莊金秋,張 穎,梅建國,2,莊夕棟,李 峰,楊麗梅
(1.山東省濱州畜牧獸醫(yī)研究院,山東 濱州 256600;2.濱州貝爾凱瑞生物技術(shù)有限公司,山東 濱州 256600;3.諸城市畜牧獸醫(yī)管理局,山東 諸城 262200)
豬細(xì)環(huán)病毒檢測方法研究進(jìn)展
莊金秋1,張 穎1,梅建國1,2,莊夕棟3,李 峰1,楊麗梅1
(1.山東省濱州畜牧獸醫(yī)研究院,山東 濱州 256600;2.濱州貝爾凱瑞生物技術(shù)有限公司,山東 濱州 256600;3.諸城市畜牧獸醫(yī)管理局,山東 諸城 262200)
豬細(xì)環(huán)病毒(TTSuV)是近年來新發(fā)現(xiàn)的DNA病毒,在世界豬群中廣泛存在,嚴(yán)重威脅著養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展,而且有潛在跨物種傳播給人類的可能性,引起了養(yǎng)豬業(yè)的極大關(guān)注。通過綜述TTSuV近年來檢測方法研究進(jìn)展,以期對科研工作者和廣大養(yǎng)殖業(yè)主更好地防治該病提供參考。
豬細(xì)環(huán)病毒;檢測;PCR;研究進(jìn)展
豬細(xì)環(huán)病毒(Torque teno sus virus,TTSuV)屬于細(xì)環(huán)病毒科壬型細(xì)環(huán)病毒屬成員,為無囊膜的單股負(fù)鏈環(huán)狀DNA病毒。細(xì)環(huán)病毒(Torque teno virus,TTV)又稱為輸血傳播病毒,是由日本學(xué)者Nishizawa等在1997年運(yùn)用代表性差異分析(RDA)技術(shù)從一例輸血后肝炎患者血清中首次發(fā)現(xiàn)的一種新病毒。TTV宿主范圍非常廣泛,包括靈長類動物中的人、黑猩猩和猴,家畜中的豬、牛、羊、犬、貓、雞以及其他動物,如鼠和駱駝等。TTSuV是由美國學(xué)者Leary等于1999年利用巢式PCR(nPCR)從豬血清中首次檢測到的。人源TTV至少可分為21個基因型,豬源TTSuV有2個基因型,分別為TTSuV1和TTSuV2,其核苷酸同源性僅為44%。不同年齡段的豬群均對TTSuV易感,我國豬群感染率大致在24%~100%。TTSuV傳播途徑廣泛,可以通過糞-口傳播、垂直傳播、疫苗注射等途徑進(jìn)行傳播。雖然TTSuV傳播方式多樣,臨床陽性檢出率也很高,但是目前還沒有其單獨(dú)導(dǎo)致豬致病的報(bào)道。迄今TTSuV的致病性尚不明確,目前研究只了解到其與豬圓環(huán)病毒2型(PCV2)、豬繁殖與呼吸綜合征病毒(PRRSV)等病毒存在某種協(xié)同作用,當(dāng)發(fā)生混合感染時會加重?cái)嗄套胸i多系統(tǒng)衰竭綜合征(PMWS)的癥狀,使病情加重,特別是對斷奶仔豬造成嚴(yán)重危害,威脅著養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展,而且有潛在跨物種傳播給人類的可能性,引起了養(yǎng)豬業(yè)的極大關(guān)注。
1.1 病毒的細(xì)胞培養(yǎng)
目前尚未找到合適的細(xì)胞系適于TTSuV的分離和培養(yǎng),也沒有合適的動物模型來研究該病毒。有很多學(xué)者已致力于病毒增殖的研究。Huang等構(gòu)建TTSuV2感染性分子克隆轉(zhuǎn)染傳代系豬腎細(xì)胞(PK-15)、豬睪丸細(xì)胞(ST)和293T細(xì)胞后發(fā)現(xiàn),TTSuV2在這些細(xì)胞中能夠復(fù)制,但是復(fù)制水平很低。轉(zhuǎn)染后,細(xì)胞連續(xù)傳代20代后不能繼續(xù)傳代。
1.2 直接電鏡觀察
Yukio等[1]通過免疫電鏡首次觀察到了人源TTV的球狀病毒粒子形態(tài),直徑約為30~32 nm。劉建波等利用負(fù)染法在電鏡下首次觀測到了TTSuV1病毒粒子。
2.1 酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)
