于新友,李天芝,苗立中,唐 娜,沈志強(qiáng),
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分子生物學(xué)技術(shù)在豬瘟野毒與兔化弱毒鑒別診斷方法中的研究進(jìn)展
于新友1,李天芝1,苗立中2,唐 娜2,沈志強(qiáng)1,2
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綜述了分子生物學(xué)技術(shù)在豬瘟野毒與兔化弱毒鑒別診斷的4種方法(RT-PCR方法、熒光定量RT-PCR方法、RT-PCR與RFLP相結(jié)合方法、環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增方法)的研究進(jìn)展,對(duì)豬瘟的凈化和防控有一定的參考價(jià)值。
分子生物學(xué)技術(shù);豬瘟野毒;兔化弱毒;鑒別診斷
豬瘟(CSF)是黃病毒科瘟病毒屬的豬瘟病毒(CSFV)引起的一種豬急性、熱性、高度接觸性傳染病,在世界范圍內(nèi)廣泛流行,其發(fā)病率和死亡率均高,對(duì)養(yǎng)豬業(yè)危害十分嚴(yán)重。世界動(dòng)物衛(wèi)生組織(OIE)在《國際動(dòng)物衛(wèi)生法典》中將其列為法定傳染病之一。疫苗接種是防控豬瘟的重要手段,我國研制的豬瘟兔化弱毒在世界上廣泛應(yīng)用,對(duì)豬瘟的防控起到了重要的作用,但豬瘟弱毒疫苗株(HCLV)能在已接種的豬體內(nèi)持續(xù)存在一段時(shí)間,這給CSFV野毒感染豬和HCLV接種豬的鑒別診斷帶來較大困難,再加上近年來,我國豬瘟的流行和發(fā)病特點(diǎn)發(fā)生了很大變化,出現(xiàn)了所謂 “非典型豬瘟”、“溫和型豬瘟”和“帶毒母豬綜合征”,在病理剖檢上也常常不同于典型豬瘟的病理變化,也給臨床診斷帶來了很大困難[1]。因此,準(zhǔn)確區(qū)分豬瘟野毒株與兔化弱毒疫苗株的敏感、特異的鑒別診斷方法非常重要。筆者就鑒別豬瘟野毒株與兔化弱毒疫苗株的方法進(jìn)行了綜述,以期對(duì)豬瘟病毒感染早期進(jìn)行準(zhǔn)確診斷,淘汰強(qiáng)毒感染豬,減少未感染的免疫豬被誤殺,為豬瘟的凈化和防控提供參考。
RT-PCR是以病毒的RNA為模板進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄,再以PCR進(jìn)行核酸擴(kuò)增來檢測(cè)病毒的方法,以其簡(jiǎn)便、迅速、靈敏等優(yōu)點(diǎn)在動(dòng)物疾病診斷上得到了廣泛的應(yīng)用。Li Y等[2]建立了能區(qū)分豬瘟強(qiáng)、弱毒的復(fù)合套式RTPCR診斷方法,該方法從HCLV和石門株強(qiáng)毒株基因組分別擴(kuò)增出447和343 bp的特異性片段,從2種病毒基因組混合物中同時(shí)擴(kuò)增出447和343 bp的特異性片段,該方法對(duì)BVDV、JEV、TGEV、PEDV、PRV、PCV2、PRRSV、PPV以及正常細(xì)胞基因組進(jìn)行檢測(cè)時(shí)均為陰性,可以檢測(cè)出0.04 pg的CSFV RNA,用該方法檢測(cè)133份臨床樣品,結(jié)果有42份為強(qiáng)毒感染,18份為弱毒疫苗。胡建和等[3]根據(jù)GenBank中豬瘟病毒及近源病毒的基因組全序列,選擇特異保守區(qū)域設(shè)計(jì)了2對(duì)豬瘟病毒引物,建立了一種敏感性、特異性強(qiáng)、重復(fù)性好的鑒別豬瘟強(qiáng)毒和HCLV的多重RT-PCR鑒別診斷方法。該法從HCLV和石門強(qiáng)毒株的基因組中分別擴(kuò)增出1條大小為492和178 bp的特異性片段,從強(qiáng)弱毒株混合物中1次擴(kuò)增出2條大小為492和178 bp的特異性片段,對(duì)偽狂犬病病毒的擴(kuò)增結(jié)果為陰性,能檢測(cè)出0.8 pg的豬瘟病毒RNA,應(yīng)用試驗(yàn)表明,8份疑似豬瘟病料中5份為強(qiáng)毒感染,2份為弱毒感染,1份為弱毒和強(qiáng)毒的混合感染。