李金平,張富友,朱峻鋒,張 琳,劉 朔,彭 程,蔣文明,劉華雷
(1.中國動物衛(wèi)生與流行病學(xué)中心,山東青島 266032;2.山東農(nóng)業(yè)大學(xué),山東泰安 271018;3.青島農(nóng)業(yè)大學(xué),山東青島 266109)
鴨圓環(huán)病毒(duck circovirus,DuCV)屬于圓環(huán)病毒科、圓環(huán)病毒屬,無囊膜,為單股、環(huán)狀、雙向DNA 病毒,呈二十面體對稱[1]。在電鏡下,其病毒粒子大小與其他圓環(huán)病毒類似,直徑為15~16 nm。Hattermann 等[1]于2003 年首次報(bào)道DuCV 感染;2006 年和2008 年,我國分別在臺灣地區(qū)和大陸檢測到DuCV。目前,DuCV 在世界主要養(yǎng)鴨區(qū)流行較為普遍[2-6]。
我國是養(yǎng)鴨大國,鴨飼養(yǎng)量占世界的70%以上。流行病學(xué)調(diào)查[1]顯示,DuCV 在我國鴨群中普遍存在,可以感染各個(gè)品種的鴨子,包括櫻桃谷鴨、麻鴨、番鴨、半番鴨等多個(gè)品種。該病一年四季均可發(fā)病,無明顯季節(jié)性,主要表現(xiàn)為發(fā)育狀況差、羽毛營養(yǎng)失調(diào)、生長遲緩或停滯。DuCV 感染鴨群后易誘發(fā)群體免疫抑制,使鴨瘟、鴨病毒性肝炎、鴨傳染性漿膜炎、鴨巴氏桿菌病、大腸桿菌病等鴨常見病的發(fā)病率上升并加重此類疫病的致病性,導(dǎo)致感染鴨群出現(xiàn)病原的多重混合感染(或繼發(fā)感染),是我國鴨群流行的主要免疫抑制病病原。
對DuCV 全基因組遺傳進(jìn)化分析發(fā)現(xiàn),DuCV可分為DuCV-1 和DuCV-2 兩種基因型[7]。本研究根據(jù)DuCV-1 和DuCV-2 的基因組保守區(qū)序列特征,建立僅需1 對PCR 引物即可同時(shí)檢測DuCV-1 和DuCV-2 的PCR 方法,以期減少檢測工作量,為進(jìn)一步開展DuCV、診斷和流行病學(xué)調(diào)查提供新的檢測手段。
臨床發(fā)病鴨組織病料(20 份),采自山東濰坊、濟(jì)寧、聊城、臨沂等地的櫻桃谷鴨養(yǎng)殖場;禽流感病毒(H5N6 亞型DK/SD/WF/2019、H9N2亞型DK/SD/LY/2019)、鴨坦布蘇病毒(DK/SD/814/2019)、禽腺病毒(C4 血清型DK/SD/LY/2020)、鴨呼腸孤病毒(DK/SD/YN10/2020)以及鴨細(xì)小病毒(DK/SD/LY/2017),均由本實(shí)驗(yàn)室從臨床病例中分離保存。
病毒DNA/RNA 核酸純化試劑盒,購自旭基公司;2×TaqPlus Master Mix、HiScript II One Step RT-PCR Kit,購自Vazyme 公司。
下載GenBank 數(shù)據(jù)庫中登錄的130 條DuCV全基因組序列,利用MEGA5軟件進(jìn)行遺傳進(jìn)化分析。
利 用MegAlign 軟 件 對DuCV 全 基因組序列進(jìn)行比對,選擇兩個(gè)基因型DuCV 共同保守區(qū)設(shè)計(jì)3 對引物(F1/R1:5'-CCTTGAGGAGTCGCTGGGAGGA-3'/5'-CCACGCCCAAAGATAACATAAGTC-3';F2/R2:5'-ACCGGCGCTTGTACTCCG-3'/5'-CCACGCCCAAAGATAACATAAGTC-3';F3/R3:5'-TTGAGGAGTCGCTGGGAGGA-3'/5'-GACGACTACGTCATTTCCCG-3'),對兩個(gè)基因型均分別擴(kuò)增228、476、410 bp。
根據(jù)病毒DNA/RNA 核酸純化試劑盒操作說明書,提取已知DuCV 陽性鴨病料核酸,然后用無核酸酶水作10 倍倍比稀釋。利用倍比稀釋的核酸模板對設(shè)計(jì)的3 對引物進(jìn)行篩選評估。采用25 μL PCR 反應(yīng)體系:2×TaqPlus Master Mix 12.5 μL,上、下游引物(10 μmol/L)各1.0 μL,10 倍倍比稀釋的核酸模板3 μL,水7.5 μL。反應(yīng)條件為:95 ℃預(yù)變性3 min;95 ℃變性15 s,55 ℃退火15 s,72 ℃延伸30 s,共35 個(gè)循環(huán);最后72 ℃延伸5 min。經(jīng)Qiagen QIAxcel 毛細(xì)管電泳分析后,對PCR 產(chǎn)物進(jìn)行膠回收,然后送青島志遠(yuǎn)生物工程有限公司測序。