Huang等[2]首次利用大腸桿菌(E.coli)原核表達(dá)了TTSuV2衣殼蛋白,建立了TTSuV2的蛋白質(zhì)免疫印跡(Western blot)和酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)血清學(xué)診斷方法,用于檢測豬血清中TTSuV2抗體。張龍等[3]成功制備了抗TTSuV1 Cap蛋白單克隆抗體,為TTSuV1檢測方法的建立和抗原表位的鑒定奠定了基礎(chǔ)。Jarosova等[4]建立了間接ELISA方法對豬血清進(jìn)行TTSuV兩種基因型的檢測,結(jié)果豬血清中TTSuV1和TTSuV2的陽性率分別為78%和88%。李淞[5]建立了快速檢測TTSuV2 ORF1抗體的間接阻斷ELISA方法。為TTSuV2感染的有效監(jiān)測提供了技術(shù)支持。劉建波[6]、劉芊麟等先后以截短的TTSuV1 Cap融合蛋白為包被抗原,建立了檢測TTSuV1抗體的間接ELISA方法。應(yīng)用該法對北京、天津、河北3個地區(qū)規(guī)?;i場的89份血清樣本的檢測結(jié)果顯示,3地區(qū)的豬場的TTSuV1抗89.9%,表明我國京津冀存在很高的TTSuV1感染純化的重組蛋白作為包被檢測TTSuV2的間接ELI用該方法對采自江西3家84份血清樣品進(jìn)行檢測,別為72%、57.5%、36.3%?;i場存在較高TTSuV
3.1 PCR
PCR是目前檢測TTSuV最常用、有效的方法。國內(nèi)外學(xué)者根據(jù)GenBank上登錄的TTSuV基因組序列設(shè)計(jì)一系列引物,建立了諸多PCR檢測方法,用于TTSuV的流行病學(xué)調(diào)查。Segalés等[8]建立了檢測TTSuV的PCR方法,對1985—2005年間的162份病料樣品進(jìn)行檢測,結(jié)果TTSuV1陽性率為33.3%,TTSuV2陽性率為55.6%,TTSuV1和TTSuV2共感染率為23.5%。將TTSuV感染豬的時間可追溯到1985年,為TTSuV對動物的感染留下了最早的證據(jù)。翟少倫等[9]用PCR方法檢測了我國9個省市的191份血液樣品和組織樣品,結(jié)果TTSuV的總陽性率為77.0%,TTSuV1的單一陽性率為68.6%,TTSuV2的單一陽性率為53.9%,兩種病毒的混合感染率為45.5%。隨后對41份健康豬的血清樣品進(jìn)行檢測,結(jié)果顯示,TTSuV總陽性率、TTSuV1單一陽性率、TTSuV2單一陽性率及兩種病毒的共感染率分別為43.9%、36.6%、24.4%和12.2%。 在臨床健康的豬體內(nèi)存在該病毒,表明豬可能是TTSuV的儲存宿主。婁高明等、王礞礞、南文金等[10]分別建立了TTSuV1和TTSuV2的PCR方法,對采自華南地區(qū)的豬病料進(jìn)行檢測,表明在我國華南豬群中TTSuV的感染較為普遍。鄒力[11]應(yīng)用建立的PCR檢測方法對從四川部分地區(qū)所采集的254份血清樣品進(jìn)行檢測,結(jié)果表明四川地區(qū)豬群中TTSuV感染普遍存在,且TTSuV2感染率更高,為整個西南地區(qū)豬TTSuV流行病學(xué)調(diào)查提供了數(shù)據(jù)支持。夏應(yīng)菊等對我國29個省市豬場采集的1 898份豬血清樣品同時進(jìn)行PCV2和TTSuV的PCR檢測,結(jié)果表明我國豬群中TTSuV和PCV2混合感染現(xiàn)象較為普遍。張志成等采用PCR對來自江蘇地區(qū)6個豬場的398份血清樣品進(jìn)行TTSuV檢測,結(jié)果表明TTSuV感染在江蘇地區(qū)豬群中普遍存在,并對我國養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)構(gòu)成潛在威脅。李海超等應(yīng)用PCR方法對采自山東、福建、安徽、河北、河南、廣西、遼寧和湖北八省份的227份樣品進(jìn)行PCV2、TTSuV1和TTSuV2的檢測。結(jié)果表明上述省份的豬群中普遍存在PCV2和TTSuV的混合感染。張青占等[12]采用PCR對2011—2012年期間從江蘇、安徽、天津、湖北、上海、浙江6個省份共采集的無明顯臨床癥狀的豬血清488份和發(fā)病豬群樣品352份進(jìn)行檢測。結(jié)果顯示,在無明顯臨床癥狀的豬血清中,TTSuV1和TTSuV2感染率分別為41%和67%,二者混合感染率為28%。PMWS發(fā)病豬樣品中PCV2陽性率高達(dá)75%,PCV2和TTSuV2的混合感染高達(dá)61%。在PRRSV為陽性的病料中,TTSuV2的陽性率高達(dá)86%。在初產(chǎn)母豬和流產(chǎn)胎兒中,TTSuV1和TTSuV2的感染率,以及與不同病毒的混合感染率均高于健康豬群的感染率。這些研究為豬源TTSuV提供了流行病學(xué)資料,也為研究混合感染的致病機(jī)理奠定了基礎(chǔ)。
