田萬年, 薛書江, 賈立軍, 張守發(fā)
(1.吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院動物科技學(xué)院, 吉林 吉林 132101;2.延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院, 吉林 延吉 133002)
牛的卵形巴貝斯蟲病(Babesia ovata)是由巴貝斯科巴貝斯屬的卵形巴貝斯蟲寄生于牛紅細(xì)胞內(nèi)所引起的寄生蟲病。 我國于1986 年在河南省盧氏縣牛體內(nèi)發(fā)現(xiàn)本病,隨后1994 年,在甘肅張家川回族自治縣牛體內(nèi)分離到卵形巴貝斯蟲[1]。 目前牛卵形巴貝斯蟲的診斷主要通過血液涂片,顯微鏡檢查為主。 PCR 方法是一種快速、敏感、特異的診斷方法,已應(yīng)用牛卵形巴貝斯蟲病的診斷。 Sivakumar等[2]根據(jù)AMA-1 基因建立了卵形巴貝斯蟲PCR 檢測方法。 黃國明等[3]根據(jù)卵形巴貝斯蟲CCTη 基因設(shè)計特異引物,建立了卵形巴貝斯蟲巢式PCR 診斷方法。 田萬年等[4-5]建立了卵形巴貝斯蟲熒光定量PCR 檢測方法,對延邊地區(qū)卵形巴貝斯蟲病進(jìn)行了流行病學(xué)調(diào)查。 目前國內(nèi)外未見關(guān)于以上3 種方法比較的文獻(xiàn),本試驗從敏感性和臨床樣本檢出率方面進(jìn)行對比,篩選出牛卵形巴貝斯蟲病的最佳檢測方法。
1.1 樣本來源 血液樣本采自吉林省琿春地區(qū)散養(yǎng)的延邊黃牛血樣86 份,無菌采取抗凝血,用PBS洗3 次。 存于-20 ℃?zhèn)溆谩?同時制作了血液涂片,甲醛固定保存,供染色鏡檢。 牛巴貝斯蟲標(biāo)準(zhǔn)基因組DNA 由日本帶廣畜產(chǎn)大學(xué)玄學(xué)南教授惠贈,牛瑟氏泰勒蟲基因組DNA 由延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院預(yù)防獸醫(yī)學(xué)實驗室保存。
1.2 主要試劑 全血DNA 提取試劑盒、Taq DNA聚合酶、dNTP、Agarose Gel DNA Extraction Kit、DL-2 000 DNA Marker、SYBR Green I Master 等,均購自寶生物工程(大連)有限公司。 熒光定量PCR 儀為Agilent 公司產(chǎn)品。 PCR 儀為Agilent 公司產(chǎn)品。
1.3 引物的設(shè)計與合成 根據(jù)GenBank 上登錄的牛卵形巴貝斯蟲18S rRNA 基因序列(AY081192),利用Primer Premier 5.0 軟件設(shè)計了4 對特異引物(見表1)。 引物由寶生物工程(大連)有限公司合成。
表1 試驗所用引物信息
1.4 牛卵形巴貝斯蟲DNA 標(biāo)準(zhǔn)模板的制備 按照全血基因組DNA 提取試劑盒說明書操作提取基因組DNA,抽提的DNA 用50 μL TE 溶解, -20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.5 PCR 反應(yīng)條件 普通PCR 反應(yīng)條件:94 ℃預(yù)變性5 min,94 ℃變性30 s,56 ℃退火30 s,72 ℃延伸1 min,30 個循環(huán),最后72 ℃延伸7 min。 巢式PCR 反應(yīng)條件:第1 次PCR:94 ℃預(yù)變性5 min,94 ℃變性30 s,50 ℃退火30 s,72 ℃延伸1 min,30個循環(huán),最后72 ℃延伸7 min。 第2 次PCR:94 ℃預(yù)變性5 min,94 ℃變性30 s,58 ℃退火30 s,72 ℃延伸1 min,30 個循環(huán),最后72 ℃延伸7 min;熒光定量PCR 反應(yīng)條件:95 ℃5 min;94 ℃10 s,60 ℃15 s,72 ℃20 s,共40 個循環(huán)。 PCR 產(chǎn)物經(jīng)1%瓊脂糖凝膠電泳檢測。