郭抗抗等根據(jù)GenBank中36株豬瘟病毒強(qiáng)毒株和HCLV株的基因序列,分別設(shè)計(jì)了針對(duì)CSFV強(qiáng)毒和HCLV株的特異性引物,建立了一種能區(qū)分CSFV強(qiáng)毒和HCLV的RTPCR檢測(cè)方法。該法可從CSFV強(qiáng)毒株和HCLV株中分別擴(kuò)增出大小為187和492 bp的特異性片段,對(duì)PRRSV、PCV2和TGEV等檢測(cè)結(jié)果均為陰性,對(duì)10份疑似豬瘟臨床樣品進(jìn)行檢測(cè)后發(fā)現(xiàn),有2份疑似CSFV強(qiáng)毒、7份疑似疫苗弱毒。李安等對(duì)GenBank中登錄的25株CSFV強(qiáng)毒株和HCLV株基因組全序列進(jìn)行比較分析,設(shè)計(jì)1對(duì)豬瘟病毒強(qiáng)毒株和HCLV檢測(cè)通用引物,擴(kuò)增片段為609 bp,并在該對(duì)引物擴(kuò)增區(qū)域內(nèi)設(shè)計(jì)針對(duì)疫苗弱毒的特異引物,擴(kuò)增片段為237 bp,該法對(duì)牛病毒性腹瀉病毒和其他豬源病毒均不發(fā)生非特異反應(yīng),成功建立了一種能夠區(qū)分豬瘟病毒強(qiáng)毒和HCLV的敏感、特異、重復(fù)性好的RT-nPCR鑒別診斷方法。陳本龍等[4]根據(jù)Genbank上發(fā)表的豬瘟病毒全基因組序列,選擇豬瘟強(qiáng)毒株和兔化弱毒株疫苗株序列存在的差異區(qū)域,分別設(shè)計(jì)合成2條強(qiáng)毒株和HCLV株的特異性上游引物,同時(shí)選擇高保守區(qū)域序列,設(shè)計(jì)合成了一條強(qiáng)毒和兔化弱毒共用的下游引物,成功建立了一種能夠區(qū)分豬瘟病毒強(qiáng)毒株和HCLV的RT-PCR檢測(cè)方法。該法從豬瘟強(qiáng)毒株和兔化弱毒株中擴(kuò)增出了大小分別為680 bp和785 bp的特異性片段,對(duì)PRRSV、BVDV、PRV、PCV2等病毒基因組擴(kuò)增均為陰性,可檢測(cè)出最低為0.5 pg的豬瘟病毒RNA,具有高度的特異性和敏感性。
實(shí)時(shí)熒光定量PCR是在PCR技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種高度靈敏的核酸定量技術(shù),它融匯了傳統(tǒng)PCR技術(shù)靈敏、快速、特異的特點(diǎn)以及光譜技術(shù)的高敏感性和高精確定量的優(yōu)點(diǎn),具有特異性強(qiáng)、靈敏度高、重復(fù)性好、定量準(zhǔn)確、速度快、全封閉反應(yīng)等優(yōu)點(diǎn),為豬瘟病毒的定量檢測(cè)提供了新的分子生物學(xué)診斷技術(shù)。H.S.Cho等應(yīng)用不同熒光基團(tuán)標(biāo)記的2條TaqMan MGB探針建立了能鑒別韓國CSFV野毒株和弱毒疫苗株的熒光RT-PCR方法,但此方法沒有做到定量檢測(cè),而且也無法對(duì)我國的豬瘟病毒野毒株和HCLV株進(jìn)行鑒別檢測(cè)。J.J.Zhao等根據(jù)GenBank中的豬瘟病毒強(qiáng)毒和弱毒株基因組序列,設(shè)計(jì)了1對(duì)針對(duì)豬瘟病毒的通用引物和2條分別針對(duì)豬瘟病毒強(qiáng)毒和HCLV的特異性TaqMan探針,建立了能區(qū)分豬瘟病毒強(qiáng)毒和HCLV株的復(fù)合實(shí)時(shí)熒光定量RT-PCR檢測(cè)方法。該方法能將我國大陸流行的不同基因亞群的豬瘟病毒強(qiáng)毒株與HCLV完全區(qū)分開來,而不與其他豬源病毒發(fā)生非特異反應(yīng)。Lihong Liu等建立了疫苗株特異性和野毒株特異性的實(shí)時(shí)熒光RTPCR方法,其特異性強(qiáng)、敏感性高和重復(fù)性好。Leifer等建立了CSFV野毒株和HCLV的熒光定量RT-PCR鑒別診斷方法,該法對(duì)豬瘟弱毒疫苗株具有良好的擴(kuò)增效果,而對(duì)豬瘟野毒和其他瘟病毒均無擴(kuò)增產(chǎn)物,具有良好的特異性與敏感性。