3.2 套式PCR
套式PCR又稱巢式PCR(Nested PCR)。套式PCR反應(yīng)過程中需要使用兩對引物并經(jīng)過兩輪擴(kuò)增,其敏感性和特異性均優(yōu)于普通PCR。Mckeown等根據(jù)TTSuV非編碼區(qū)設(shè)計(jì)一對套式PCR引物,對6個國家豬群中感染情況進(jìn)行了檢測,結(jié)果顯示TTSuV陽性率為66.2%(102/154)。Martinez等用巢式PCR方法對歐洲野豬感染TTSuV檢測,結(jié)果表明TTSuV1在歐洲野豬群中的流行率為58%、TTSuV2流行率為66%。Kekarainen等采用巢式PCR方法對豬血清和精液進(jìn)行TTSuV檢測,結(jié)果表明血清中TTSuV感染率為74%、精液中為72%,精液中TTSuV的高檢出率顯示TTSuV可能通過性途徑傳播。Pozzuto等[13]采用巢式PCR對母豬和仔豬TTSuV感染情況進(jìn)行檢測,表明TTSuV可以垂直傳播,胎兒感染率很高。王礞礞等[14]用巢式PCR方法檢測了廣東、福建、江西等7個省的280份血液樣品和組織樣品,首次證實(shí)了我國豬群中存在TTSuV感染,且TTSuV1 和TTSuV2的單一陽性檢出率分別為37.6%和82.6%,混合陽性檢出率為34.5%。洪紹鋒等[15]采用巢式PCR方法對廣西不同豬場的95份血液樣品和組織樣品進(jìn)行了TTSuV檢測,結(jié)果顯示,TTSuV1的陽性率為37.9%,TTSuV2的陽性率為20.0%,表明廣西部分地區(qū)豬群確實(shí)存在TTSuV的感染。韋建興等[16]應(yīng)用巢式PCR方法,對2009—2011年采自廣西140個規(guī)模豬場的156份血液、流產(chǎn)胎兒及肺臟、脾臟、腎臟、肝臟、淋巴結(jié)等組織樣品進(jìn)行檢測,結(jié)果發(fā)現(xiàn),廣西豬群中TTSuV總感染率達(dá)到93.6%,TTSuV2的感染率(76.9%)明顯高于TTSuV1(16.7%)。TTSuV多與PCV2和PRRSV混合感染。李坤等[17]、田光玲[18]先后根據(jù)TTSuV保守結(jié)構(gòu)UTR序列設(shè)計(jì)引物建立了巢式PCR方法。應(yīng)用該法對從江西南昌、宜春、贛州等8個地區(qū)不同豬場采集的183份血液樣品進(jìn)行檢測。結(jié)果顯示TTSuV1的感染率為40.4%,TTSuV2的感染率為68.9%,TTSuV1 和TTSuV2混合感染率為30.1%。這些研究為我國開展TTSuV的流行病學(xué)調(diào)查及相關(guān)研究奠定了基礎(chǔ)。
3.3 熒光定量PCR
鑒于普通PCR和套式PCR只能從定性方面來檢測TTSuV,而不能從量的方面來確定病毒的載量,研究者建立了實(shí)時熒光定量PCR(QRT-PCR)方法用來檢測TTSuV。Anddreas等根據(jù)TTSuV基因組在非編碼區(qū)設(shè)計(jì)引物和探針建立探針法熒光定量PCR,對203份豬血清樣品進(jìn)行了TTSuV檢測,結(jié)果顯示,TTSuV1、TTSuV2單獨(dú)感染率分別為32%和17%,二者混合感染率為32%。陳欣等[19]根據(jù)TTSuV UTR保守區(qū)域分別設(shè)計(jì)了兩對特異性引物,建立了SYBR Green I二重?zé)晒舛縋CR方法,最低檢出量為10copies/mL。王俊等[20]、單晶晶等[21]先后建立了TTSuV1和TTSuV2 SYBR Green I實(shí)時定量PCR方法,用于TTSuV兩型的檢測和定量分析。
3.4 高效液相色譜法
