王 穎
(天津市薊州區(qū)疾病預防控制中心檢驗科,天津 301900)
流行性感冒(influenza)是一種由于流感病毒導致的急性呼吸道傳染病,臨床中較為常見,具有傳播速度快、傳染范圍廣、發(fā)病率高等特點,流感患者發(fā)病后臨床癥狀主要表現(xiàn)為發(fā)熱、頭疼、寒戰(zhàn)、全身酸痛等,對患者的生命安全及生活質量造成了嚴重的威脅[1]。為了進一步了解流感病毒的流行株構成、基因特異性以及抗原性,預防流感的擴散,及時、有效的監(jiān)測至關重要[2]。目前,臨床檢測流感病毒的方法較多,如膠體金快速檢測、細胞培養(yǎng)等[3,4]。實時熒光定量聚合酶鏈反應(PCR)技術在1996 由美國研究人員發(fā)明,和傳統(tǒng)的PCR 技術相比,提高了其環(huán)保型,且具有自動化的特點,檢測特異度高[5]。該技術能夠通過擴增的方式,作用于每一個循環(huán)產(chǎn)物的熒光信號,從而提高信號的強度,當一個循環(huán)結束后,會被熒光強度信號收集,能夠通過熒光強度觀察產(chǎn)物量的變化,從而建立熒光擴增曲線圖[6]。因此,本次研究對比了細胞培養(yǎng)法與實時熒光定量PCR 法檢測流感病毒的效果,具體報告如下。
1.1 一般資料 選取2018 年10 月~2020 年10 月天津市薊州區(qū)疾病預防控制中心的604 例疑似流感樣本作為研究對象,所有樣本均在24 h 內(nèi)送至實驗室進行檢測,無法在24 h 內(nèi)送檢的樣本,置于-70 ℃的環(huán)境中保存。
1.2 方法
1.2.1 實時熒光定量PCR 法 通過核酸提取盒實時熒光定量PCR 法提取樣本。ABI7500 Fast 實時熒光定量PCR 儀,由美國Thenmo 公司提供,核酸提取采用RNA 病毒提取試劑盒RNeasy Mini Kit,由德國QIAGEN 公司提供,PCR 反應試劑由碩世生物科技有限公司提供。擴增條件為在50 ℃下持續(xù)30 min,循環(huán)1 次后,在95 ℃下持續(xù)5 min,循環(huán)1 次后在95 ℃下持續(xù)10 s,然后在55 ℃下持續(xù)40 s,共進行45 個循環(huán)。最后熒光收集,并在55 ℃環(huán)境下實施熒光檢測。
1.2.2 細胞培養(yǎng)法 參考《流行性感冒診療方案(2018年版修訂版)》中規(guī)定的流感病毒的鑒定及分離操作。狗腎傳代細胞由天津市疾病預防控制中心提供。將10000 U/ml 雙抗置入樣本病毒培養(yǎng)液,觀察細胞發(fā)生的病理變化,并通過紅細胞凝集試驗檢測病毒培養(yǎng)液。當紅細胞凝集試驗的滴度達到1∶16 及以上時,采用紅細胞凝集抑制試驗對相關亞型,用標準血清進行檢測。
1.3 統(tǒng)計學分析 通過SPSS 22.0 軟件進行統(tǒng)計學分析,以細胞培養(yǎng)法的檢測結果作為金標準,計算實時熒光定量PCR 檢測法的靈敏度及特異度。計數(shù)資料以[n(%)]表示,采用χ2檢驗。P<0.05 表示差異有統(tǒng)計學意義。
2.1 實時熒光定量PCR 法與細胞培養(yǎng)法陽性率比較實時熒光定量PCR 法陽性率高于細胞培養(yǎng)法,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),見表1。
2.2 實時熒光定量PCR 法毒株分離情況 160 例流感陽性樣本中,共分離出毒株60 株,分離率37.50%;444 例流感陰性樣本中,共分離出毒株16株,分離率3.60%;實時熒光定量PCR 陽性樣本分離率高于陰性樣本分離率,差異有統(tǒng)計學意義(χ2=122.857,P=0.000)。
表1 實時熒光定量PCR 法與細胞培養(yǎng)法陽性率比較[n(%)]
2.3 實時熒光定量PCR 法靈敏度與特異度 以細胞培養(yǎng)法為金標準,實時熒光定量PCR 法檢測靈敏度為90.79%,特異度為98.42%,見表2。
表2 實時熒光定量PCR 法靈敏度與特異度
流感病毒屬于RNA 病毒,在臨床中的發(fā)病率極高,且流感病毒的感染性較強,潛伏期短,傳染過程中還可能發(fā)生變異,危險性極高,一旦發(fā)生疏忽,極易導致流感爆發(fā)。因此,如何對流感病毒進行有效的預防及控制,是臨床有待解決的課題之一[3]。膠體金快速檢測敏感度較低,在單獨診斷及篩查中應用有限。而細胞培養(yǎng)法雖然是目前檢測流感病毒最可靠的方式之一,但檢測流程較為復雜,難以滿足快速診斷的需求,難以在基層推廣使用。實時熒光定量PCR不僅能夠有效解決PCR 造成的污染問題,同時還能夠實現(xiàn)自動化檢測,特異性較高,目前已經(jīng)成為臨床監(jiān)測流感病毒的“金標準”[5]。