劉俊等[5]針對(duì)CSFV野毒株和HCLV株的基因組特點(diǎn)設(shè)計(jì)了一條特異性探針,建立了豬瘟野毒株一步TaqMan-MGB RT-PCR診斷方法,該法能檢測(cè)5.3×102pgCSFV病毒核酸;能檢測(cè)除HCLV以外的豬瘟流行野毒株,對(duì)牛病毒性腹瀉病毒、細(xì)小病毒、豬繁殖與呼吸綜合征病毒、圓環(huán)病毒2型、偽狂犬病病毒、口蹄疫病毒等項(xiàng)檢測(cè)均為陰性;對(duì)122份疑似豬瘟樣本檢測(cè)的結(jié)果與RT-nPCR方法的符合率為94.3%(115/122),陽性和陰性符合率分別為86.4%(38/44)和98.7%(77/78)。謝金文等通過對(duì)GenBank中登錄的25株CSFV強(qiáng)毒株和HCLV株全基因組序列進(jìn)行比較分析,設(shè)計(jì)一對(duì)共用下游引物以及分別針對(duì)CSFV強(qiáng)毒株與弱毒疫苗的特異性上游引物,建立的能鑒別CSFV強(qiáng)毒感染與弱毒疫苗的熒光定量RT-PCR方法,其Tm值分別為(84.5±0.5)℃和(88.5±0.5)℃,該法特異性強(qiáng),對(duì)其他相關(guān)病毒無特異性擴(kuò)增;敏感性高,最低檢出量為5×RID50的細(xì)胞疫苗基因組拷貝;重復(fù)性好;并且擴(kuò)增效率高、線性范圍廣、檢測(cè)時(shí)間短,可對(duì)免疫豬群中CSFV強(qiáng)毒感染做出快速準(zhǔn)確的鑒別檢測(cè),為有效防制豬瘟提供依據(jù)。余以剛等設(shè)計(jì)了1對(duì)通用引物和2條特異性MGB探針,建立了豬瘟病毒野生株和疫苗株熒光RT-PCR鑒別方法,該法在選定的豬病相關(guān)病毒組內(nèi)特異性符合率達(dá)100%;對(duì)野毒株和HCLV的檢測(cè)靈敏度分別達(dá)到1TCID50/mL和0.1TCID50/mL;組內(nèi)和組間變異系數(shù)均在0.7%~2.2%之間。用該法對(duì)豬肉、脾臟和血液病料進(jìn)行豬瘟野毒檢測(cè)的陽性率分別為66.7%、60.0%、77.8%,而傳統(tǒng)方法的陽性率分別為52.4%、40.0%、50.0%;檢出率比傳統(tǒng)方法要高。
限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性分析(RFLP)是先將靶基因相關(guān)片段用PCR擴(kuò)增,然后利用限制性內(nèi)切酶能夠特異性地識(shí)別特定的堿基序列對(duì)擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行酶切,通過電泳可將酶切片段分離檢測(cè),具有分辨率高、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn),但操作比較復(fù)雜,對(duì)實(shí)驗(yàn)條件要求高。趙耘等[6]建立了套式RT-PCR與RFLP相結(jié)合區(qū)分豬瘟強(qiáng)毒、疫苗弱毒的鑒別診斷RT-PCR/RFLP方法。該法對(duì)豬瘟病毒石門株與HCVL均能擴(kuò)增出約為250 bp的特異性片段,而BVDV、BDV均未擴(kuò)增出。RT-PCR純化產(chǎn)物被HgaI酶切后,弱毒能夠被酶切成大小分別約為150 bp、120 bp的2條片段,而強(qiáng)毒則不能被切開,可應(yīng)用于CSFV野毒株和疫苗株的鑒別檢測(cè)。S.Vilcek等將CSFV基因組5′端非編碼區(qū)的選擇部分進(jìn)行擴(kuò)增,然后用選擇性限制內(nèi)切酶Bbr PI對(duì)擴(kuò)增的DNA片段進(jìn)行切割,結(jié)果供試的13株CSFV疫苗株中的11株可被Bbr PI切割,切割位點(diǎn)在5′端非編碼區(qū)引物324/326旁的區(qū)域(CACGTG),這11株疫苗株被切割電泳后均一致地出現(xiàn)2條特征性帶,分別長(zhǎng)195 bp和89 bp,而23個(gè)歐洲田間野毒在5′端非編碼區(qū)無Bbr PI酶切位點(diǎn),不能被此內(nèi)切酶切割。董浩等[7]根據(jù)GenBank上已發(fā)表的HCV E2基因高度保守區(qū)設(shè)計(jì)一對(duì)特異性引物,從Shimen株和疫苗株中均能擴(kuò)增出一條大小為750 bp的特異性片段,Shimen株的RT-PCR產(chǎn)物則被BglⅡ酶切為大小分別為520和230 bp的2條帶,疫苗株的RT-PCR產(chǎn)物不能被BglⅡ酶切,對(duì)病毒RNA的最小檢出量為3.96×10-4μg/m L,用該法可對(duì)豬瘟強(qiáng)毒株與HCLV株進(jìn)行鑒別。胡繼明等建立了豬瘟病毒野毒株和HCLV的RT-PCR-RFLP鑒別檢測(cè)方法,對(duì)野毒株和HCLV進(jìn)行RT-PCR擴(kuò)增片段均能為825 bp片段,野毒株的PCR產(chǎn)物能被ApaⅠ酶切為322 bp和503 bp的2個(gè)片段,HCLV株則不能被酶切,檢測(cè)出RNA的最低濃度為2.86×10-2μg/m L。
