王建華,王玉玲,柴銘駿,張俊哲,趙 丹,王乃福,陳本龍
(天津海關,天津 300456)
袋鼠(Kangaroo)是分布于澳大利亞和巴布亞新幾內亞部分地區(qū)的有袋類動物,主要包括紅袋鼠、大赤袋鼠、東部灰大袋鼠和麝香袋鼠等品種,在我國一些動物園內也有少量人工繁養(yǎng)。近年來,袋鼠作為一種觀賞動物日益獲得人們的喜愛,進口的袋鼠數(shù)量在逐年增多。皰疹病毒(Herpevirus)是引發(fā)多種動物疫病的重要病原體[1]。20世紀70年代,澳大利亞研究人員從發(fā)生致死性呼吸道感染和多系統(tǒng)衰竭的袋鼠腎組織中分離出皰疹病毒,定名為袋鼠皰疹病毒1型(Macropodid herpesvirus 1,MaHV-1)[2]。目前已知這種病毒主要引起袋鼠以鼻炎、結膜炎、肺炎、肝壞死和泄殖腔潰瘍?yōu)樘卣鞯亩嘞到y(tǒng)疾病,對袋鼠健康及種群發(fā)展構成一定威脅[3-5]。Paola等[6]首先報道了MaHV-1的全基因組序列,發(fā)現(xiàn)該病毒基因組長約140 kb,與人的皰疹病毒1型具有67%的核酸同源性,含有66個與其他皰疹病毒同源的開放閱讀框(ORF),其中的gB基因序列長2 664 bp,編碼由887氨基酸組成的與皰疹病毒同源的gB糖蛋白。為保護國內動物園袋鼠種群的生命健康,按照雙邊動物貿易協(xié)定要求,我國口岸動物檢疫機構需對進境袋鼠實施MaHV-1檢疫。對袋鼠皰疹病毒的檢測,目前僅有澳大利亞建立了病毒分離鑒定試驗、血清中和試驗和常規(guī)PCR試驗這3種檢測方法[5]。事實上,國內由于缺乏MaHV-1及血清中和抗體,無法進行病毒分離鑒定和血清中和試驗。為滿足我國對進境袋鼠皰疹病毒的檢疫要求,本研究以MaHV-1 gB基因為擴增靶序列,設計特異性引物和TaqMan探針,建立了MaHV-1實時熒光PCR檢測方法。該方法具有特異、敏感和快速的優(yōu)點,為進境袋鼠皰疹病毒檢疫提供了一種有效的技術手段。
禽傳染性喉氣管炎病毒(ILTV)、偽狂犬病毒(PRV)和牛傳染性鼻氣管炎病毒(IBRV)核酸材料:由天津海關動植物與食品檢測中心反芻動物檢疫實驗室保存。TaKaRa MiniBEST Universal Genomic DNA Extraction Kit Ver.5.0、Premix Ex Taq?(Probe qPCR):購自寶生物工程(北京)有限公司。其他試劑均為國內或進口分析純試劑。
根據GenBank發(fā)表的MaHV-1基因序列(AF061754),應用Beacon Designer 7.0軟件輔助設計多對特異引物和TaqMan探針,探針5'端用VIC標記,3'端用BHQ1標記,由Sangon Biotech公司合成。經預試驗確定的引物及探針序列見表1,預期擴增片段長度為105 bp。
表1 引物與探針序列
根據GenBank發(fā)表的MaHV-1 gB基因序列(AF061754),選取一段包含上、下游引物和探針序列在內的擴增靶序列,長度為150 bp,送上海捷瑞生物工程有限公司合成并插入至pCR2.1克隆載體中,經測序確證后作為陽性標準質粒對照,命名為pCR2.1- MaHV-1-gB,用核酸蛋白分析儀測得該陽性標準質粒對照的濃度為8.3×109copies/μL。
用滅菌水將引物和探針分別稀釋至2.0~10.0 pmol/μL和1.0~4.0 pmol/μL的 工 作濃度范圍,以8.3×104copies/μL的pCR2.1- MaHV-1-gB為擴增模板,按照Premix Ex Taq?(Probe qPCR)試劑盒說明書,在Light Cycler? 480熒光PCR儀(Rochi公司)儀上,采用方陣試驗篩選最適引物對和探針組合及工作濃度,然后再篩選最適退火延伸溫度及反應時間。
對pCR2.1-MaHV-1-gB(8.3×109copies/μL)進行10 倍系列稀釋,選擇8.3×100~8.3×108copies/μL濃度范圍的稀釋質粒作為模板,按照優(yōu)化后的反應條件進行擴增。反應結束后,以Ct值為橫坐標,pCR2.1-MaHV-1-gB模板起始拷貝數(shù)濃度的對數(shù)為縱坐標,繪制定量標準曲線。
