徐引弟 ,閆靜娟 ,焦文強(qiáng) ,王治方 ,張青嫻 ,朱文豪 ,李海利 ,王克領(lǐng)
(1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所,河南 鄭州 450002;2.河南省畜禽繁育與營(yíng)養(yǎng)調(diào)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,河南 鄭州 450002)
豬圓環(huán)病毒(Porcine circovirus,PCV)屬于圓環(huán)病毒科(Circoviridae)圓環(huán)病毒屬,是無(wú)囊膜包裹的單股負(fù)鏈環(huán)狀DNA病毒。PCV根據(jù)血清型可以分為PCV1,PCV2和PCV3。其中,PCV1在豬群中廣泛存在,但無(wú)致病性[1-3]。PCV2主要引起斷奶仔豬多系統(tǒng)衰竭綜合征(Post weaning multi systemic wasting syndrome,PMWS),該病多發(fā)生于5~12周齡的保育豬,臨床主要表現(xiàn)為精神沉郁、被毛粗亂、呼吸困難、腹瀉以及進(jìn)行性消瘦。此外,PCV2還易和呼吸與繁殖障礙綜合征病毒(PRRS)、細(xì)小病毒(PPV)、偽狂犬病毒(PRV)等發(fā)生混合感染,造成并發(fā)或繼發(fā)感染[4-7]。自1991年P(guān)MWS首次報(bào)道以來(lái),歐洲、亞洲以及大洋洲等先后報(bào)道此病,呈全球性分布[8-10]。2001年,郎洪武等[11]首次成功分類PCV2,證明我國(guó)存在PCV2感染情況。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)何啟蓋教授課題組是我國(guó)第一個(gè)報(bào)道我國(guó)存在致病性的新型豬圓環(huán)病毒PCV3,研究發(fā)現(xiàn),PCV3與豬只繁殖障礙等疾病相關(guān)聯(lián),之后山東農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所鄭書軒等也報(bào)道了PCV3的存在[12-13]。
PCV2基因組為小型的單鏈環(huán)狀DNA,大小約為1.7 kb,可能包含11個(gè)開放閱讀框(open reading frames),其中有3個(gè)主要開放閱讀框。ORF1為最大開放閱讀框,與病毒滾環(huán)復(fù)制有關(guān)。ORF2編碼Cap結(jié)構(gòu)蛋白,構(gòu)成病毒核衣殼,具有較大變異性。ORF3可能與誘導(dǎo)病毒凋亡以及編碼病毒致病性相關(guān)蛋白有關(guān)[7]。
對(duì)于PCV2的診斷方法有很多,比如病毒分離法、酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)法、免疫熒光法、熒光定量等[13-14],但是與這些方法相比,本試驗(yàn)建立的直接PCR檢測(cè)方法操作簡(jiǎn)單方便,快速、特異,敏感,更適合對(duì)于PCV2引起疾病的及時(shí)、準(zhǔn)確診治和防控,有利于流行病學(xué)調(diào)查。
本試驗(yàn)建立的直接PCV2的PCR檢測(cè)方法用于河南省PCV2的檢測(cè),研究PCV2的流行情況,并對(duì)陽(yáng)性樣品進(jìn)行了ORF2基因序列分析,旨在為PCV2的防控提供參考。
樣品來(lái)自2016年5月至2017年5月河南及周邊地區(qū)疑似PCV2感染送檢的豬組織病料,包括脾臟、肺臟、腎臟、淋巴結(jié)等組織。病豬肺臟顏色為灰色、質(zhì)地似橡皮,腎臟有不同程度的出血點(diǎn),淋巴結(jié)腫大等特征。分別取病變明顯和正常組織交界部分的病料用于試驗(yàn)研究。
2×Direct PCR Mix,Hot Start Taq 酶,Ezup 柱式動(dòng)物基因組DNA抽提試劑盒,購(gòu)自生工生物工程(上海)有限公司;DL2000 DNA Marker,瓊脂糖均購(gòu)自寶生物(大連)生物有限公司;其他試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。
參考GenBank中收錄的PCV2 ORF2的核苷酸序列,應(yīng)用OLigo6.0軟件設(shè)計(jì)1對(duì)引物,P1,P2用于樣品的檢測(cè),目的片段長(zhǎng)494 bp。P1:5′-CCGCA CCTTCGGATATACTATC-3′,P2:5′-CACGGATATT GTATTCCTGGT-3′,引物由生工生物工程(上海)股份有限公司合成,于-20℃保存。
采集有PCV2型典型癥狀的豬只的肺臟、腎臟、脾臟、淋巴結(jié)等病變組織的病料少許研磨,加入2 mL的滅菌PBS緩沖液,低速離心數(shù)秒后取上清液直接用于PCR模板。
