal Genomic DNA Extraction Kit、MiniBEST Agarose Gel DNA extraction kit、MiniBEST Plasmid purification kit、SYBR Premix EX TaqTMⅡ及感受態(tài)細胞DH5α均購自 TaKaRa 公司。

1.3引物的設計與合成envB基因引物設計參考GenBank的C.abortusenvB基因序列(登錄號NC_004552.2)，利用Premier 5.0 軟件設計envB基因引物CloneF/CloneR和envB基因real-time PCR引物(表1)。兩對引物均由上海生工有限責任公司合成。

表1引物的序列
Tab.1Nucleotide sequences of primers and probe

名稱Names序列(5′?3′)Sequences長度/bpLengthClone?FGTTCATTTGCCAGCGGGAAGATAGAGG27Clone?RAGAACCACGGTTTGTTACACAAATACGG28Env?FAACCTCAGATAGCAAATTAATCTGG25Env?RATTTGGTATAAGAGCGAAGTTCTGGGGGG25

1.4重組質粒標準品的構建按照MiniBEST Universal Genomic DNA Extraction Kit說明書提取流產衣原體(SX5)標準株的核酸作為模板，進行PCR擴增目的基因。按照MiniBEST Agarose Gel DNA extraction kit說明書步驟，回收純化PCR產物后克隆至pMD19-T載體中構建重組質粒標準品。利用分光光度計測定重組質粒的OD260nm/OD280nm濃度，根據公式：陽性質粒copies(copies/μL)=(質粒濃度×10-9×稀釋倍數×6.02×1023)/(660 道爾頓/堿基×堿基數)，計算標準品的copies。

1.5熒光定量PCR反應條件的優(yōu)化以構建的EnvB-PMD19T陽性質粒為模板，Env-F/Env-R為引物，建立25 μL的反應體系，優(yōu)化熒光定量PCR反應條件。分別對退火溫度(58 ℃、 60 ℃、 62 ℃、64 ℃)進行優(yōu)化，確定最佳退火溫度。

1.6標準曲線的建立將構建的EnvB-PMD19T陽性質粒標準品進行10倍倍比稀釋，選取1×102copies/μL～1×106copies/μL 5個梯度的陽性重組質粒作為模板，同時實驗設計陰性對照，每個稀釋度分別做3次重復，按照已經優(yōu)化的反應條件進行熒光定量PCR反應。

1.7靈敏度實驗10倍倍比稀釋(1×101copies/μL ～1×105copies/μL)的重組質粒為模板，同時實驗設計陰性對照，進行熒光定量PCR反應，確定該方法的最低檢測限度。

1.8特異性實驗采用優(yōu)化過的熒光定量PCR體系和條件對流產衣原體、弓形蟲、布魯氏菌DNA進行特異性試驗檢測。同樣設立陰性對照。來驗證熒光定量PCR引物的特異性。

1.9重復性實驗檢測以10倍倍比稀釋的重組質粒(1×103copies /μL～1×106copies /μL)為模板，進行組內重復性試驗，每個濃度進行3次重復，分析各濃度組內Ct值的變異系數和標準差；實驗操作重復3次，分析各濃度組間Ct值的變異系數和標準差。

1.10菌體載量檢測將實驗室保存的流產衣原體菌株分別以腹腔注射、消化道的方法注入Balb/c小鼠體內，每只接種200 μL稀釋菌液(IFU=1.6×106)[7]，對照組注射無菌的PBS 200 μL。在感染后7、14、21、28 d采集小鼠的子宮、脾臟、肝臟、十二指腸，利用優(yōu)化后的熒光定量PCR體系和條件檢測流產衣原體的載量。

2　結　果

2.1envB基因的PCR 擴增及重組質粒標準品的制備 以提取的流產衣原體基因組為模板進行PCR擴增，經瓊脂糖凝膠電泳檢測，顯示目的片段約為1 358 bp(圖1)。將其克隆至pMD19-T載體中，構建重組質粒標準品大小(圖2)。利用分光光度計測定OD260nm/OD280nm的濃度42.5 ng/μL，經計算copies數約為1×1010copies /μL。

M: DL 2000 DNA Marker; 1: Negative control; 2: The product of C.abortus圖1　envB基因PCR擴增片段Fig.1　PCR amplification of target fragment of the C.abortus genome

