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豬傳染性胃腸炎病毒分子生物學檢測方法研究進展

2016-03-28 12:31李天芝于新友
養豬 2016年2期
關鍵詞:分子生物學胃腸炎探針

李天芝,于新友

(山東綠都生物科技有限公司,山東濱州256600)

豬傳染性胃腸炎病毒分子生物學檢測方法研究進展

李天芝,于新友

(山東綠都生物科技有限公司,山東濱州256600)

文章綜述了豬傳染性胃腸炎病毒分子生物學檢測方法,主要包括核酸探針、普通RTPCR、套式RT-PCR、多重RT-PCR、熒光定量RT-PCR、環介導等溫擴增等6種方法,對豬傳染性胃腸炎病毒病的防控有一定的參考價值。

豬傳染性胃腸炎病毒;分子生物學;檢測方法

豬傳染性胃腸炎(transmissible gastroenteritis of swine,TGE)是由豬傳染性胃腸炎病毒(porcine transmissible gastroenteritis virus of swine,TGEV)引起的一種以嘔吐、水樣腹瀉、脫水為主要特征高度傳染性疾病[1],秋始、冬春為該病高發期。該病最初發生在美國,隨后世界各地均有相關報道,我國20世紀50年代首次報道TGE,1956年中國臺灣省分離到TGEV,目前我國大部分地區都有該病發生流行,各種不同品種和月齡的豬都能感染TGEV發病,2周齡受到的危害最為嚴重,一旦感染后,其死亡率可高達100%。5周齡以上的豬感染后雖然死亡率不高,但生長緩慢,飼料利用率低,給養豬業造成嚴重的經濟損失。世界動物衛生組織(OIE)將其列為B類疾病中必檢的傳染病[2]。隨著分子生物學的發展,出現了許多新的檢測方法,目前已經廣泛應用于各種病毒病和細菌病的檢測,具有很好的發展前景。本文綜述了TGEV的分子生物學檢測方法,為TGE的診斷和防控提供參考。

1 核酸探針

核酸探針檢測方法的原理是核苷酸堿基順序互補,采用標記物標記一段可與被測定的靶序列互補單鏈核酸分子,從而檢測目的核酸序列。Kim等[3]用地高辛標記TGEV核衣殼蛋白cDNA基因序列,制備探針,建立了檢測TGEV的核酸探針方法,對25份臨床樣品進行檢測,陽性率為81%,該法與病毒分離、熒光抗體試驗、掃描電鏡等方法相比,特異性較好,可實現對病毒的快速檢測。史喜菊等[4]分別設計了豬流感病毒(SIV)、偽狂犬病病毒(PRV)、口蹄疫病毒(FMDV)、豬傳染性胃腸炎病毒(TGEV)和豬繁殖與呼吸綜合征病毒(PRRSV)等5種病毒的多重連接探針擴增技術(MLPA)探針,將這5種探針混合,建立了可以同時檢測這5種病毒的MLPA擴增方法。方法特異性試驗表明,針對每種病毒的探針都只能擴增出其對應的病毒模板,其余病毒模板擴增的結果都是陰性,而且5種探針混合物都只能從單個目的病毒中擴增出單一的特異性條帶,而豬細小病毒(PPV)、豬瘟病毒(CSFV)和豬流行性腹瀉病毒(PEDV)的擴增均為陰性。敏感性試驗結果表明,5重MLPA擴增的最低檢測限可以達到單個病毒核酸3 000~6 000個拷貝。

2 普通RT-PCR方法

參照已知的病原相關目的基因序列,用軟件設計引物,采用相關的試劑和儀器體外大量擴增目的基因,是一種快速的分子生物檢測方法。王黎等[5]成功建立了檢測TGEV的RT-PCR方法。以等量同一濃度的同一TGEV陽性病毒液進行重復性試驗,其3次擴增特異性條帶大小均為590 bp。以豬偽狂犬病病毒(PRV)、豬細小病毒(PPV)、豬瘟病毒(CSFV)、豬藍耳病病毒(PRRSV)、豬流行性腹瀉病毒(PEDV)、豬輪狀病毒(RV)進行特異性試驗,其結果顯示僅TGEV擴增得到預期特異性目的條帶。以TGEV陽性病毒液提取的cDNA用紫外分析儀確定核酸質量濃度為1 g/L后,用ddH2O按10倍稀釋,稀釋度為10-1~10-5,其均能擴增出590 bp特異性條帶。張作華等[6]試驗根據GenBank中登錄的豬傳染性胃腸炎病毒(TGEV)N基因序列設計了1對特異性引物,建立一種TGEV的RT-PCR檢測方法,結果表明:該方法具有高度的特異性和較好的重復性,可檢測到1× 10-3μg/μL的TGEV DNA,并可用于臨床上TGEV感染引起的傳染病病原學的檢測。

