張 勤(通信作者) 王永亮 曹曉婉 鄭州海關(河南,鄭州,450003)
左 鋒 天津海關(天津,300450)
邱英華 付玉和 杭州眾測生物科技有限公司(浙江,杭州,310000)
登革熱是由4 種血清型的登革病毒(denguevirus,DVI~Ⅳ)引起的、經(jīng)伊蚊傳播的急性傳染病。登革病毒感染除引起登革熱外, 嚴重的還會導致登革出血熱或登革休克綜合征。 登革熱廣泛流行于全球熱帶及亞熱帶的100 多個國家和地區(qū),據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計, 全球大約有25 億人口受到該病的威脅,每年約有5100 萬人感染登革熱病毒,造成25000 人死亡[1,2]。四種登革病毒在抗原上是密切相關的,一種登革病毒誘導機體產(chǎn)生的抗體可與其他型別的登革病毒結(jié)合,非但不能中和異形病毒,反而導致感染后病情的加重, 發(fā)展為登革出血熱或登革休克綜合征[3]。監(jiān)測與防控登革熱已成為國際公共衛(wèi)生亟待解決的問題, 對登革病毒進行快速檢測和分型,具有重要意義。 本研究采用RAA 技術(shù),以DV NS1 基因區(qū)段分別設計DVⅠ、DVⅡ、DVⅢ和DV Ⅳ特異性引物和探針, 建立快速、 準確DENV 分型鑒定體系, 為口岸登革病毒防控提供技術(shù)支持。
登革病毒陽性血清、黃熱病毒陽性血清、基孔肯雅病毒陽性血清、寨卡病毒陽性血清、乙型腦炎病毒陽性血清均為本實驗室保存的確診血清樣本。
QIAamp Viral RNA Mini Kit 購自德國Qiagen公司,RT-RAA 核酸擴增試劑盒購自杭州眾測生物科技有限公司,QIACUBE 全自動核酸提取儀購自Qiagen 公司,核酸蛋白檢測儀購自BioDrop DUO 公司,Genchek-2 熒光檢測儀購自杭州眾測生物科技有限公司。
1.3.1 樣品RNA 提取
取140μL 血清樣本,采用Qiagen RNA Mini Kit按試劑盒說明書及QIACUBE 全自動核酸提取儀使用要求提取樣本總RNA。 BioDrop DUO 核酸蛋白檢測儀測定核酸濃度,分裝后保存于-80℃冰箱。
1.3.2 I 型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型登革病毒RT-RAA 引物、探針的設計合成與篩選
根據(jù)GenBank 公布的登革病毒序列號,進行多序列比對, 應用Oligo 7.0 軟件分別設計引物和探針。RT-RAA 引物長度一般為28~33bp,探針長度為48~52bp,設計多條正向引物和反向引物,將上游引物和下游引物分別進行組合,分別對不同的引物組合進行實驗,來對引物組合進行篩選。 引物探針由擎科生物技術(shù)有限公司合成。 所對比的登革病毒序列號:DV I 所對比的登革病毒序列號為:
KT751350.1,KT751349.1,KT751348.1,KT751347.1,KT751346.1,KF385907.1,KF385907.1,KF385906.1,KF385905.1,KF385904.1,KF385903.1,KF385902.1,KF385901.1,KF385900.1,KF385891.1,KF385890.1,KF385889.1,KF385888.1,KF385887.1,KM925074.1,KM925073.1,KR057905.1,KR057904.1,KR057903.1,AY089980.1,AY089979.1,X69396.1,X69395.1,KJ418180.1,KU509249.1,KU509250.1,KU509251.1,KU509252.1,KU509253.1,KU509254.1,KU509255.1,KU509256.1,KU509257.1,KU509258.1,KU509259.1,KU509260.1,KU509261.1,KU509262.1,KU509263.1,KU509264.1,KU509265.1,KU509266.1,KX225483.1,KX225484.1,KX225490.1,KX225489.1,KX225488.1,KX225487.1,KX225491.1,KX225492.1,KX225493.1,KX452051.1,KX452052.1,KX452053.1,KX452054.1,KX452055.1,KX452056.1,KX452057.1,KX452058.1,KX452059.1,KX452060.1,KX452061.1。 DV Ⅱ所對比的登革病毒序列號為:
Z17213.1,U51930.1,U51929.1,U51928.1,M58493.1,M58492.1,M58491.1,M58490.1,M58489.1,M58488.1,M58487.1,M58486.1,U19778.1,AF457574.1,X69191.1,KT751363.1,KT751362.1,KT751361.1,KT751360.1,KT751359.1,KT751358.1,AY422469.1,AY871815.1,KF385913.1,KF385912.1,KF385911.1,KF385910.1,KF385909.1,KX452031.1,KX452046.1,KR779786.2,KX452015.1,KX452016.1,KX452017.1,KX452018.1,KX452019.1,KX452020.1,KX452021.1,KX452022.1,KX452024.1,KX452025.1,KX452026.1,KX452027.1,KX452028.1,KX452029.1,KX452030.1,KX452032.1,KX452037.1,KX452038.1,KX452039.1,KX452040.1,KX452041.1,KX452042.1,KX452043.1,KX452045.1,KX621245.1,KX621246.1,KY427084.1,KY427085.1,KY627762.1,KY627763.1,KY921904.1,KY921905.1,KY923048.1,LC129169.1,LC129170.1。 DV Ⅲ所對比的登革病毒序列號為:U93298.2,U93295.2,U93294.2,U93302.2,U93301.2,U93303.1,U93300.1,U93299.1,U93297.1,U93296.1,AY422470.1,KF385930.1,KF385929.1,KF385928.1,KF385927.1,KF385926.1,KF385925.1,KF385924.1,KF385923.1,KF385922.1,KF385921.1,KF385920.1,KF385919.1,KF385918.1,KF385917.1,KF385916.1,KF385915.1,KF385914.1,KC261634.1,GU189648.1,GU370053.1,GU370052.1,KX380842.1,KX380841.1,KX380840.1,KX380839.1,JQ920489.1,JQ920488.1,JQ920487.1,JQ920486.1,JQ920485.1,JQ920484.1,JQ920483.1,JQ920479.1,JQ920480.1,JQ045695.1,JQ045693.1,JQ045691.1,JQ045692.1,JQ045689.1,JQ045687.1,AB214881.1,M93130.1,AB214881.1,KU216208.1,MF370226.1。DV Ⅳ所對比的登革病毒序列號為:KR011349.2,KP140942.1,KR922405.1,JQ915090.1,JQ915089.1,JQ915088.1,JQ915087.1,JQ915086.1,JQ915085.1,JQ915084.1,JQ915083.1,JQ915082.1,JQ915081.1,F(xiàn)J196850.1,F(xiàn)J196849.1,KU523872.1,KU523871.1,KT794007.1,KP406806.1,JF262780.1,KC333651.1,JX024758.1,JX024757.1,JQ822247.1,JF741967.1,JN983813.1,KY920910.1,KY920909.1,KU745648.1,KU745647.1,KU745641.1,KU745640.1,KU745639.1,KU745645.1,KU745644.1,KU745643.1,KU745642.1。
1.3.3 反應體系和反應程序
采用Genchek-2 熒光檢測儀進行實時熒光RAA 檢測,參照試劑盒說明書配制RAA 反應體系,總體積50μL :A buffer 12.5μL,上下游引物各2μL,探 針0.6μL, 模 板2μL, 滅 菌ddH2O 28.4μL,B buffer2.5μL。 擴增條件設定在39℃,25min。
1.3.4 靈敏度檢測
分別合成含有待檢測DV I、DV Ⅱ、DV Ⅲ、DVⅣ基因序列的質(zhì)粒, 將質(zhì)粒梯度稀釋為103、102、101copies/μl,檢測方法的靈敏度。
1.3.5 特異性檢測
用建立的方法分別檢測黃熱病毒陽性血清、基孔肯雅病毒陽性血清、寨卡病毒陽性血清、乙型腦炎病毒陽性血清、 四種登革病毒陽性血清進行檢測,評價方法的特異性。
1.3.6 穩(wěn)定性檢測
用建立的方法重復檢測黃熱病毒陽性血清、基孔肯雅病毒陽性血清、寨卡病毒陽性血清、乙型腦炎病毒陽性血清、 四種登革病毒陽性血清4~6 次,評價方法的穩(wěn)定性。