M: Plus II DNA Marker ; 1: Negative control; 2: EnvB-PMD19T圖2　EnvB-PMD19T質粒PCR擴增片段Fig.2　The plasmid of EnvB-PMD19T

2.2熒光定量PCR反應條件的優(yōu)化以構建的EnvB-PMD19T陽性質粒為模板，Env-F/Env-R為引物，建立了25 μL的反應體系，經過反復試驗，最佳的反應體系：12.5 μL SYBR Premix EX TaqTMⅡ，引物Env-F和Env-R各1 μL (10 μmol/L)、2 μL DNA模板，8.5 μL的DEPC水。二步法最佳反應溫度梯度：95 ℃/30 s；40個循環(huán)95 ℃/5 s；60 ℃/30 s。PCR 反應后的溶解曲線溫度梯度：95 ℃/15 s；60 ℃/60 s；95 ℃/15 s。

2.3標準曲線的建立以倍比稀釋的重組質粒標準品為模板，進行熒光定量PCR擴增。流產衣原體的標準曲線以熒光強度的對數值為橫坐標，循環(huán)數為縱坐標作圖。結果顯示，流產衣原體擴增方程為：Y=-3.405 Log(x)+39.71，相關系數R2=0.99，擴增效率達到97%(圖3)。表明該檢測方法具有高擴增效率，并且重組質粒標準品的Ct值與其各自的稀釋倍數之間具有良好的相關性。

1×106 copies/μL～1×102 copies/μL圖3　流產衣原體熒光定量PCR擴增曲線和標準曲線Fig.3　Amplification curves,standard curves of the real-time PCR assay

2.4靈敏度試驗將6個不同稀釋梯度的重組質粒(1×101copies/μL～1×105copies/μL)作為模板，進行熒光定量PCR擴增。結果顯示，該方法的最低檢出限為10 copies/μL(圖4)，表明該方法具有較高的靈敏度。

1×106 copies/μL～1×101 copies/μL圖4　流產衣原體熒光定量PCR靈敏度Fig.4　Sensitivity of the real-time PCR assay

圖5　流產衣原體熒光定量PCR特異性擴增曲線Fig.5　Specific amplification curve of the real-time PCR assay

2.5特異性試驗采用優(yōu)化過的熒光定量PCR體系和條件對流產衣原體、弓形蟲、布魯氏菌進行特異性試驗檢測，顯示流產衣原體具有擴增曲線，呈現(xiàn)陽性結果；弓形蟲、布魯氏菌則無擴增曲線，呈陰性結果(圖5)。重復性試驗結果顯示組內和組間重復試驗變異系數為1.1174%～1.5510%，均小于2%，表明該方法具有良好的穩(wěn)定性和重復性(表1)。

2.6重復性試驗分別以不同濃度(1×103copies/μL～1×106copies /μL)的重組質粒標準品為模板。

表2熒光定量PCR組內和組間重復性實驗結果
Tab.2Reproducibility test of intra- and inter-assay of the real-time PC

模板濃度ConcentrationofStandardplasmid(copies/μL)重復數(n)組內變異實驗Intra?coefficientofvariation組間變異實驗Inter?coefficientofvariation平均數x±s變異系數CV(%)平均數x±s變異系數CV(%)1×106318．89±0．10060．532818．69±0．20161．0791×105323．72±0．26501．117423．74±0．03900．16451×104326．23±0．17520．668026．64±0．36851．38311×103329．95±0．19000．634430．46±0．47241．5510

2.7菌體載量檢測將實驗室保存流產衣原體菌株分別以腹腔注射、消化道的方式注入Balb/c小鼠體內(IFU=1.6×106)。在感染后7、14、21、28 d采集小鼠的子宮、肝臟；7、14、28 d采集脾臟、十二指腸、利用優(yōu)化后的熒光定量PCR體系和條件檢測流產衣原體的載量。不同途經感染小鼠的相同器官在同一時間內的IFU以消化道感染小鼠最高(圖6)。無論是腹腔感染還是消化道感染，各臟器在感染14 d時的IFU均高于其他的臟器采集點(圖6)。小鼠消化道感和腹腔感染染14 d時，十二指腸、肝臟、脾臟、子宮的IFU分別是：1.77×105IFU、0.615×105IFU、0.465×105IFU、0.531×105；2.58×105IFU、3.21×105IFU、1.64×105IFU、0.67×105IFU。14 d過后IFU呈下降趨勢。兩種途經感染小鼠的不同器官在各時間內的IFU普遍存在一個規(guī)律：十二指腸和肝臟的IFU要高于子宮和脾臟。

