李天芝,于新友
(山東綠都生物科技有限公司,山東 濱州 256600)
兔病毒性出血癥病毒(RHDV)僅能感染兔,引起兔病毒性出血癥(RHD),該病是兔常見(jiàn)的一種烈性、高度傳染致死性疾病[1]。臨床表現(xiàn)主要為呼吸系統(tǒng)出血,實(shí)質(zhì)器官淤血、腫大、出血和肝壞死,是危害養(yǎng)兔業(yè)最嚴(yán)重的疾病之一[2]。主要危害2月齡以上兔,潛伏期短、發(fā)病急、病程短,各品種兔均可感染發(fā)病,傳播速度快,發(fā)病率和死亡率高,可達(dá)90%,給養(yǎng)兔業(yè)造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。病兔和帶毒兔是主要傳染源,主要通過(guò)呼吸道、消化道等直接接觸方式傳播。1984年首先在我國(guó)江蘇省首先發(fā)生該病,隨后在世界各地均有相關(guān)報(bào)道[3]。OIE將該病列為B類傳染病,我國(guó)將其列為二類傳染病。
兔病毒性出血癥病毒其病毒粒子為球形,直徑大小為32~36 nm,無(wú)囊膜,二十面體立體對(duì)稱,為單股正鏈RNA病毒,基因組全長(zhǎng)7 437個(gè)核苷酸。對(duì)外界環(huán)境抵抗力強(qiáng),對(duì)乙醚、氯仿和PH3有抵抗力。病毒基因組變異速度慢,可能因兔子一般發(fā)病急,病程短有關(guān)。2010年法國(guó)首先報(bào)道了一種新型變異性兔瘟病毒稱為RHDV2或RHDVb,其基因序列與RHDV具有82.4%的同源性。目前,已在西班牙、德國(guó)、葡萄牙等多個(gè)國(guó)家爆發(fā)流行,引起的病變與經(jīng)典兔瘟類似,但是能感染致死30日齡以內(nèi)的兔和一些野兔品種,傳統(tǒng)滅活疫苗效果不理想[4]。目前我國(guó)尚無(wú)RHDV2發(fā)病的相關(guān)報(bào)道,但是隨著國(guó)際交流合作的不斷深入,該病傳入我國(guó)的風(fēng)險(xiǎn)不斷增加。
當(dāng)前實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)RHDV包括病毒的分離,血凝實(shí)驗(yàn)、ELISA實(shí)驗(yàn)、RT-PCR等,這些方法都存在著各種弊端,或操作繁瑣、時(shí)間長(zhǎng),或敏感性低,或不能進(jìn)行早期快速確診[5-6]。
熒光定量PCR技術(shù)經(jīng)過(guò)20多年發(fā)展已經(jīng)成熟,SYBR GreenⅠ染料法與TaqMan探針?lè)ㄏ啾?,特異性太差,不適合臨床檢測(cè)[7-9]。探針?lè)晒釶CR檢測(cè)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種疾病早期快速確診,但關(guān)于RHDV熒光PCR檢測(cè)相關(guān)研究報(bào)道較少。基于此,本試驗(yàn)建立了RHDV一步法熒光PCR快速檢測(cè)方法,應(yīng)用于臨床,可實(shí)現(xiàn)RHD早期快速確診,從而采取相應(yīng)措施,減少養(yǎng)殖場(chǎng)損失。
兔病毒性出血癥病毒(RHDV)、兔巴氏桿菌、兔大腸桿菌、兔沙門氏菌、兔水皰性口炎病毒(RVSTV)和兔輪狀病毒(RRV)等均為本實(shí)驗(yàn)室貯存,臨床檢測(cè)樣品為從山東各地兔場(chǎng)疑似RHDV感染的兔肝。
PrimeScript? One Step RT-PCR Kit Ver.2 為大連寶生物公司產(chǎn)品,細(xì)菌基因組DNA提取試劑盒購(gòu)自百泰克生物技術(shù)有限公司,AxyPrep病毒基因組提取試劑盒為杭州愛(ài)思進(jìn)生物公司產(chǎn)品。
據(jù)GenBank公布的RHDV基因序列,設(shè)計(jì)兩條引物和1條TaqMan水解探針,引物和探針序列如下:RHDV-F1:5'-TACTTTACACCGTCCAACATT CT-3'和 RHDV-R1: 5'-AACCAACCGCCCACCAAA-3',特異性探針為P1:5'-GCCGTGCTGAGCCAGAT GTATGCTG-3',其中探針熒光基團(tuán)標(biāo)記的為FAM,淬滅基團(tuán)標(biāo)記的為BHQ1,引物和探針均由生工生物工程股份有限公司合成。
