何思銳,武 瑞,連 帥,王建發(fā),張 迪,高 麗
(1. 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院, 黑龍江 大慶 163319;2. 黑龍江省牛病防制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 黑龍江 大慶163319)
牛白血病病毒(bovine leukemia virus,BLV)屬于逆轉(zhuǎn)錄病毒, 主要引起牛地方流行性白血?。╡nzootic bovine leukosis,EBL)。 該病的特征主要包括持續(xù)性B 淋巴細(xì)胞增多及全身淋巴結(jié)腫大,潛伏期(一般為4~5 年)臨床癥狀不明顯,臨床發(fā)病后死亡率較高。 BLV 可將自身RNA 轉(zhuǎn)變?yōu)镈NA,并整合至宿主基因組中以前病毒形式存在,且大多數(shù)BLV 感染牛因無(wú)明顯臨床癥狀被忽略。BLV 感染造成的奶牛泌乳量下降、淘汰率增加、免疫功能受損、患病風(fēng)險(xiǎn)升高及進(jìn)出口限制等問(wèn)題,制約著奶牛養(yǎng)殖業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。 有調(diào)查顯示,子宮內(nèi)傳播是垂直傳播的重要途徑,病毒載量(proviral load levels,PVL) 越高,BLV 傳播的風(fēng)險(xiǎn)越高[1]。 目前,牛白血病的常規(guī)檢測(cè)方法是采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)檢測(cè)血清BLV 抗體,但檢測(cè)成本較高且易出現(xiàn)假陰性和假陽(yáng)性結(jié)果的問(wèn)題[2-3],因 此,將 熒 光 定 量PCR 檢 測(cè)BLV 前 病 毒DNA 作為牛感染BLV 的輔助檢測(cè)方法。
近年來(lái),諸如芬蘭[4]、瑞士[5]、丹麥[6]、荷 蘭[6]等西歐發(fā)達(dá)國(guó)家已相繼在全國(guó)范圍內(nèi)消滅了該病毒。 但在世界上其他地區(qū),BLV 的感染和傳播仍然非常普遍,諸如阿根廷、哥倫比亞、日本、韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)奶牛BLV 感染陽(yáng)性率均超過(guò)40%[7-11]。 楊奕[12]2018 年調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),我國(guó)大陸地區(qū)奶牛BLV 陽(yáng)性感染率為49.1%。 2014 年師慶偉等[13]通過(guò)ELISA 方法檢測(cè)黑龍江省規(guī)模化奶牛場(chǎng)BLV 感染率為9.76%。 Yu 等[14]2019 年調(diào)查了黑龍江地區(qū)的9 個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)的BLV 感染情況,感染率在0~31.00%,大慶地區(qū)感染率為10.00%。但隨著國(guó)內(nèi)規(guī)?;翀?chǎng)的快速發(fā)展和管理水平的提高,BLV 感染情況可能有所改變。 定期檢測(cè)、早期預(yù)防BLV 感染對(duì)規(guī)?;翀?chǎng)防控、凈化該病具有重要意義,因此,該試驗(yàn)采用ELISA 和熒光定量PCR 法對(duì)大慶某規(guī)?;翀?chǎng)進(jìn)行了BLV 感染情況調(diào)查。
隨機(jī)選取大慶市某規(guī)?;翀?chǎng)泌乳期奶牛107 頭,于尾根靜脈采集5 mL 血液至含EDTA 真空采血管中, 一式兩份并做好標(biāo)記,2~8 ℃保存帶回實(shí)驗(yàn)室。
BLV 陽(yáng)性質(zhì)粒, 由哈爾濱獸醫(yī)研究所惠贈(zèng);BLV 抗體ELISA 檢測(cè)試劑盒 (P02110-5), 購(gòu)自IDEXX 公司;天根DNA 提取試劑盒(DP304-03),購(gòu)自天根生化(北京)科技有限公司;SYBR Premix Ex Taq(Tli RNaseH Plus)(2×),購(gòu)自寶日醫(yī)生物技術(shù)(北京)有限公司;紅細(xì)胞裂解液購(gòu)自北京索萊寶科技有限公司。
熒光定量PCR 儀(CFX96) 產(chǎn)自美國(guó)伯樂(lè)公司; 核酸蛋白質(zhì)測(cè)定儀產(chǎn)自美國(guó)熱電公司; 移液器、離心機(jī)均產(chǎn)自德國(guó)Eppendorf 公司。
①試劑準(zhǔn)備:用稀釋緩沖液N.2 對(duì)陰、陽(yáng)性對(duì)照品和樣品進(jìn)行20 倍稀釋;用去離子水對(duì)濃縮洗滌液N.2 進(jìn)行10 倍稀釋;用稀釋緩沖液N.1 對(duì)濃縮酶標(biāo)抗體進(jìn)行100 倍稀釋。