3 套式RT-PCR方法

套式PCR方法是設計內、外2對引物,通過2次擴增對樣品檢測,該法節省時間和試劑用量,且敏感性較高。沈海娥等[7]根據豬傳染性胃腸炎病毒和豬呼吸道冠狀病毒的S基因核苷酸序列,設計合成了2對引物,以豬傳染性胃腸炎病毒和豬呼吸道冠狀病毒細胞培養物為模板,進行PCR特異性片段擴增,豬傳染性胃腸炎病毒擴增片段大小為886 bp,豬呼吸道冠狀病毒擴增片段大小為214 bp。王玉潔等[8]根據GenBank中已發表的豬傳染性胃腸炎病毒(TGEV)基因序列,利用Primer5.0程序軟件,設計并合成了M基因的2對引物,以mRNA為模板,通過RT-PCR、RT-nested PCR方法,成功擴增出長度為1 328 bp和1 037 bp的TGEV目的片段,但未擴增出豬流行性腹瀉病毒(PEDV)片段。在優化RT-PCR反應條件的基礎上,建立了快速檢測TGEV的診斷方法。母文華等[9]根據GenBank中收錄的TGEV,纖突蛋白S基因的核酸序列設計了2對引物,以mRNA為模板,通過RT-PCR、RT-nested PCR方法,在優化RT-PCR反應條件的基礎上,建立了快速檢測TGEV的RT-nested PCR診斷方法。試驗結果成功擴增出長度為886 bp和690 bp的TGEV目的片段,但未擴增出豬流行性腹瀉病毒(PEDV)片段。

4 多重RT-PCR方法

多重PCR檢測方法是在普通PCR檢測方法基礎上發展起來的,可以實現在一個PCR反應體系中加入多對引物,通過優化PCR反應條件,能同時檢測多種病原,可節約成本,節省時間,目前也廣泛用于臨床各種疾病的快速診斷。郭容利等[10]建立了一種同時檢測PEDV、TGEV和豬A群輪狀病毒(PARV)的三重RT-PCR方法,并對其進行特異性與敏感性試驗,該法能檢測約50TCID50的混合病毒,能夠擴增出3條長度為750 bp(PEDV)、544 bp(TGEV)、275 bp(PARV)特異性片段,而其他病毒無特異性條帶。吳洋等[11]建立了可同時檢測PEDV、TGEV、RV的多重RT-PCR擴增,結果顯示,該方法可以同時擴增PEDV(682 bp)、TGEV(480 bp)和RV(297 bp)的特異性DNA片段,而對豬瘟病毒和豬偽狂犬病病毒的PCR擴增結果均為陰性,該法對PEDV、TGEV和RV檢測的最低拷貝數分別為3.3×103拷貝/μL、3.2×103拷貝/μL和2.8×103拷貝/μL。鄭世民等[12]根據GenBank中TGEV和PEDV的S蛋白基因序列分別設計1套特異性引物,建立了TGEV和PEDV的RT-PCR快速檢測方法,該法對TGEV和PEDV擴增的目的片段的大小分別為426bp和583bp,經優化確立最佳反應體系:引物、氯化鎂和dNTP濃度分別為8、9和14 μmol/L,退火溫度為54℃。賈銳等[13]根據GenBank中已登錄的TGEV、PEDV的序列,利用Primer5.0計合成了2對特異性引物。用這2對引物對TGEV、PEDV cDNA模板首先進行單項PCR條件優化,然后采用正交試驗設計優化多重RTPCR反應條件,結果同時擴增到2條與試驗設計相符的492 bp(PEDV)和211 bp(TGEV)特異性條帶,建立了能夠同時檢側2種病毒混合感染的特異、靈敏的多重PCR檢側方法,可檢側出約11 pg的PEDV和13 pg的TGEV。徐引弟等[14]建立了可同時檢測PEDV、TGEV、RV的多重RT-PCR方法,該法能同時檢測PEDV、TGEV、RV,而對CSFV、PRRSV、PRV、PCV2、JEV、PPV等無擴增,檢測的抗原稀釋極限為107。