環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增(LAMP)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。X.J.Zhang等建立了可視化檢測(cè)豬瘟病毒野毒株的LAMP方法,該法可檢測(cè)出2.5TCID50的CSFV石門株基因組RNA。對(duì)HCVL株、BVDV、PRRSV、TGEV、PEDV、PRV、PPV、PCV2檢測(cè)結(jié)果均為陰性。通過對(duì)126份不同樣品進(jìn)行檢測(cè)比較,該方法與實(shí)時(shí)熒光定量RT-PCR檢測(cè)方法的符合率達(dá)100%。隨后,又建立了檢測(cè)HCLV的LAMP方法,對(duì)CSFV 強(qiáng)毒株、BVDV、TGEV、PEDV、PRRSV、PPV、PRV、PCV2檢測(cè)結(jié)果均為陰性。張改平等[8]比較分析了CSFV標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)毒株、疫苗株、不同基因亞型的野毒株的全基因組序列差異,設(shè)計(jì)一套分別針對(duì)豬瘟強(qiáng)毒與弱毒NS5B基因的LAMP引物,建立特異性的豬瘟強(qiáng)毒株與疫苗株的LAMP檢測(cè)方法。該方法特異性好,比RT-PCR靈敏度高出1 000倍,且重復(fù)性穩(wěn)定性良好,為快速準(zhǔn)確地鑒別CSFV野毒感染和疫苗接種提供了有效的方法。
近年來,豬瘟流行情況復(fù)雜,無規(guī)律可尋,豬瘟防控任務(wù)仍十分艱巨,由于豬瘟弱毒疫苗在我國的大規(guī)模應(yīng)用,豬瘟的強(qiáng)毒、疫苗弱毒鑒別診斷成為豬瘟預(yù)防與控制中非常困難和棘手的問題。雖然豬瘟野毒與兔化弱毒分子生物學(xué)鑒別診斷方法有很多,但各有利弊,常規(guī)RT-PCR方法具有特異性強(qiáng)、敏感性高、檢出率高等特點(diǎn),但不能準(zhǔn)確地定量,容易污染,且敏感性有限,很難對(duì)處于亞臨床感染狀態(tài)的病豬進(jìn)行早期診斷。熒光定量 RT-PCR技術(shù)彌補(bǔ)了常規(guī)RT-PCR方法的缺點(diǎn),但由于需要價(jià)格昂貴的儀器與試劑,限制了其在基層獸醫(yī)部門的廣泛應(yīng)用。LAMP方法檢測(cè)快速、簡(jiǎn)便,適合在基層獸醫(yī)和養(yǎng)殖場(chǎng)進(jìn)行推廣使用,對(duì)指導(dǎo)豬瘟的防控具有重要的意義,但LAMP方法靈敏度高易導(dǎo)致假陽性。隨著分子生物學(xué)的發(fā)展,相信一些新型診斷方法終將問世并得以推廣應(yīng)用,使人們能夠快速、準(zhǔn)確地鑒別診斷豬瘟野毒與兔化弱毒,從而盡早對(duì)豬瘟暴發(fā)做出準(zhǔn)確快速的診斷,防止疫情蔓延;可以將CSFV野毒感染豬迅速從免疫豬群中篩查出來并予以清除,降低了在疫病暴發(fā)時(shí)弱毒疫苗免疫豬被淘汰的概率,為豬瘟的凈化和防控提供有效的方法。
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2014-11-12)
山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系生豬產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(SDAIT-06-011-14)
于新友(1983-),男,漢族,山東菏澤人,助理研究員,碩士,主要從事動(dòng)物傳染病診斷技術(shù)研究。