對pCR2.1-MaHV-1-gB進行10倍系列稀釋,按照優(yōu)化后的反應條件進行熒光RT-PCR擴增,以確定該方法的最低檢出限。選取8.3×103、8.3×104和8.3×105copies/μL的pCR2.1-MaHV-1-gB,按照優(yōu)化的熒光PCR方法進行組內與組間試驗,每個濃度的模板做3個平行檢測,以確定本方法的重復性。以pCR2.1-MaHV-1-gB以及ILTV、PRV和IBRV Bartha Nu/67株的核酸材料為模板,按照優(yōu)化后的反應條件進行熒光RT-PCR擴增,以確定該方法的特異性。
以濃度為8.3×104copies/μL的pCR2.1-MaHV-1-gB為模板,使用Premix Ex Taq?(Probe qPCR)試劑,對多個引物對和探針組合進行熒光PCR篩選試驗,以出現(xiàn)最典型S型擴增曲線和最小Ct值為選取標準,最終確定的引物對和探針組合見表1。通過優(yōu)化上、下游引物和探針的濃度及反應參數(shù),確定實時熒光PCR的最適反應體系為: 2×Premix Ex Taq? 12.5 μL,上、下游引物(5 pmol/μL)各1.0 μL,探針(2 pmol/μL)1.0 μL,模板1 μL,用ddH2O補足至25 μL。反應參數(shù)為:95 ℃ 10 min;95 ℃ 10 s,60 ℃ 30 s,45個循環(huán)。擴增曲線見圖1。
圖1 pCR2.1- MaHV-1-gB(8.3×104 copies/μL)熒光PCR動力學曲線
以8.3×100~8.3×108copies/μL濃 度 范 圍的標準陽性對照質粒為擴增模板,按優(yōu)化反應條件進行熒光PCR 反應,擴增曲線見圖2。在8.3×101~8.3×108copies/μL濃度范圍,以起始模板濃度的對數(shù)為X軸,Ct 值為Y軸繪制成的標準曲線見圖3。Ct 值與pCR2.1-MaHV-1-gB拷貝數(shù)之間的線性關系表達式為:Y= -3.276 3X+37.545,相關系數(shù)(R2)為0. 998 9,呈現(xiàn)良好的線性關系。
對10倍系列稀釋的pCR2.1-MaHV-1-gB(8.3×100~8.3×108copies/μL),各取1 μL為模板,按優(yōu)化后的反應條件進行熒光RT-PCR 反應,擴增曲線見圖2。由圖2和圖3可知,該方法最低可檢出8個拷貝的PCR2.1-MaHV-1-gB。
重復性試驗結果(表2)顯示,3個濃度的PCR2.1-MaHV-1-gB組內與組間試驗的Ct值變異系數(shù)介于0.17%~0.96%,表明本試驗所建立的熒光PCR檢測體系穩(wěn)定,具有良好的重復性。
圖2 pCR2.1-MaHV-1-gB(8.3×100~8.3×108 copies/μL)的熒光PCR擴增曲線
圖3 pCR2.1-MaHV-1-gB(8.3×100~8.3×108 copies/μL)的標準曲線
表2 熒光PCR重復性試驗結果
用所建立的方法同時對ILTV、PRV和IBRV的核酸材料以及PCR2.1-MaHV-1-gB進行檢測,發(fā)現(xiàn)僅有陽性標準質粒對照呈現(xiàn)典型的擴增曲線,而ILTV、PRV和IBRV等核酸材料均無擴增曲線出現(xiàn)(圖4),表明本研究建立的熒光PCR方法具有良好的特異性。
圖4 熒光PCR 特異性試驗結果
澳大利亞早期流行病學研究結果顯示,約有23 %的野生袋鼠血清中存在MaHV-1中和抗體[7],表明MaHV-1感染在野生袋鼠中并非罕見。為保護國內動物園袋鼠的種群健康,防止MaHV-1隨進境袋鼠傳入,特別是在國內缺乏袋鼠皰疹病毒血清學診斷試劑的情況下,開展袋鼠皰疹病原檢測方法的研究具有實際應用價值。熒光PCR方法具有快速、敏感和特異的優(yōu)點,已逐步取代常規(guī)PCR方法,被廣泛用于各種動物的病原體檢測,但用于袋鼠MaHV-1檢測的實時熒光PCR方法還未見報道。為此,本研究基于GeneBank 公布的MaHV-1 gB基因序列,設計特異性引物和TaqMan探針,建立了一種檢測MaHV-1的實時熒光PCR方法。試驗結果顯示,該方法對MaHV-1 gB基因呈現(xiàn)特異性擴增反應,不與ILTV、PRV和IBRV等皰疹病毒發(fā)生交叉反應,最低檢出限達8個拷貝數(shù)的pCR2.1-MaHV1-gB,具有良好的特異性和敏感性。近3年來,采用本研究建立的熒光PCR方法,對346份袋鼠鼻拭子樣品進行MaHV-1核酸檢測,并未發(fā)現(xiàn)陽性,與對照結果相符,表明該方法可用于進境袋鼠臨床樣品MaHV-1的病原學檢測。本方法的建立為進境袋鼠皰疹病毒檢疫提供了一種有效的技術支撐。