本次研究結果顯示,細胞培養(yǎng)法共檢測出陽性76 株,陽性率12.58%;實時熒光定量PCR 法共檢測陽性160 例,陽性率26.49%。細胞培養(yǎng)法中,A 型H1亞型檢出7 例,A 型H3亞型31 例,B 型檢出38 例;實時熒光定量PCR 法中,A 型H1亞型檢出11 例,A型H3亞型76 例,B 型73 例。兩種方法陽性率比較,差異有統(tǒng)計學意義(χ2=37.158,P=0.000)。160 例流感陽性樣本中,共分離出毒株60 株,分離率37.50%;444 例流感陰性樣本中,共分離出毒株16株,分離率3.60%。實時熒光定量PCR 陽性樣本與陰性樣本分離率比較,差異有統(tǒng)計學意義(χ2=122.857,P=0.000)。以細胞培養(yǎng)法為金標準,實時熒光定量PCR 法檢測靈敏度為90.79%(69/76),特異度為98.42%(437/444)。實時熒光定量PCR 計數(shù)的原理是在原來的反應體系中增加熒光報告基團與淬滅基團,在反應的過程中,擴增產(chǎn)物會逐漸上升,熒光信號越來越多,醫(yī)務人員可以根據(jù)對熒光信號的觀察,分析熒光信號的變化趨勢判斷PCR 進程的開展情況,再利用標準曲線進行定量分析。根據(jù)實時熒光定量PCR 法的特點,其反應過程可以分為三個階段:熒光背景信號、熒光信號指數(shù)擴增以及平臺期[7]。在第一個過程中,由PCR 反應產(chǎn)生的熒光信號較少,經(jīng)常出現(xiàn)被覆蓋的情況,醫(yī)務人員難以明確產(chǎn)無量的具體變化;而在平臺期的反應過程中,擴增信號的數(shù)量無明顯變化,較為穩(wěn)定。在熒光信號擴增的過程中,PCR 擴增產(chǎn)無量的指數(shù)與DNA 模板密切相關。為了便于分析,可以引入熒光閾值和閾值循環(huán)數(shù)(threshold cycle,Ct)兩個概念[8]。熒光閾值指的是醫(yī)務人員在曲線上假定的一個值,缺省設置為3~15個循環(huán)的熒光信號標準差的10 倍。Ct 值指的是在PCR 反應發(fā)生的過程中,不同反應罐呃逆熒光信號達到假定值所需要得循環(huán)次數(shù)。不同模板下,擴增時熒光數(shù)值存在一定的差異,且具有不可重復的特點,在Ct 值得輔助下有利于醫(yī)務人員重現(xiàn)PCR 反應過程[9]。根據(jù)PCR 定量達到原理,模板起始拷貝對數(shù)與閾值循環(huán)之間有密切的關系,隨著拷貝數(shù)的增加,所達到閾值需要的循環(huán)會有所下降,Ct 值也就越小[10]。因此,醫(yī)務人員可以根據(jù)起始的拷貝數(shù)繪制曲線,而熒光基團與PCR 擴增產(chǎn)物的數(shù)量有關,通過對熒光信號的收集與分析,即可得出Ct 值,從計算出未知樣品的起始拷貝數(shù)[11]。
近十幾年來,研究人員提出并詳細闡述了許多實時熒光定量PCR 方法。根據(jù)所用熒光物質的化學原理和PCR 檢測的特異性,可將其分為兩大類:第1 類是DNA 染料法,對特異性和非特異性的PCR擴增產(chǎn)物進行檢測[12];第2 類是熒光探針法,將熒光素與寡聚核苷酸相連,對特異性的PCR 產(chǎn)物進行檢測。目前有多種雙鏈DNA 結合染料可用于實時熒光定量PCR,包括EB、SYBR GreenⅠ、SYBR Gold、Eva Green 等。其中最常用的染料是SYBR GreenⅠ,這種DNA 染料吸收藍光(λmax=497 nm)、發(fā)射綠光(λmax=520 nm),對DNA 雙鏈具有高親和力[13]。當它結合到雙鏈DNA 小溝部位時,會發(fā)出很強的熒光,在qPCR 延伸階段能夠被檢測到,具有較強的敏感性,并且不需要因模板不同而進行特別定制,操作簡易,相對于熒光探針類來說價格較低,因此被廣泛應用[14]。但是在qPCR 擴增過程中,非特異性擴增產(chǎn)物和引物二聚體也能與染料結合產(chǎn)生熒光信號,這種染料與雙鏈DNA 結合非特異性的特點會造成假陽性,從而影響定量的準確性,因此其特異性不如探針法[15]。針對這一問題,需要用熔解曲線鑒定擴增產(chǎn)物的特異性。熔解曲線分析是將樣品從50 ℃升高至95 ℃,并監(jiān)測這一過程熒光信號的變化[16]。到達DNA 變性溫度時,染料分解導致熒光信號劇烈下降,非特異性產(chǎn)物和引物二聚體的變性溫度要比特異性產(chǎn)物低,故可以通過熔解曲線進行鑒別[17]。有研究者發(fā)現(xiàn)[18],Eva Green 比SYBR GreenⅠ具有更強的穩(wěn)定性和敏感性,Eva Green 在飽和的情況下可以產(chǎn)生更強的熒光信號,并且適合高分辨率的熔解曲線分析。熒光探針是將小分子熒光素結合到寡聚核苷酸上,在qPCR 進程中起探針的作用。目前已有多種不同激發(fā)光譜和發(fā)射光譜的熒光基團可以在qPCR 中使用[19]。
綜上所述,實時熒光定量PCR 法檢測流感病毒的應用較高價值,具有檢測速度高、靈敏度高、特異性高等優(yōu)勢,可用于應急檢測、常規(guī)檢測等。細胞培養(yǎng)能夠獲取毒株,有利于進一步對病毒抗原性、基因特性以及耐藥性的研究。