提取禽流感病毒(H5N6、H9N2)、鴨坦布蘇病毒、禽腺病毒、鴨呼腸孤病毒、鴨細(xì)小病毒基因組作為檢測模板,以DuCV 核酸為陽性對照,利用建立的PCR方法分別檢測上述常見鴨病病原,評估該方法的特異性。
測定核酸濃度,將提取的核酸用無核酸酶水作10 倍倍比稀釋。利用引物對F3/R3 建立的PCR方法進(jìn)行檢測,評估該方法的敏感性。
使用病毒DNA/RNA 核酸純化試劑盒,對2020 年收集的20 份臨床發(fā)病鴨組織樣品提取基因組DNA,利用建立的PCR 方法進(jìn)行檢測,并對檢測陽性樣品進(jìn)行分析。
利用MEGA5 軟件對GenBank 數(shù)據(jù)庫中的DuCV 全基因組序列進(jìn)行遺傳進(jìn)化分析。結(jié)果(圖1)顯示,DuCV 可以分為兩種基因型:DuCV-1 和DuCV-2,與Zhang 等[4]分析結(jié)果一致。
圖1 DuCV 全基因組序列遺傳進(jìn)化分析結(jié)果
利用10 倍倍比稀釋的核酸模板對設(shè)計(jì)的3 對引物進(jìn)行篩選。從圖2 可以看出,引物對F3/R3 可以檢測到103倍倍比稀釋的核酸,敏感性高于引物對F1/R1 和引物對F2/R2,因此選擇引物對F3/R3,其位置見圖3。
利用建立的PCR 方法分別對禽流感病毒(H5N6、H9N2)、鴨坦布蘇病毒、禽腺病毒、鴨呼腸孤病毒、鴨細(xì)小病毒核酸進(jìn)行檢測,結(jié)果該方法只能對應(yīng)擴(kuò)增DuCV 核酸,而對其他病毒核酸擴(kuò)增均為陰性(圖4),表明該方法具有良好的特異性。
圖2 引物對篩選結(jié)果
圖3 引物對F3/R3 的位置
從圖2 可以看出,利用引物對F3/R3 建立的PCR方法檢測下限為1.0 fg/mL(103倍稀釋)的核酸。
用上述PCR 檢測方法對20 份臨床發(fā)病組織樣品進(jìn)行檢測,發(fā)現(xiàn)有6 份DuCV 陽性樣品(圖5)。將陽性擴(kuò)增產(chǎn)物送青島志遠(yuǎn)生物工程有限公司測序,經(jīng)BLAST 比對發(fā)現(xiàn)發(fā)病樣品中的DuCV 均屬于DuCV-1 型。
圖4 特異性試驗(yàn)結(jié)果
圖5 臨床樣品檢測結(jié)果
近年來,新的鴨病不斷出現(xiàn),如2010 年左右出現(xiàn)的鴨坦布蘇病[8],2015 年左右出現(xiàn)的鴨短喙侏儒綜合征[9];老的鴨病依然存在,如禽流感、大腸桿菌病、鴨疫里默氏桿菌病等。這些疫病給養(yǎng)鴨業(yè)帶來了極大挑戰(zhàn)。
鴨圓環(huán)病毒病是近年來影響?zhàn)B鴨業(yè)的一種重要免疫抑制病。該病既可水平傳播,又可垂直傳播。DuCV 感染后侵害宿主免疫系統(tǒng),使其免疫力降低,且常與其他病原混合或繼發(fā)感染,從而加重其臨床危害。
遺傳進(jìn)化顯示,DuCV 分為DuCV-1 和DuCV-2 兩種基因型。這種基于全基因組序列分析的結(jié)果與分別基于Cap和Rep基因分型的結(jié)果是一致的[10]。為了快速檢測DuCV,通過序列比對,本研究選擇不同的保守區(qū)設(shè)計(jì)了3 對引物。試驗(yàn)結(jié)果表明,引物對F1/R1 和引物對F2/R2 僅能檢測到100 倍稀釋的核酸(10.0 fg),而引物對F3/R3 可以檢測到1 000 倍稀釋的核酸(1.0 fg),且引物對F1/R1 出現(xiàn)非特異性擴(kuò)增,所以本方法選取引物對F3/R3 作為檢測引物。該引物對具有良好的特異性,僅能擴(kuò)增出DuCV-1 和DuCV-2,對H5N6、H9N2、鴨坦布蘇病毒、禽腺病毒、鴨呼腸孤病毒、鴨細(xì)小病毒等病毒核酸反應(yīng)均呈陰性。現(xiàn)有檢測方法,多是分別檢測DuCV-1 或DuCV-2 的PCR 方法,需要進(jìn)行兩次PCR 反應(yīng)或多重PCR 才能完成檢測[11-12]。而本方法可以同時(shí)擴(kuò)增DuCV-1 和DuCV-2,并進(jìn)一步通過測序可以區(qū)分不同的基因型。臨床試驗(yàn)表明,2020 年上半年檢測到的6 份DuCV 均為DuCV-1 基因型。本研究建立的DuCV PCR 檢測方法,具有特異性強(qiáng)、敏感性高等優(yōu)點(diǎn),對于鴨圓環(huán)病毒病的流行病學(xué)調(diào)查、監(jiān)測、早期診斷和有效防控具有重要意義。