于新友,李天芝,王金良,李書光,苗立中,沈志強(qiáng),
(1.山東綠都生物科技有限公司,山東濱州256600;2.山東省濱州畜牧獸醫(yī)研究院,山東濱州256600)
本文對(duì)豬支原體肺炎的臨床癥狀、病理學(xué)變化、酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)及PCR診斷方法的最新研究進(jìn)展及各種診斷方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行全面概述,以期為實(shí)驗(yàn)室尤其是基層獸醫(yī)工作者對(duì)豬支原體肺炎的早期診斷和及時(shí)防治提供一定的指導(dǎo),為預(yù)防和控制豬支原體肺炎奠定基礎(chǔ)。
豬支原體肺炎又稱豬喘氣病,是由豬肺炎支原體(Mycoplasma hyopneumoniae,Mhp)引起的一種慢性呼吸道傳染病,臨床上以咳嗽、氣喘和肺部典型的“蝦肉”樣變?yōu)樘卣?,具有接觸傳染性高、死亡率低和誘發(fā)性強(qiáng)的特點(diǎn)。Mhp是重要的豬支原體病原之一,可導(dǎo)致豬地方性肺炎。不同年齡、性別、品種的豬群均可感染,以咳嗽和氣喘為主要癥狀。雖然本病死亡率不高,但嚴(yán)重影響豬群的生長(zhǎng),導(dǎo)致料肉比增大、飼料報(bào)酬率降低。據(jù)不同國(guó)家的屠宰檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表明,豬支原體肺炎的典型病變率達(dá)30%~80%。因此,對(duì)豬支原體肺炎正確診斷非常重要。
豬支原體肺炎有明顯的喘氣癥狀,咳嗽,腹式呼吸,體溫及食欲變化不大而生長(zhǎng)發(fā)育遲緩,多在天氣變化、飼養(yǎng)管理方式改變等應(yīng)激因素的作用下誘發(fā)本病。根據(jù)病的經(jīng)過,大致可分為急性、慢性和隱性三種類型,而以慢性和隱性最多,但所有這些類型可隨條件的變動(dòng)而互相轉(zhuǎn)變,不能截然區(qū)分。急性型:常見于新發(fā)本病的豬群,尤以懷孕母豬、仔豬多見。病豬體溫正常(伴有繼發(fā)感染時(shí)可升至40℃以上),精神不振,呈腹式呼吸。慢性型:常見于老疫區(qū)的架子豬、育肥豬和后備母豬。早、晚吃食后或運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生咳嗽,咳嗽時(shí),站立不動(dòng),背拱起,頸伸直,頭下垂,直至咳出分泌物為止。隨著病程的發(fā)展,常出現(xiàn)不同程度的呼吸困難。體溫一般正常,發(fā)育遲緩。隱性型:偶見咳嗽和氣喘,生長(zhǎng)發(fā)育幾乎正常。一般情況下死亡率不高,但繼發(fā)性感染也造成嚴(yán)重死亡。診斷本病應(yīng)以一個(gè)豬場(chǎng)整個(gè)豬群為單位,當(dāng)豬群中發(fā)現(xiàn)一頭病豬,就可以認(rèn)為是病豬群。
剖檢發(fā)病嚴(yán)重及病死豬可見病變主要在肺臟、肺門淋巴結(jié)和縱隔淋巴結(jié)。當(dāng)病處在炎癥發(fā)展期,肺臟膨大,有不同程度的氣腫和水腫。雙肺的心葉、尖葉、中間葉和部分病例的膈葉前下緣出現(xiàn)對(duì)稱性、融合性支氣管肺炎病變,其中以心葉最明顯,尖葉和中間葉次之。病變部位呈淡灰紅色或灰紅色、半透明狀、界限明顯、指壓無彈性、似鮮嫩的肌肉狀,俗稱“肉變”。隨著病程的延長(zhǎng)和病情的加重,病變部位的顏色也逐漸加深,呈淡紫色、深紫色或灰白色、灰黃色,堅(jiān)韌度增加,外觀像胰臟樣,俗稱“胰變”或“蝦肉樣變”。切面濕潤(rùn)致密,支氣管流出渾濁、灰白色帶泡沫的漿液性或黏液性液體。肺小葉間結(jié)締組織增生、硬化。肺門淋巴結(jié)和縱隔淋巴結(jié)顯著腫大數(shù)十倍,呈灰白色,水腫,切面邊緣外翻,有時(shí)出現(xiàn)輕度充血。肝臟、脾臟、腸管表面覆蓋纖維素性滲出物;肝臟腫大、變硬,膽囊萎縮無膽汁;腎臟表面凹陷、有出血點(diǎn);關(guān)節(jié)腔充滿黃綠色纖維素性、化膿性液體;肺淋巴結(jié)和腹股溝淋巴結(jié)腫大,切面有滲出物;腦膜水腫、出血。
酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)既可以檢測(cè)抗原,也可以檢測(cè)抗體,具有快速、簡(jiǎn)便、特異性強(qiáng)、敏感性高的優(yōu)點(diǎn),可用于大批量樣品的檢測(cè)。ELISA是目前國(guó)內(nèi)外最常用于診斷Mhp的方法之一,具有能進(jìn)行定量分析、敏感性高、特異性強(qiáng)的特點(diǎn)。劉茂軍等選用MhpJ株培養(yǎng)物制備抗原,建立檢測(cè)Mhp抗體的間接ELISA(酶聯(lián)免疫吸附)方法。對(duì)136份樣品檢測(cè)結(jié)果表明,建立的Mhp間接ELISA抗體檢測(cè)方法與美國(guó)IDEXX公司生產(chǎn)的Mhp抗體檢測(cè)試劑盒檢測(cè)的符合率達(dá)到83.8%,假陰性率8.8%,假陽(yáng)性1.5%。逯曉敏等建立了穩(wěn)定而特異的抗MhpIgA的間接ELISA檢測(cè)方法。批間與批內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果證明該方法具有很好的穩(wěn)定性。初步應(yīng)用表明,該方法可用于Mhp感染或免疫狀態(tài)的臨床監(jiān)測(cè)。祝永琴等將已構(gòu)建的含有MhpP36基因的酵母表達(dá)質(zhì)粒pPICZA-A-P36在酵母菌X-33里進(jìn)行表達(dá),并對(duì)表達(dá)的蛋白進(jìn)行Western-blotting鑒定。建立了穩(wěn)定的抗Mhp IgG的間接ELISA檢測(cè)方法。應(yīng)用該方法檢測(cè)豬鼻支原體、豬絮狀支原體、豬圓環(huán)病毒陽(yáng)性血清等都是陰性,說明該方法具有良好的特異性。批內(nèi)重復(fù)性試驗(yàn)和批間重復(fù)性試驗(yàn)的變異系數(shù)均小于8%,說明該方法具有良好的重復(fù)性。張長(zhǎng)瑩等以原核表達(dá)純化的豬支原體MSG1重組蛋白為包被抗原,建立了檢測(cè)豬支原體的間接ELISA診斷方法。該檢測(cè)方法敏感性高、特異性強(qiáng)和可重復(fù)性好。該研究表明建立的間接ELISA方法為豬支原體的檢測(cè)和區(qū)域流行病學(xué)調(diào)查提供了一種快速簡(jiǎn)便的血清學(xué)診斷方法。劉茂軍等利用MhpNJ株的DnaK基因通過SOE-PCR擴(kuò)增和突變,獲得了目的片段并插入表達(dá)載體pET-28a(+)中,然后轉(zhuǎn)入宿主菌BL21(DE3)。重組質(zhì)粒經(jīng)1毫摩爾/升IPTG在37℃溫度下誘導(dǎo)5小時(shí),目的蛋白可達(dá)到總蛋白的14.1%。WesternBlotting證明表達(dá)的重組蛋白具有Mhp反應(yīng)原性,用該重組蛋白建立的ELISA方法可檢測(cè)到Mhp抗體。
PCR技術(shù)具有靈敏、特異、快速、簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),是實(shí)驗(yàn)室常用的分子生物學(xué)診斷技術(shù),也是目前豬支原體肺炎準(zhǔn)確、簡(jiǎn)單、快速診斷的主要方法。
利用聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)可以快速地對(duì)培養(yǎng)物、肺臟、鼻拭子、支氣管洗液進(jìn)行檢查,取得了令人滿意的結(jié)果。于敏等根據(jù)國(guó)內(nèi)外發(fā)表Mhp 16srRNA基因設(shè)計(jì)了一對(duì)特異性引物,擴(kuò)增出一個(gè)大小為653bp的特異性片段,敏感性試驗(yàn)顯示這對(duì)引物能夠檢測(cè)到1ng的DNA,結(jié)果表明此方法特異且敏感。劉茂軍等根據(jù)Mhp的P36基因序列設(shè)計(jì)一對(duì)引物,建立了Mhp特異且敏感的PCR檢測(cè)方法,可區(qū)別豬鼻支原體、絮狀支原體和雞毒支原體,最低檢出量為4.26ng。張紅云等根據(jù)GenBank中MhpJ株P(guān)36蛋白基因的核苷酸序列設(shè)計(jì)1對(duì)引物,建立了快速檢測(cè)Mhp的PCR方法。采用所建立的PCR方法對(duì)42份疑似豬支原體肺炎(MPS)病料進(jìn)行臨床診斷,發(fā)現(xiàn)有13份呈陽(yáng)性(31.0%)。該P(yáng)CR方法適合于MPS的臨床診斷,可為其防控提供可靠依據(jù)。