參照AxyPrep病毒基因組提取試劑盒說(shuō)明書,分別提取RHDV、RVSTV和RRV等核酸作為模板。同時(shí)用細(xì)菌基因組DNA提取試劑盒提取兔常見(jiàn)細(xì)菌如兔巴氏桿菌、兔大腸桿菌、兔沙門氏菌的核酸作為模板。
熒光PCR反應(yīng)體系總體積為20 μL,其中2×1 Step Buffer 10 μL,PrimeScript? 1 Step Enzyme Mix 0.8 μL,模板2 μL,濃度為10 μmol·L-1的引物,濃度為5 μmol·L-1的探針的加入量進(jìn)行適度調(diào)整,最后純化水補(bǔ)充總體積為20 μL,瞬時(shí)離心后,置便攜式熒光PCR儀MyGo mini中,分別以53、54、55、56、57、58、59、60℃等不同的退火溫度進(jìn)行擴(kuò)增反應(yīng),選取能獲取低的CT和較高的熒光強(qiáng)度增加值的退火溫度和引物及探針濃度做熒光PCR反應(yīng)最適條件[10]。
按李天芝等方法測(cè)定RHDV組織毒的LD50[11]。10倍系列梯度稀釋7次后,即10-1、10-2、10-3、10-4、10-5、10-6、10-7,分別取 RHDV 組織毒原液及稀釋后7種病毒液100 μL,按照病毒基因組提取試劑盒說(shuō)明書操作,分別提取RHDV核酸,作為模板,按優(yōu)化后的程序及反應(yīng)條件,分別擴(kuò)增檢測(cè),以確定所建方法的敏感性。
分別以提取的RHDV、兔巴氏桿菌、兔大腸桿菌、兔沙門氏菌、RVSTV和RRV核酸作為模板,采用所建立的熒光PCR方法進(jìn)行檢測(cè),以檢驗(yàn)所建方法是否與兔常見(jiàn)病原有交叉反應(yīng)。
取測(cè)定LD50的RHDV組織毒液3份,分別按1.6所述稀釋,均取10-1、10-2、10-33種不同稀釋度,分別提取核酸進(jìn)行熒光檢測(cè),根據(jù)Ct值的不同,算出組內(nèi)和組間變異系數(shù),以檢驗(yàn)所建方法的重復(fù)性是否良好。
2018年8 月~2019年4月共從兔場(chǎng)收集疑似RHD病料樣本89份,采用優(yōu)化后PCR加樣體系和擴(kuò)增程序進(jìn)行熒光PCR擴(kuò)增反應(yīng),同時(shí)對(duì)病料樣本采用普通RT-PCR方法進(jìn)行檢測(cè),比較兩種方法所得到的檢測(cè)結(jié)果。
在反應(yīng)程序固定不變的情況下,通過(guò)不斷優(yōu)化加樣體系中引物和探針濃度,最終確定當(dāng)總反應(yīng)體系20 μL時(shí),引物RHDV-F1加入量為1 μL,RHDV-R1加入量為1.2 μL,而探針加入量為0.8 μL,這樣才能達(dá)到最好的擴(kuò)增效果。保持引物和探針加入量不變的情況下,優(yōu)化后的退火溫度為55℃,即在此溫度下能獲得最低的Ct和高的熒光強(qiáng)度增加值。
RHDV組織毒LD50測(cè)定結(jié)果為105.14LD50·100 μL-1,10倍系列梯度稀釋7次后,即分別為104.14LD50·100μL-1、103.14LD50·100 μL-1、102.14LD50·100 μL-1、101.14LD50·100 μL-1、100.14LD50·100 μL-1、10-0.86LD50·100 μL-1、10-1.86LD50·100 μL-1,結(jié)果顯示,100.14LD50·100 μL-1的梯度檢測(cè)結(jié)果仍然為陽(yáng)性,10-0.86LD50·100 μL-1、10-1.86LD50·100 μL-1則為陰性,說(shuō)明該法檢測(cè)限度為稀釋為100.14LD50·100μL-1(1.38LD50·100 μL-1)的RHDV組織毒。
用所建方法分別檢測(cè)兔病原核酸,結(jié)果顯示僅樣品RHDV,F(xiàn)AM熒光檢測(cè)時(shí)出現(xiàn)單一S型擴(kuò)增曲線,其余兔巴氏桿菌、兔大腸桿菌、兔沙門氏菌、RVSTV和RRV樣本核酸檢測(cè)結(jié)果均為陰性,說(shuō)明方法特異性好。
3份RHDV組織毒液10-1、10-2、10-33種不同稀釋梯度分別用建熒光PCR方法檢測(cè)重復(fù)檢驗(yàn)3次,根據(jù)所得Ct值,計(jì)算組內(nèi)和組間變異系數(shù),結(jié)果顯示,變異系數(shù)<1.5%,說(shuō)明方法重復(fù)性好,見(jiàn)表1。
表1 實(shí)時(shí)熒光PCR的組內(nèi)和組間重復(fù)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果
