楊慧敏,樊明明,呂玉金,3
(1.河南亞衛(wèi)動物藥業(yè)有限公司,河南 鄭州450031;2.河南牧業(yè)經(jīng)濟學(xué)院 動物醫(yī)學(xué)院,河南 鄭州450046;3.河南省豬病防控工程技術(shù)研究中心;鄭州 450046)
豬鏈球菌(Streptococcus suis,SS)是一種重要的人畜共患病病原菌,根據(jù)其莢膜抗原的不同,將豬鏈球菌共分為35種血清型,部分血清型具有致病性,如2型(SS2)毒力最強,不僅對豬致病,還能引起人發(fā)病和死亡。豬鏈球菌病是國家規(guī)定的二類動物疫病,引起該病的病原主要是C群獸疫鏈球菌和類馬鏈球菌,導(dǎo)致仔豬的腦膜炎、敗血癥等疫病,并常與多種病原混合感染,臨床癥狀復(fù)雜,發(fā)病率和死亡率較高,給養(yǎng)豬業(yè)帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟損失;也可感染人,引起人的腦膜炎、心內(nèi)膜炎以及關(guān)節(jié)化膿性炎癥,嚴(yán)重的可引起死亡。
1998年和2005年,我國先后在江蘇省和四川省兩次暴發(fā)人感染豬鏈球菌2型的重大動物疫病群體事件,累計引起52人死亡,其中致鏈球菌中毒性休克綜合征(Streptococcal toxic shock syndrome STSS)的患者死亡多達96.2%[1-4]。豬鏈球2型,在世界許多國家和地區(qū)廣泛流行,因此,該病原菌的快速檢測方法以及公共衛(wèi)生學(xué)意義重大。目前除了常規(guī)的微生物學(xué)方法外,血清學(xué)方法、分子生物學(xué)方法以及高通量檢測方法都取得了較大進展,本文就豬鏈球菌檢測技術(shù)的研究進展進行綜述。
血清學(xué)檢測豬鏈球菌的常用方法有很多,包括凝集試驗、ELISA法、膠體金免疫層析技術(shù)、熒光檢測技術(shù)等,操作簡便,靈敏度高,較為可靠。
豬鏈球菌的檢測通常采用平板凝集試驗或協(xié)同凝集試驗,后者應(yīng)用較為廣泛。協(xié)同凝集試驗是將豬鏈球菌抗血清與SPA結(jié)合,成為致敏的載體顆粒,與特異性抗原相遇時,出現(xiàn)凝集現(xiàn)象,而平板凝集試驗是在鏈球菌的選擇性培養(yǎng)基上加入抗豬鏈球菌血清,然后接種待檢菌,能形成大的沉淀圈。
ELISA即酶聯(lián)免疫吸附試驗,Serhir等(1993)利用雙抗體夾心ELISA法對豬鏈球菌1、2、1/2、3和22型進行檢測,結(jié)果顯示,特異性為97.6%,敏感性為62.5%,與標(biāo)準(zhǔn)檢測技術(shù)(生化試驗、協(xié)同凝集試驗)的結(jié)果一致。此外,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,斑點酶聯(lián)免疫吸附法(Dot-ELISA)由于操作相對簡單、結(jié)果易于觀察,也常用于鏈球菌的檢測。歐瑜等[5]通過利用制備的豬鏈球菌溶菌酶釋放蛋白(MRP)和胞外因子(EF)的抗體,建立了檢測豬鏈球菌的Dot-ELISA和間接ELISA方法,靈敏度高,可用于流行病學(xué)調(diào)查。
該技術(shù)原理是將免疫金標(biāo)記技術(shù)與抗原抗體的特異性反應(yīng)結(jié)合在一起,以此鑒定細菌。因操作簡單、靈敏高效、穩(wěn)定性好、成本較低等優(yōu)點,在臨床及檢疫診斷領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。鞠瑩等[6]通過制備膠體金顆粒、豬鏈球菌2型(SS2)的多克隆抗體,并用膠體金顆粒標(biāo)記SS2的多克隆抗體,制備了SS2的膠體金免疫層析試紙條,該試紙條靈敏度高、特異性好。
該技術(shù)原理是將抗體或抗原用熒光物質(zhì)標(biāo)記,從而顯示相應(yīng)抗原或抗體的一種技術(shù),因一般采用熒光物質(zhì)標(biāo)記抗體而進行示蹤抗原,所以被稱為熒光抗體技術(shù)。武紅敏等[7]通過制備能與SS2的重要毒力相關(guān)因子抗體結(jié)合的CdSe/ZnS量子點熒光探針,達到了檢測豬鏈球菌的目的。
該方法敏感性和特異性相對于常規(guī)檢測技術(shù)有明顯的提高,而且通過測序分析,可對致病菌的來源和進化過程進行研究,對發(fā)病豬的快速診斷和流行病學(xué)調(diào)查具有重要的意義。