1.5.1 直接PCR反應(yīng) 反應(yīng)體系為20 μL,含有處理后的樣品上清 1 μL,2×Direct PCR Mix 10 μL,10 pmol/L P1 1 μL,10 pmol/L P2 1 μL,5 U/μL Hot Strart Taq 酶 0.5 μL,加滅菌 ddH2O至 20 μL。充分混勻,陽(yáng)性對(duì)照和陰性對(duì)照分別取1 μL加入19 μL PCR擴(kuò)增試劑。PCR擴(kuò)增程序?yàn)椋?8℃30 s;然后35個(gè)循環(huán):98℃5 s,55℃5 s,72℃5 s;最后 72℃1 min。取5 μL擴(kuò)增產(chǎn)物電泳觀察結(jié)果。
1.5.2 直接PCR特異性試驗(yàn) 將已經(jīng)鑒定的豬流行性腹瀉病毒(PEDV)、豬藍(lán)耳病病毒(PRRSV)、豬瘟病毒(CSFV)和豬偽狂犬病病毒(PRV)陽(yáng)性病料為模板,用1.3所設(shè)計(jì)的PCV2的特異性引物P1,P2按照已經(jīng)建立的方法進(jìn)行擴(kuò)增,電泳,并觀察結(jié)果。
1.5.3 直接PCR敏感性試驗(yàn) 采集的樣品處理后取1 μL上清作為模板,依次10倍稀釋至10-5,各取1 μL作為直接PCR擴(kuò)增,確定其敏感性。
對(duì)2016年5月至2017年5月送檢的河南及周邊地區(qū)疑似PCV2感染的125份樣品的組織病料采用建立的直接PCR檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè),陽(yáng)性結(jié)果進(jìn)行測(cè)序分析。
樣品經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理,加入直接PCR體系擴(kuò)增,結(jié)果顯示,該P(yáng)CR體系可以擴(kuò)增出一條約為494 bp的PCV2的基因片段(圖1),且符合預(yù)期片段大小。
在反應(yīng)程序、其他反應(yīng)體系不變,只有模板不同的情況下用建立的PCR方法對(duì)PCV2擴(kuò)增出了494 bp的目的基因片段,而PEDV,PRRSV,CSFV和PRV均未擴(kuò)增出特異性條帶(圖2)。證明該方法有較好的特異性。
將模板按10倍濃度梯度稀釋分別擴(kuò)增,結(jié)果顯示,模板稀釋度為100(原液),10-1,10-2,10-3時(shí),均能擴(kuò)增出特異性條帶,對(duì)10-4,10-5均無(wú)擴(kuò)增(圖3),說(shuō)明該體系對(duì)PCV2的擴(kuò)增下限濃度為10-3,證明該方法敏感性好。
應(yīng)用建立的PCV2 PCR檢測(cè)方法檢測(cè)2016年5月至2017年5月送檢的河南省疑似PCV2感染的125份樣品。結(jié)果顯示,陽(yáng)性樣品有55份(圖4),陽(yáng)性率高達(dá)44%。序列分析結(jié)果顯示,這55株陽(yáng)性PCV2毒株之間的ORF2區(qū)域核苷酸同源性為88.7%~99.8%,42份在PCV2b基因群。結(jié)果表明,河南省PCV2感染率較高,PCV2b為流行血清亞型,病毒變異嚴(yán)重。
PCR方法敏感性和特異性較好,是臨床病原學(xué)診斷中較為普遍的一種方法。但是傳統(tǒng)的PCR方法從樣品的裂解、DNA提取、PCR擴(kuò)增到電泳檢測(cè)需要5 h以上。本試驗(yàn)建立的PCV2快速直接PCR方法,樣品簡(jiǎn)單處理,直接擴(kuò)增,快速反應(yīng),整個(gè)過(guò)程1 h內(nèi)完成。敏感性試驗(yàn)結(jié)果顯示,建立PCR檢測(cè)方法的靈敏度可達(dá)病料模板10-3稀釋度。特異性試驗(yàn)結(jié)果顯示,本試驗(yàn)建立的PCV2 PCR檢測(cè)方法能擴(kuò)增出494 bp目的片段,對(duì)PEDV,PRRSV,CSFV和PRV均未擴(kuò)增出目的片段,說(shuō)明該方法有很好的特異性。因此,建立的直接PCR檢測(cè)方法為PCV2的檢測(cè)及流行病學(xué)調(diào)查提供了簡(jiǎn)單、有效的方法。
通過(guò)建立的PCR檢測(cè)方法,對(duì)2016年5月—2017年5月共收集到的125份疑似PCV2感染樣品進(jìn)行檢測(cè),共檢測(cè)到55份陽(yáng)性樣品,陽(yáng)性率高達(dá)44%,這表明在河南省PCV2感染率較高。
對(duì)PCV2陽(yáng)性病料ORF2基因進(jìn)行序列分析,同源性在88.7%~99.8%,主要在PCV2b基因群。PCV2b為流行血清亞型,與前人研究結(jié)果一致[15-20],為PCV2的防控和新型疫苗研制奠定基礎(chǔ)。