用所建熒光PCR檢測(cè)方法及常規(guī)RT-PCR方法,同時(shí)檢測(cè)臨床疑似RHDV感染兔組織病料樣本,結(jié)果顯示,熒光PCR檢出率高于常規(guī)RT-PCR,二者符合率為96.6%,檢測(cè)結(jié)果如表2。
表2 兩種方法臨床樣品檢測(cè)結(jié)果
王波等建立了RHDV SYBR GreenⅠ熒光定量PCR檢測(cè)方法,結(jié)果表明,該法可檢測(cè)到的模板的最低拷貝數(shù)為8.18×101copies,只能特異性擴(kuò)增RHDV,pGM19-T-EBHSV、兔巴氏桿菌、兔沙門氏菌、兔大腸埃希菌和健康兔組織RNA的擴(kuò)增均為陰性,具有良好的特異性和重復(fù)性[12]。蒙正群等根據(jù)公布的RHDV VP60基因保守序列設(shè)計(jì)2條引物和1條探針,優(yōu)化條件后,建立了基于TaqMan探針的RHDV熒光定量PCR檢測(cè)方法,該方法特異性好,對(duì)健康家兔組織cDNA、家兔巴氏桿菌、家兔沙門菌、家兔大腸桿菌核酸均無(wú)擴(kuò)增,敏感性高,檢測(cè)限度為2.8×101copies·μL-1的質(zhì)粒標(biāo)準(zhǔn)品,通過(guò)對(duì)5種不同濃度標(biāo)準(zhǔn)品的3次重復(fù)性驗(yàn)證檢測(cè),表明方法具有很好的重復(fù)性,變異系數(shù)均≤2%[13]。
RHDV疑似臨床病料檢測(cè)時(shí),首先需要提取RHDV核酸RNA。核酸提取的濃度和純度影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性,核酸提取時(shí)間影響檢測(cè)反應(yīng)總時(shí)長(zhǎng)。目前RNA提取方法主要有TRIzol Reagen手提法、磁珠法提取試劑盒和柱式提取試劑盒3種,TRIzol手提法操作繁瑣、時(shí)間長(zhǎng),適合實(shí)驗(yàn)室檢測(cè),對(duì)技術(shù)要求高,磁珠法提取試劑盒適合大量樣本機(jī)器提取,相比之下柱式提取試劑盒適合臨床樣本的基層現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè),因所需試劑可常溫保存運(yùn)輸,配合小型離心機(jī)能迅速完成樣本核酸提取[14-15]。
RHD是兔常見(jiàn)多發(fā)的一種烈性、病毒性傳染病,該病發(fā)病急,傳播迅速,可造成兔大量死亡,兔場(chǎng)發(fā)病后損失慘重[16-18]。目前,RHD無(wú)特效藥物治療,疫苗接種是一種有效的防控措施[19]。但于所選用廠家疫苗的質(zhì)量問(wèn)題、疫苗不合理的保存和運(yùn)輸、不科學(xué)的免疫程序及疫苗免疫前野毒的隱性感染等問(wèn)題,常導(dǎo)致兔場(chǎng)RHD疫苗免疫失敗而發(fā)病。高質(zhì)量兔瘟疫苗免疫家兔3~5 d后即能起到一定的保護(hù)作用,減少死亡,降低養(yǎng)殖場(chǎng)損失。只有在發(fā)病早期盡早確診,選用高質(zhì)量疫苗免疫才能減少RHDV排毒,減輕兔癥狀,減少發(fā)病兔數(shù)量。而這些都有賴于疾病快速、準(zhǔn)確的現(xiàn)場(chǎng)診斷。本試驗(yàn)所建立的方法配合商品化核酸柱式提取試劑盒和重量?jī)H2 kg的便攜式熒光PCR儀MyGo mini,非常適合現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)RHDV,50 min可完成病料處理到結(jié)果分析的全過(guò)程,不需要特定試驗(yàn)室,不用開(kāi)蓋電泳檢測(cè)反應(yīng)產(chǎn)物,避免了對(duì)環(huán)境的氣溶膠污染,較傳統(tǒng)RT-PCR檢測(cè)方法可節(jié)省至少一半時(shí)間,進(jìn)一步降低了檢測(cè)成本,可為養(yǎng)殖場(chǎng)挽回?fù)p失,但研究所需設(shè)計(jì)需冷凍保存和運(yùn)輸,對(duì)距離太遠(yuǎn)的邊遠(yuǎn)地區(qū)來(lái)說(shuō)仍然不方便,打算下一步研制適合常溫保存和運(yùn)輸?shù)腜CR凍干試劑,使用時(shí)只需加入純化水溶解,再加入模板即可,進(jìn)一步簡(jiǎn)化操作,提高方法的實(shí)用性。