②陰性對(duì)照孔:任取兩孔加入100 μL 稀釋好的陰性對(duì)照品;陽(yáng)性對(duì)照孔:任取兩孔加入100 μL稀釋好的陽(yáng)性對(duì)照品;樣品孔:加入100 μL 待檢樣品。旋渦振蕩器振蕩,充分混勻,蓋上蓋板,置于37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中孵育1 h。
③取出孔板,棄掉孔中液體,每孔加入300 μL洗滌液,洗滌3 次,在最后一次棄掉液體后,甩凈拍干。
④每孔加入100 μL 稀釋的酶標(biāo)抗體,蓋上蓋板,置于37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中孵育30 min。
⑤重復(fù)步驟③。
⑥每孔加入100 μL TMB 底物溶液N.13,室溫條件下,避光孵育20 min,每孔加入100 μL 終止溶液N.3。 利用酶標(biāo)儀檢測(cè)樣品和對(duì)照品在450 nm 下的吸光值。
2.2.1 引物設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)中BLV pol 基因特異性引物序列[15]設(shè)計(jì)引物,由生工生物工程(上海)股份有限公司合成, 上游引物序列:5′-CCTCAATTCCCTTTAAACTA-3′; 下游引物序列:5′-GTACCGGGAAGACTGGATTA-3′; 擴(kuò)增片段長(zhǎng)度為120 bp。
2.2.2 DNA 的提取吸取300 μL 全血樣本置于1.5 mL 離心管中, 加入900 μL 的紅細(xì)胞裂解液,顛倒混勻, 室溫放置5 min,10 000 r/min 離心1 min,吸取上清液,留下白細(xì)胞沉淀;加入200 μL 緩沖液GA,振蕩至徹底混勻;加入20 μL Proteinase K溶液,混勻;加入200 μL 緩沖溶液GB,混勻,70 ℃水浴10 min 至清亮,去除內(nèi)壁水珠;加入200 μL無(wú)水乙醇,混勻15 s 后,將所得溶液和絮狀沉淀都加入吸附柱CB3,12 000 r/min 離心30 s; 倒掉廢液, 向吸附柱CB3 中加入500 μL 緩沖液GD,12 000 r/min 離心30 s;倒掉廢液,將CB3 放入收集管, 向吸附柱CB3 中加入600 μL 漂洗液PW,12 000 r/min 離心30 s, 倒掉廢液, 將吸附柱CB3放入收集管;重復(fù)上一步驟;12 000 r/min 離心2 min,倒掉廢液,徹底晾干吸附材料中殘余的漂洗液;將吸附柱CB3 轉(zhuǎn)入一個(gè)干凈的無(wú)RNA 酶離心管, 向吸附柱中間部位懸空滴加50 μL 洗脫緩沖液TE, 室溫5 min 后扯掉吸附柱CB3 的蓋子,將離心管管蓋扣在吸附柱CB3 上,12 000 r/min 離心2 min,將溶液收集到離心管中。
2.2.3 質(zhì)粒標(biāo)準(zhǔn)品的制備用核酸蛋白質(zhì)測(cè)定儀測(cè)定BLV 陽(yáng)性質(zhì)粒濃度, 根據(jù)拷貝數(shù)計(jì)算公式[ 拷 貝/μL =(6.02 ×1023) ×(ng/μL ×10-9)/(DNA Length×660)]計(jì)算拷貝數(shù)為4.17×1010拷貝/μL。并進(jìn)行10 倍倍比稀釋(102~108),作為熒光定量PCR的標(biāo)準(zhǔn)品。 反應(yīng)程序:95 ℃30 s,95 ℃5 s,60 ℃30 s,40 個(gè)循環(huán)進(jìn)行擴(kuò)增。
2.2.4 樣品檢測(cè)以提取的樣品DNA 為模板進(jìn)行擴(kuò)增, 總體系為25 μL。 反應(yīng)體系:ddH2O 9.5 μL, 上、 下游引物各0.5 μL (10 μmol/L),SYBR Premix Ex Taq(Tli RnaseH Plus)(2×)12.5 μL,DNA模板2 μL,按上述熒光定量PCR 反應(yīng)條件進(jìn)行檢測(cè),并與ELISA 檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較。
將107 份牛血清樣品進(jìn)行ELISA 檢測(cè), 共檢出陽(yáng)性樣品34 份,ELISA 檢測(cè)陽(yáng)性率為31.78%;利用上述熒光定量PCR 檢測(cè)方法加以驗(yàn)證,對(duì)107 份DNA 樣本進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果顯示,陽(yáng)性樣本數(shù)為40 份,陽(yáng)性率為37.38%;兩種檢驗(yàn)方法的陽(yáng)性重合率為85.00%(見(jiàn)表1)。
表1 ELISA 檢測(cè)與熒光定量PCR 檢測(cè)結(jié)果