王貴平用PCR方法對(duì)從湖南省長(zhǎng)沙市收集的326份病料分別進(jìn)行了Mhp和豬鼻支原體檢測(cè),并對(duì)部分基因進(jìn)行了序列分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn),Mhp檢出率為24.4%。朱鳳瓊等通過設(shè)計(jì)1對(duì)針對(duì)16srRNA的引物,建立了該病原的PCR檢測(cè)方法,該方法能從標(biāo)準(zhǔn)株和分離株中獲得陽(yáng)性擴(kuò)增,但不會(huì)與其他種類支原體或者是豬呼吸道中的常見微生物發(fā)生交叉反應(yīng)。為證實(shí)擴(kuò)增產(chǎn)物的特異性,對(duì)2個(gè)PCR產(chǎn)物進(jìn)行純化、測(cè)序和序列分析,證實(shí)為肺炎支原體。
套式PCR又稱巢式PCR,即在第一對(duì)引物(外套引物)的擴(kuò)增區(qū)域內(nèi)另行設(shè)計(jì)一對(duì)引物(內(nèi)套引物),用外套的擴(kuò)增產(chǎn)物做模板進(jìn)行第二次擴(kuò)增。套式PCR外套擴(kuò)增增加了起始模板量,內(nèi)套引物擴(kuò)增將目的基因進(jìn)一步倍增至可觀察的量,由于采用兩對(duì)不同的引物二級(jí)放大,故可提高PCR檢測(cè)的靈敏度,保證產(chǎn)物的特異性,使靈敏度和特異性高于傳統(tǒng)的PCR方法。逯曉敏等根據(jù)GenBank中登錄的MhpP36(L-乳酸脫氫酶)全基因序列,設(shè)計(jì)合成了2對(duì)引物,建立套式PCR方法。運(yùn)用該方法對(duì)Mhp不同菌株培養(yǎng)物進(jìn)行了擴(kuò)增,并對(duì)經(jīng)肺內(nèi)免疫豬支原體肺炎活疫苗后支氣管肺泡灌洗液進(jìn)行了檢測(cè)。結(jié)果表明,不同菌種均能擴(kuò)增出427bp的目的條帶,而其他病原菌未出現(xiàn)特異性擴(kuò)增條帶。建立的套式PCR方法檢測(cè)Mhp的最低檢測(cè)限度為10個(gè)CCU(顏色變化單位)。吉瑪?shù)冉⒘藱z測(cè)Mhp的巢式PCR方法。結(jié)果表明,該方法對(duì)雞毒支原體、豬鼻支原體、豬傳染性胸膜肺炎放線桿菌、豬圓環(huán)病毒Ⅱ型、豬偽狂犬病毒的擴(kuò)增結(jié)果均為陰性;第1次擴(kuò)增的敏感性是10皮克,第2次擴(kuò)增的敏感性是0.1皮克。
實(shí)時(shí)熒光定量PCR是將PCR技術(shù)和光譜技術(shù)有效結(jié)合的一種核酸定量技術(shù),克服了普通PCR反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)、擴(kuò)增產(chǎn)物需用瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)、易出現(xiàn)假陽(yáng)性等缺點(diǎn),具有靈敏度高、特異性強(qiáng)、定量準(zhǔn)確、全封閉反應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。宋建領(lǐng)等根據(jù)GenBank登錄的Mhp黏附素P97基因序列,設(shè)計(jì)1對(duì)特異性引物和1條探針,優(yōu)化了Mhp實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)方法。結(jié)果顯示,該方法能特異地檢測(cè)Mhp,與豬繁殖與呼吸綜合征病毒、豬瘟病毒、偽狂犬病毒、乙型腦炎病毒,豬細(xì)小病毒、豬圓環(huán)病毒等病原檢測(cè)無交叉反應(yīng);針對(duì)Mhp陽(yáng)性質(zhì)粒標(biāo)準(zhǔn)品檢測(cè),靈敏度可以達(dá)到10拷貝;重復(fù)性檢測(cè)Ct值變異系數(shù)在0.78%~1.16%之間。用建立的實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)方法,對(duì)40份臨床樣品檢測(cè),結(jié)果表明肺臟拭子與肺臟懸液陽(yáng)性率完全一致,而鼻腔拭子檢出率較低。