1.6 重組質(zhì)粒標(biāo)準(zhǔn)樣品的制備 經(jīng)姬姆薩染色后顯微鏡鏡檢、PCR 檢測測序后確診為牛卵形巴貝斯蟲感染抗凝血,按照全血基因組DNA 提取試劑盒說明書操作提取基因組DNA,應(yīng)用特異性引物(巢式PCR 外引物)進(jìn)行普通PCR 擴(kuò)增,將PCR 產(chǎn)物回收,與pMD-18T 載體連接后鑒定為陽性菌株送至上海英駿生物技術(shù)有限公司測序。
1.7 不同PCR 特異性試驗 以牛巴貝斯蟲、雙芽巴貝斯蟲和瑟氏泰勒蟲基因組DNA 為對照樣本。分別應(yīng)用普通PCR、巢式PCR 和熒光定量PCR 進(jìn)行檢測,分析其特異性。
1.8 不同PCR 敏感性試驗 將重組陽性質(zhì)粒在1 ×107Copies/μL 基礎(chǔ)上進(jìn)行10 倍倍比稀釋,最小濃度為1×100Copes /μL。 進(jìn)行普通PCR、巢式PCR和熒光定量PCR 擴(kuò)增,比較3 種方法的靈敏度。
1.9 臨床樣本的檢測試驗 應(yīng)用普通PCR、巢式PCR 和熒光定量PCR 分別對采自吉林省琿春地區(qū)的86 份血液樣品進(jìn)行檢測,比較3 種PCR 方法的陽性檢出率。
2.1 不同PCR 特異性試驗 特異性試驗結(jié)果顯示,僅牛卵形巴貝斯蟲DNA 樣本擴(kuò)增后出現(xiàn)特異性DNA 條帶,而牛巴貝斯蟲、雙芽巴貝斯蟲和瑟氏泰勒蟲均未擴(kuò)增目的條帶(見圖1、圖2)。
圖1 巢式PCR(A)和普通PCR(B)特異性試驗結(jié)果
圖2 熒光定量PCR 特異性試驗結(jié)果
2.2 不同PCR 的靈敏度檢測結(jié)果 將質(zhì)粒DNA模板按10 倍倍比稀釋成1 ×107~1 ×100Copies/μL,巢式PCR 靈敏度最高,普通PCR 靈敏度最低,結(jié)果見圖3,圖4。
圖3 普通PCR(A)和巢式PCR(B)靈敏度檢測結(jié)果
圖4 熒光定量PCR 靈敏度檢測結(jié)果
2.3 不同PCR 臨床樣本檢測 分別應(yīng)用血涂片鏡檢、普通PCR、巢式PCR 和熒光定量PCR 對采自吉林省琿春地區(qū)86 份血液樣本進(jìn)行檢測(見表2)。結(jié)果顯示,熒光定量PCR 方法更為敏感。
表2 臨床樣本檢測結(jié)果
目前,我國對牛卵形巴貝斯蟲病的診斷主要通過血液涂片鏡檢的常規(guī)診斷方法確診本病[6]。 卵形巴貝斯蟲傳播媒介為長角血蜱,由于長角血蜱也是瑟氏泰勒蟲的媒介蜱,因而卵形巴貝斯蟲和瑟氏泰勒蟲常混合感染[7]。 PCR 方法具有特異性強(qiáng)、敏感性高的優(yōu)點是目前該病檢測的主要方法。 目前診斷該病PCR 方法主要有普通PCR、巢式PCR 和熒光定量PCR,以上3 種方法對牛卵形巴貝斯蟲檢測效果比較尚未見報道。
本試驗對比了3 種PCR 方法對卵形巴貝斯蟲的檢測靈敏度和臨床樣本檢出率方面進(jìn)行比較。結(jié)果表明,普通PCR 靈敏度最低,基于18S rRNA基因的巢式PCR 靈敏度是普通PCR 100 倍。 這與簡子健等[8]建立巢式PCR 檢測環(huán)形泰勒蟲比普通PCR 靈敏100 倍的結(jié)果相一致。 通過對86 份臨床樣本檢測表明,熒光定量PCR >巢式PCR >普通PCR。 普通PCR 在臨床檢測中可能出現(xiàn)一些漏檢,由于其檢測成本較低,適合樣本數(shù)量較大時臨床檢測。 熒光定量PCR 適合在普通PCR 檢測基礎(chǔ)上進(jìn)行定性分析。 而巢式PCR 操作較為繁瑣,易出現(xiàn)假陽性,更適合技術(shù)熟練者進(jìn)行臨床檢測。
綜上所述,普通PCR、巢式PCR 和熒光定量PCR 方法在牛卵形巴貝斯蟲檢測中都具有一定應(yīng)用價值,在臨床中根據(jù)檢測目的,選擇與之對應(yīng)的檢測方法,可作為血涂片鏡檢法的有效補(bǔ)充,為牛卵形巴貝斯蟲病的診斷提供參考依據(jù)。