DHPLC全稱變性高效液相色譜分析。RCR反應(yīng)擴(kuò)增后結(jié)合DHPLC技術(shù)可同時分析數(shù)百個樣品,且可省去瓊脂糖電泳的步驟,更加省時簡便。楊春華等[22]建立了檢測TTSuV1 和TTSuV2的高效液相色譜法(PCRDHPLC)技術(shù),對從江西5個規(guī)?;i場采集的80血清樣品分別進(jìn)行PCRDHPLC、熒光PCR和PCR檢測,結(jié)果顯示PCR-DHPLC和熒光PCR陽性檢出率相當(dāng),高于PCR法。應(yīng)用PCRDHPLC技術(shù)可對TTSuV感染豬進(jìn)行早期、快速檢測及病原流行病學(xué)調(diào)查和實(shí)時監(jiān)測,同時也為研究TTSuV在豬體內(nèi)的感染及分布提供了新的檢測技術(shù)。
3.5 反向PCR
反向PCR可用于研究與已知DNA區(qū)段相連接的未知核苷酸序列,Huang等[23]首次利用反向PCR方法擴(kuò)增出TTSuV全長序列,證明豬群中可能普遍存在不同亞型的TTSuV混合感染。
3.6 環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增技術(shù)
向海洋等運(yùn)用環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增(LAMP)技術(shù)針對TTSuV1的UTR設(shè)計(jì)了LAMP引物,建立了TTSuV1的檢測方法,檢測靈敏度可達(dá)5.5 copies/μL。張黎也以TTSuV UTR和ORF1前端區(qū)域?yàn)榘行蛄校群蠼⒘藱z測TTSuV1和TTSuV2的LAMP方法。LAMP方法的建立為快速及特異性的檢測豬TTSuV提供了有效的方法,為TTSuV的早期快速診斷和流行病學(xué)監(jiān)測提供了強(qiáng)有力的技術(shù)手段。
3.7 限制性片段長度多態(tài)性分析
限制性片段長度多態(tài)性分析(RFLP)技術(shù)是分子生物學(xué)重要分析方法的一種,用于檢測DNA序列多態(tài)性。PCR-RFLP技術(shù)融合了PCR、RFLP分析和凝膠電泳方法,先通過PCR技術(shù)完成對靶序列的克隆,后續(xù)用不同限制性內(nèi)切酶對PCR產(chǎn)物進(jìn)行酶切,最后依據(jù)凝膠電泳結(jié)果而分型。Irshd等根據(jù)TTSuV2 ORF2中相對保守的區(qū)域設(shè)計(jì)了特異性引物,運(yùn)用RFLP技術(shù)對印度豬群中TTSuV流行情況進(jìn)行了調(diào)查。
綜上所述,TTSuV和PCV2在豬群中共同感染廣泛存在,傳播途徑廣泛,危害性不容忽視,因此加強(qiáng)其流行病學(xué)和致病機(jī)理研究具有重要意義。自TTSuV發(fā)現(xiàn)以來,科研工作者進(jìn)行了大量的流行病學(xué)研究,但由于病毒異質(zhì)性強(qiáng)和共感染率高,很難得到單一基因型的純培養(yǎng)物,而且病毒沒有單一的嗜性靶器官,幾乎所有組織臟器均有分布,這使得病毒分離非常困難,至今尚未建立起培養(yǎng)病毒合適的細(xì)胞系,這極大地限制了人們對TTSuV致病機(jī)制的深入研究。目前建立的血清學(xué)和分子生物學(xué)檢測方法各有優(yōu)缺點(diǎn)和實(shí)用性,臨床上需要根據(jù)不同的場合、條件等選擇使用其中的一種或者多種方法。雖然上述檢測方法為TTSuV的檢測提供了有效的技術(shù)手段,但是隨著人們對TTSuV的深入研究,相信檢測技術(shù)將更加簡便化、快速化和準(zhǔn)確化,這必將對疾病的有效防控產(chǎn)品及技術(shù)的研制奠定基礎(chǔ)。
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2016-06-07)
山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2015GSF121027);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-08-17)
莊金秋(1978-),女,山東濰坊人,獸醫(yī)碩士,副研究員,主要從事細(xì)胞培養(yǎng)和動物用病毒疫苗研制。