同戈等建立了以P110基因序列作為靶序列的MhpSYBRGreen熒光定量PCR檢測(cè)方法,該方法具有良好的特異性、重復(fù)性,能夠檢測(cè)到10復(fù)制/微升的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)粒,可用于Mhp培養(yǎng)疫苗半成品的快速定量檢測(cè)。丁敏等根據(jù)Mhp保守區(qū)域P110基因序列,設(shè)計(jì)一對(duì)特異引物和TaqMan探針,同時(shí)構(gòu)建了P110基因標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)粒,并對(duì)TaqMan熒光定量PCR反應(yīng)條件進(jìn)行了優(yōu)化,建立了可以對(duì)Mhp培養(yǎng)物定量的熒光定量PCR檢測(cè)方法。研究結(jié)果表明,該方法檢測(cè)靈敏度可達(dá)13復(fù)制/微升。
環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增方法是日本學(xué)者Notomi等在2000年發(fā)明的一項(xiàng)恒溫核酸擴(kuò)增新技術(shù),具有操作簡(jiǎn)便、快速、高效、敏感、特異、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn),特別適合在現(xiàn)場(chǎng)和基層部門應(yīng)用。郭盼盼等建立了MhpLAMP的快速檢測(cè)方法,該方法以Mhp保守性基因16SrRNA為靶序列設(shè)計(jì)了6條特異引物,在63℃等溫條件下,30分鐘即可完成反應(yīng)。結(jié)果顯示,LAMP技術(shù)優(yōu)于PCR技術(shù)。在敏感性試驗(yàn)中,LAMP方法的能檢測(cè)出10個(gè)包含靶基因片段的重組質(zhì)粒,敏感性高于PCR方法10倍;特異性試驗(yàn)中,LAMP方法和PCR方法均顯示出了高度的特異性;在對(duì)127個(gè)臨床鼻拭子樣本的檢測(cè)中,LAMP方法檢測(cè)結(jié)果是所有樣本都為陽(yáng)性,而PCR檢測(cè)出了116份陽(yáng)性。證明所建立的方法,對(duì)臨床樣本的檢測(cè)的敏感度高于常規(guī)的PCR法。李鵬等根據(jù)GenBank中登錄的Mhp的核苷酸序列,設(shè)計(jì)4條特異性引物,用外引物進(jìn)行PCR反應(yīng),對(duì)內(nèi)外引物濃度、dNTP+和MgSO4濃度及BstDNA聚合酶用量等進(jìn)行優(yōu)化,建立MhpLAMP檢測(cè)方法,應(yīng)用該方法檢測(cè)多殺性巴氏桿菌、豬胸膜肺炎放線桿菌、肺炎雙球菌、支氣管敗血波氏桿菌、副豬嗜血桿菌和鏈球菌均呈陰性;當(dāng)Mhp的拷貝數(shù)高于3時(shí),均可檢測(cè)到該病原體。LAMP方法快速、靈敏、特異、無需特殊的儀器,為基層實(shí)驗(yàn)室Mhp的檢測(cè)提供了簡(jiǎn)單快速的方法,特別適合基層實(shí)驗(yàn)室或養(yǎng)殖場(chǎng)在臨床中應(yīng)用。
病原的快速而準(zhǔn)確的診斷是解決當(dāng)今威脅畜牧業(yè)的各類傳染病的決定性因素。用于豬支原體肺炎的診斷方法很多,實(shí)時(shí)熒光定量敏感性比常規(guī)PCR和套氏PCR高,但同時(shí)對(duì)操作人員、儀器設(shè)備與試劑要求太高,一般實(shí)驗(yàn)室很難具備試驗(yàn)條件。ELISA方法具有敏感性和特異性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、檢測(cè)快速、重復(fù)性好、無輻射、準(zhǔn)確性高的優(yōu)點(diǎn),適合基層進(jìn)行大批量檢測(cè)。LAMP特異性強(qiáng)、靈敏性高、成本低、不需要PCR儀,僅需要一個(gè)恒溫水浴鍋即可完成核酸的擴(kuò)增,特別適合基層部門應(yīng)用。無論哪一種方法都不能徹底解決所有的問題,可以根據(jù)試驗(yàn)的目的和要求,選擇最適宜的檢測(cè)方法或?qū)追N檢測(cè)方法組合起來應(yīng)用,做到早發(fā)現(xiàn)、早治療、力爭(zhēng)從根本上解決該病的防控問題。隨著分子生物學(xué)進(jìn)一步發(fā)展,相信一些特異性強(qiáng)、靈敏性高、簡(jiǎn)便易行的新型診斷方法終將問世并得以推廣應(yīng)用。