PCR技術(shù)在病原檢測方面具有高效率、特異性強和準(zhǔn)確率高等的優(yōu)點,近年來,被廣泛應(yīng)用于耐藥菌和致病菌[8]的檢測。國內(nèi)外的研究人員開展了大量關(guān)于豬鏈球菌PCR診斷技術(shù)的研究,中國檢疫科學(xué)研究院和江蘇檢驗檢疫局建立了豬鏈球菌2型的快速PCR檢測方法,4小時內(nèi)即可完成檢測。
2.1.1 多重PCR
多重PCR可實現(xiàn)多個保守片段的同時擴增,相對于普通PCR具有較大優(yōu)勢。陳博文等[9]建立了能同時檢測豬鏈球菌2型的CPS、MRP以及EF等毒力因子的多重PCR檢測方法,并驗證了該方法的可靠性。孫學(xué)飛等[10]建立了SS2的1、2、7、9血清型四重PCR方法。結(jié)果顯示,對人工模擬感染實驗的SS的敏感性為103CFU/g,快速有效,可在3小時左右得到檢測結(jié)果。黃婕峰[11]建立了SS2的3型、8型、21型、23型血清型的多重PCR方法,敏感性、準(zhǔn)確性、特異性都較好。
2.1.2 實時熒光定量PCR
實時熒光定量PCR(FQ-PCR)能實現(xiàn)病原體的快速準(zhǔn)確檢測,該方法克服了免疫學(xué)檢測的不足,對確定疾病所處的感染階段提供了檢測手段。孫洋等[12]以SS2的特異性基因CPS2J為靶基因,利用SYBR Green I與雙鏈DNA結(jié)合發(fā)光的原理,建立了豬鏈球菌2型的PCR檢測方法,能實時定量檢測SS2。
LAMP技術(shù)是核酸體外擴增技術(shù),與常規(guī)PCR相比,不需要模板的熱變性、溫度循環(huán)、電泳及紫外觀察等過程,能在等溫條件下實現(xiàn)快速、準(zhǔn)確、簡便、低成本的基因擴增,具有高特異性和高靈敏性,在分子生物學(xué)檢測領(lǐng)域得到十分廣泛的應(yīng)用,具有廣闊的發(fā)展前景。
朱水榮等[13]針對SS2中國分離株(05ZYH33)89K基因序列設(shè)計LAMP引物4條,應(yīng)通過優(yōu)化LAMP反應(yīng)體系,建立了檢測SS2的方法,應(yīng)用所建立的方法對SS2和其他菌株進行檢測,結(jié)果顯示SS2菌株檢測結(jié)果為陽性,非SS2菌株結(jié)果為陰性。張鳳玉等[14]設(shè)計合成了SS2 89K毒力島Ⅳ型分泌系統(tǒng)的virB4-89K基因的LAMP引物,建立了高致病性SS2的LAMP方法,且該方法具有良好的特異性、敏感性。
分子伴侶(Cpn60)基因具有普遍存在性、高保守性和部分變異性的特點,可依據(jù)其對SS基因進行分群。Ronald Brousseau等[15]通過擴增分析豬鏈球菌中編碼Cpn60的基因,結(jié)果顯示與采用16SrRNA的分群結(jié)果相同,系統(tǒng)進化樹和序列也相似,且Cpn60的區(qū)分度比16SrRNA更大,為快速鑒定血清型提供了可靠的幫助。
高通量檢測技術(shù)包括基因芯片技術(shù)、高通量測序技術(shù)等。基因芯片技術(shù)又稱DNA微陣列,其基本原理是核酸分子雜交,通過特定的基因序列設(shè)計引物和探針,制備檢測用基因芯片,然后與PCR擴增后的熒光標(biāo)記的靶標(biāo)雜交,通過檢測熒光信號的強度來分析、檢測病原[16]。鄭峰等[17]設(shè)計合成了豬鏈球菌cps1、cps2及cps9基因的保守區(qū)特異性寡核苷酸探針,實現(xiàn)了豬鏈球菌主要致病血清型SS1、SS14、SS2、SS1/2等的鑒別。劉玲玲[18]通過2型標(biāo)準(zhǔn)菌株特異性探針制作基因芯片,成功地檢測到豬鏈球菌 2 型特異區(qū)基因。邱小彤[19]建立了使用Luminex xTAG技術(shù)可以同時檢測21種豬鏈球菌的高通量檢測方法,并能進行血清分型。
豬鏈球菌是豬群中一種常見的條件致病菌,也是一種重要的人獸共患病病原,快速檢測技術(shù)對該病的預(yù)防和治療非常關(guān)鍵。微生物學(xué)和血清型診斷依然是最基本的診斷方法,隨著新檢測技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用,免疫學(xué)技術(shù)如免疫熒光技術(shù)、膠體金免疫層析技術(shù)、ELISA法以及高通量檢測技術(shù)等為豬鏈球菌的病原學(xué)鑒定及毒力因子的監(jiān)測工作提供了更多更快速準(zhǔn)確的方法,為疫苗研究和免疫防控提供科學(xué)依據(jù)。