以665 ng/μL 的BLV 標(biāo)準(zhǔn)品為模板, 以起始模板濃度的對(duì)數(shù)為橫軸、Ct 值為縱軸繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線, 曲線方程為y=-3.478x+36.157, 相關(guān)性系數(shù)R2=0.999 8。 在102~108拷貝/μL 范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系(見(jiàn)圖1)。
圖1 熒光定量PCR 標(biāo)準(zhǔn)曲線
根據(jù)熒光定量PCR 檢測(cè)結(jié)果中的陽(yáng)性牛Cq值計(jì)算前病毒DNA 拷貝數(shù),按照“高載量病毒>1 000 拷貝數(shù)/ng>低載量病毒”標(biāo)準(zhǔn)分出高、低病毒載量牛,高載量牛28 頭,占??倲?shù)的26.17%,低載量牛12 頭,占陽(yáng)性??倲?shù)的11.21%,結(jié)果見(jiàn)表2。
表2 熒光定量PCR 檢測(cè)結(jié)果
為了解大慶市某規(guī)?;翀?chǎng)牛白血病病毒感染情況, 對(duì)采集的107 份樣品進(jìn)行了ELISA 檢測(cè)與熒光定量PCR 檢測(cè),結(jié)果顯示,ELISA 與熒光定量PCR 檢出率基本一致, 分別為31.78%和37.38%, 表明該牧場(chǎng)牛群中存在一定程度的BLV感染。 目前,OIE 規(guī)定的國(guó)際動(dòng)物貿(mào)易牛白血病檢疫指定試驗(yàn)為ELISA 試驗(yàn)[16],ELISA 試驗(yàn)操作簡(jiǎn)單便捷、敏感、快速,但對(duì)于處在感染早期的動(dòng)物,檢測(cè)靈敏度較低, 特異性抗體的檢出通常需要1個(gè)月以上[17-18],圍產(chǎn)期母??蓪LV 母源抗體通過(guò)初乳轉(zhuǎn)移給新生犢牛[19],用血清學(xué)方法檢測(cè)早期和處于圍產(chǎn)期的BLV 感染牛易產(chǎn)生假陰性結(jié)果。 已知外源性BLV 感染牛后主要侵害B 淋巴細(xì)胞,以前病毒DNA 形式終生存在于宿主細(xì)胞染色體中[20-21],檢測(cè)外周血淋巴細(xì)胞(PBMC)中的BLV前病毒DNA 可作為牛感染BLV 的證據(jù)。 該試驗(yàn)除采用ELISA 檢測(cè)外,又使用熒光定量PCR 法進(jìn)行了輔助確認(rèn)。 一些國(guó)家也通過(guò)ELISA 試驗(yàn)結(jié)合熒光定量PCR 檢測(cè)的措施篩查BLV 感染牛[22]。
該牧場(chǎng)存在一定程度的BLV 感染,可能與牧場(chǎng)動(dòng)物之間頻繁接觸有直接關(guān)系, 這會(huì)導(dǎo)致病毒在牛群中水平傳播。美國(guó)一項(xiàng)報(bào)告顯示,有65%的BLV 感染牛呈高病毒載量, 而且高病毒載量的牛傳染性高于低病毒載量牛[23]。 由于病毒載量是EBL 進(jìn)展的一個(gè)重要危險(xiǎn)因素,將感染BLV 的奶牛進(jìn)行高、低病毒載量篩選,對(duì)防止病毒傳播有重要意義。 該次試驗(yàn)中,除檢測(cè)BLV 感染率外,通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn),BLV 陽(yáng)性牛中70%(28/40)是高病毒載量牛,30%(12/40)是低病毒載量牛,這一結(jié)果與此前日本的一項(xiàng)報(bào)道結(jié)果相似[24]。 澳大利亞某牧場(chǎng)曾將BLV 感染牛,尤其是BLV 高病毒載量牛單獨(dú)飼養(yǎng), 遠(yuǎn)離健康牛群從而使牧場(chǎng)BLV 感染率從63.8%下降到13.9%[25]。 由此可知,有效的BLV 監(jiān)測(cè)、BLV 陽(yáng)性牛的隔離以及良好的管理是將BLV傳播風(fēng)險(xiǎn)降至最低的關(guān)鍵。 BLV 對(duì)畜牧行業(yè)的影響還處在研究階段, 基于EBL 亞臨床性流行的特點(diǎn),EBL 的流行性調(diào)查對(duì)養(yǎng)殖業(yè)凈化該病有著重大的意義。在今后的研究中,應(yīng)擴(kuò)大檢測(cè)范圍,明確東北地區(qū)乃至全國(guó)范圍BLV 感染情況。
通過(guò)ELISA 方法對(duì)大慶市某牧場(chǎng)107 頭奶牛白血病病毒感染情況進(jìn)行調(diào)查, 并用熒光定量PCR 法加以驗(yàn)證。ELISA 檢測(cè)結(jié)果顯示:BLV 感染陽(yáng)性率為31.78%(34/107);熒光定量PCR 結(jié)果顯示:BLV 感染陽(yáng)性率為37.38%(40/107)。 此外,通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn),BLV 高載量牛占總數(shù)的26.17%(28/107),低載量牛占總數(shù)的11.21%(12/107),說(shuō)明該牛群中的BLV 可能存在較高傳染性。