分別提取DV I 陽性血清、DV Ⅱ陽性血清、DVⅢ陽性血清、DV Ⅳ陽性血清核酸, 分別對DV I 7對引物組合、DV Ⅱ13 對引物組合、DV Ⅲ9 對引物組合和DV Ⅳ的5 對引物組合進行RT-RAA 擴增,根據(jù)對陽性樣本檢測中熒光值的強弱優(yōu)選出引物探針,如表1 所示。 測定在50μL 反應體系中,當上下游引物工作濃度為10μmol/L 加入2μL,探針工作濃度為10μmol/L 加入0.6μL, 擴增溫度為39℃,能獲得最佳熒光吸收信號(見表1)。
表1 DVⅠ、DVⅡ、DVⅢ和DV Ⅳ特異性引物探針序列
測 定DV I、DV Ⅱ、DV Ⅲ、DV Ⅳ4 種 質(zhì) 粒 濃度,以10 倍梯度稀釋,進行RT-RAA 反應,結(jié)果如圖1~圖4 所示,5 分鐘左右開始擴增,20 分鐘可以完成,隨著樣品質(zhì)粒濃度的降低,擴增時間相應延長,102copies/μl 濃度的樣品都能被有效擴增。
圖1 DV I 陽性質(zhì)粒靈敏度試驗結(jié)果
圖2 DV Ⅱ陽性質(zhì)粒靈敏度試驗結(jié)果
圖3 DV Ⅲ陽性質(zhì)粒靈敏度試驗結(jié)果
圖4 DV Ⅳ陽性質(zhì)粒靈敏度試驗結(jié)果
提取基孔肯雅病毒陽性血清、黃熱病毒陽性血清、寨卡病毒陽性血清、乙型腦炎病毒陽性血清、四種登革病毒陽性血清核酸,分別用DV I、DV Ⅱ、DVⅢ、DV Ⅳ引物探針及DV 通用型引物探針對上述樣本進行RT-RAA 擴增, 每個試驗設4~6 個重復,結(jié)果如圖5~圖8 顯示, 使用DV I 特異性引物探針進行擴增, 則僅DV I 陽性血清出現(xiàn)特異性擴增曲線;使用DV Ⅱ特異性引物探針分別檢測上述樣本,則僅DV Ⅱ陽性血清出現(xiàn)特異性擴增曲線, 使用DV Ⅲ特異性引物探針分別檢測上述樣本,則僅DVⅢ陽性血清出現(xiàn)特異性擴增曲線, 使用DV Ⅳ特異性引物探針分別檢測上述樣本, 則僅DV Ⅳ陽性血清出現(xiàn)特異性擴增曲線,而四種登革病毒特異性引物探針擴增基孔肯亞病毒陽性血清、黃熱病毒陽性血清、寨卡病毒陽性血清、乙型腦炎病毒陽性血清均為陰性,說明所建立的RT-RAA 方法具有良好的特異性。
1 為DVI 陽性血清的擴增曲線;2 為DV Ⅱ陽性血清、DV Ⅲ陽性血清、DV Ⅳ陽性血清、基孔肯雅病毒陽性血清、黃熱病毒陽性血清、乙型腦炎病毒陽性血清、寨卡病毒陽性血清擴增曲線
圖5 DV I 特異性試驗結(jié)果
1 為DVⅡ陽性血清的擴增曲線;2 為DV I 陽性血清、DV Ⅲ陽性血清、DV Ⅳ陽性血清、基孔肯雅病毒陽性血清、黃熱病毒陽性血清、乙型腦炎病毒陽性血清、寨卡病毒陽性血清擴增曲線
圖6 DV Ⅱ特異性試驗結(jié)果
1 為DVⅢ陽性血清的擴增曲線;2 為DV I 陽性血清、DV Ⅱ陽性血清、DV Ⅳ陽性血清、基孔肯雅病毒陽性血清、黃熱病毒陽性血清、乙型腦炎病毒陽性血清、寨卡病毒陽性血清擴增曲線
圖7 DV Ⅲ特異性試驗結(jié)果
1 為DVⅣ陽性血清的擴增曲線;2 為DV I 陽性血清、DV Ⅱ陽性血清、DV Ⅲ陽性血清、基孔肯雅病毒陽性血清、黃熱病毒陽性血清、乙型腦炎病毒陽性血清、寨卡病毒陽性血清擴增曲線
圖8 DV Ⅳ特異性試驗結(jié)果
如圖5~圖8 顯示, 用建立的方法重復檢測6次,熒光值相同,且擴增曲線走勢差異較小,說明具有很好的重復性。
登革病毒的四種血清型在中國內(nèi)陸均引起過登革熱的暴發(fā)流行[4-8]。DV Ⅲ是早期(1978 年)報道的主要流行血清型病毒,隨后則報道了DVⅠ和DVⅣ。鄭夔等對在廣東省四次暴發(fā)的登革熱(1991 年、1995 年、1997 年和1999 年)中分離得到的DVⅠ病毒株序列進行了遺傳分析,證實廣東省的DVⅠ來源于菲律賓、 印尼和泰國等東南亞國家和西太平洋國家; 方美玉等對比分析了廣東省1993 年和1998 年登革熱暴發(fā)DVⅡ病毒株和1985 年海南省DVⅡ分離株NS1 序列, 表明它們來自于不同的傳染源;姚海軍等對1990 年和1978 年引起廣東省登革熱的DVⅣ毒株基因序列進行了分子溯源。 研究表明,基因組核苷酸序列分型和血清學分型法完全吻合[9]。
實時熒光RAA 技術(shù)是在普通RAA 的基礎上,利用熒光染料在激發(fā)光作用下所釋放熒光光能的變化來動態(tài)反映RAA 擴增產(chǎn)物量的新技術(shù)[10]。 本研究根據(jù)RAA 引物和探針設計原則, 分別設計了DVI~Ⅳ的引物和探針, 建立了實時熒光RT-RAA登革病毒血清型鑒定方法, 在39℃下等溫反應20min,即可實現(xiàn)對靶基因的有效擴增,檢測的靈敏度可達102copies/μl,試驗的重復性好,又縮短了反應時間提高了工作效率。 此方法不但可以在實驗室應用,還可以現(xiàn)場操作,有利于口岸登革病毒的準確、快速分型鑒定,該方法的建立為口岸登革熱的篩查及溯源提供了技術(shù)保障。