用優(yōu)化后的熒光定量PCR檢測流產衣原體組織菌體載量，數據顯示平均菌體載量水平的比率(±SEM)，**P<0.01；*P<0.005。The C.abortus strain was injected into Balb/c mice by abdominal cavity and alimentary canal.The bacterial load was detected by optimized fluorescent quantitative PCR.The bacterial load of uterus was average cell load level (±SEM),**P<0.01; *P<0.05.圖6　Balb/c小鼠感染流產衣原體的組織菌體載量圖Fig.6　Tissue bacterial load

3　討　論

對于動物感染C.abortus的診斷方法有涂片染色、病原分離、血清學檢測、DNA檢測[8]。由于其具有傳染性，病原菌的直接分離，純化的衣原體原生小體(EB)或衣原體感染細胞的血清學檢測都是具有危害性[9]。并且這些實驗都需要專門的實驗室以及專業(yè)知識人員。因此，C.abortus的微生物學檢測只能在設備良好的實驗室進行。各種DNA 擴增的方法已被開發(fā)用于檢測流產衣原體[9]。但上述的這些方法只能對衣原體進行定性而不能定量。然而，實時定量PCR 不僅可作為C.abortus有效的檢測方法，還可以對C.abortus進行精確的定量，甚至菌體載量的變化。

已有文獻報道小鼠可用作流產衣原體疫苗效檢的模型動物[5,10]。但需要借助病理組織切片或免疫熒光染色切片、姬姆薩染色切片，普通光學顯微鏡檢查衣原體原生小體(EB)[11-12]。病理組織切片或免疫熒光染色切片、姬姆薩染色切片都需要專業(yè)的知識人員操作和判定，這在某種程度上限制了技術的廣泛應用。同時，這種判定不僅會有主觀因素的存在，而且對衣原體的判定只是定性的，而不是定量的。如果以此來評價流產衣原體疫苗的效檢結果顯然有不足之處。

對本研究建立的實時熒光定量PCR方法進行優(yōu)化反應條件，建立標準曲線，結果顯示標準曲線在1×102copies/μL～1×106copies/μL 內呈現(xiàn)良好的線性關系，擴增效率為97%，可以針對流產衣原體進行快速的大規(guī)模臨床篩查。靈敏度試驗表明，該檢測方法的最低檢出限低至10 copies/μL。組內、組間重復性試驗的變異系數均小于2%，具有良好的重復性和穩(wěn)定性。利用NCBI基因序列比對的生物信息學技術預測，設計的envB基因引物還可以檢測C.felis、C.caviae，與其他物種沒有交叉反應。小鼠試驗結果顯示4種臟器在各時間點消化道感染的菌體載量均高于腹腔感染的載量。近幾年有研究報道衣原體可以通過生殖道感染快速且長期定殖于小鼠的胃腸等消化道粘膜[13-15]，更有報道稱將鼠衣原體感染小鼠的粘膜后，衣原體可以快速定殖與腸道[16]。本實驗的消化道感染屬于粘膜感染。消化道感染也是對自然狀態(tài)下衣原體感染途徑的一種模仿[17]。無論是腹腔感染還是消化道感染，脾臟、子宮、肝臟、十二指腸在感染14 d時的流產衣原體菌體載量均高于其他的臟器采集點。兩種途經感染小鼠的各個器官，同一時間內的IFU基因組拷貝數存在一定差異，但C.abortus在相同組織器官中的定植和繁殖規(guī)律完全相同，表明C.abortus對各組織器官的噬性有明顯的規(guī)律。這為衣原體在小鼠臟器中的組織嗜性提供了科學的依據。這些結果表明，本試驗建立的熒光定量PCR能夠為流產衣原體滅活疫苗的效檢提供可靠檢測方法。利用本研究建立的實時熒光定量PCR對導致家畜流產的布魯氏菌、弓形蟲也進行了擴增，結果表明無任何條帶出現(xiàn)，表明建立的熒光定量PCR特異性很好。本研究建立的實時熒光定量PCR對衣原體進行特異性的擴增，且能檢測感染小鼠的組織器官中衣原體的載量和變化，為對衣原體滅活疫苗小鼠模型的建立奠定了科學的基礎。

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