5 熒光定量RT-PCR方法

熒光定量PCR檢測方法是在反應體系中加入SYBR GreenⅠ熒光染料或用熒光探針標記反應產物,然后根據反應儀器收集熒光信號的強弱來確定產物的量,從而實現對起始模板進行準確定量,與常規RT-PCR相比,不需要電泳檢測,就可以檢測樣品,更方便、直觀,可減少產物對環境的污染。王慧珊等[15]建立了能鑒別檢測豬傳染性胃腸炎病毒和豬呼吸道冠狀病毒的SYBR GreenⅠ熒光定量PCR檢測方法,該法能同時檢測這兩種病毒,通過與常規RT-PCR試驗比較表明,所建立的熒光RT-PCR檢測技術快速、敏感,檢測時限3 h以內,具有很好的特異性和重復性。董玲娟等[16]建立了TGEV熒光定量RT-PCR檢測方法,該法特異性高、重復性好、敏感性比普通PCR檢測方法高2個數量級,對質粒標準品的線性檢測范圍為1.0×107~1.0×101拷貝/μL。用建立的檢測方法對從陜西楊凌周邊豬場采集的30份樣品進行檢測,檢出1份陽性,與普通PCR檢測方法符合率為100%。王建中[17]參照GenBank登錄的TGEV S基因序列設計引物,通過優化反應條件,建立了檢測TGEV的熒光定量PCR檢測方法,結果顯示,該法具有良好的特異性,對其他病原的檢測結果為陰性,其檢測敏感性可達43.07拷貝/μL,是普通RT-PCR檢測方法的100倍。張雪等[18]建立一種基于SYBR GreenⅠ來進行檢測TGEV的實時熒光定量PCR方法,結果顯示,擴增效率為103%,相鄰擴增曲線之間間距均勻,所有產物的熔解曲線具有單一整齊的峰,標準曲線具有優良的線性關系,最低可準確檢測63拷貝/μL的核酸模板,重復性試驗的變異系數小于3%。用建立的PCR對3種常見豬源RNA病毒的檢測結果均為陰性,對65份臨床樣品的檢出率高于常規PCR。

6 環介導等溫擴增技術

環介導恒溫擴增檢測方法(LAMP)是一種新興的分子生物學檢測方法,已廣泛應用于多種細菌病和病毒病的檢測,該法具有檢測速度快、敏感性好、特異性高且操作比較簡單等特點,適合基層獸醫部門的應用。高睿澤等[19]建立針對TGEV N基因的RT-LAMP快速檢測方法,并對該檢測方法的特異性與靈敏性進行了評價。該方法在63℃恒溫下作用50 min,使TGEV N基因獲得了高效率特異性擴增,與豬流行性腹瀉病毒等其他豬易感病毒無交叉反應,具有很好的特異性,同時該方法具有很高的靈敏性,可檢測到131.4 fg/μL的目標病毒DNA,比普通PCR的靈敏度高3個數量級。反應結束后加入SYBR GreenⅠ在紫外燈下觀察顏色變化,結果顯示陽性擴增產物呈現綠色熒光。

7 小結與展望

隨著分子生物學的發展,各國專家、學者先后建立了多種TGEV分子生物學檢測方法,但這些方法各有利弊,普通RT-PCR、套式RT-PCR和多重RT-PCR等方法雖然檢測簡單、快速、方便,但不能精確定量,且敏感性有限,容易漏檢。熒光定量RTPCR檢測方法彌補了普通PCR方法的缺點,但所用器材和試劑成本高,且對操作人員有很高的要求,不利于其在基層獸醫部門大規模推廣應用。LAMP方法是一種新興的方法,不需要特殊的儀器設備,操作簡便,更適合基層應用。單獨使用任何一種方法都很難正確診斷該病,做好將各種方法結合起來,綜合判斷,不同部門應該根據自己的實際情況選擇相應的方法,相信隨著分子生物學技術的不斷發展,在不久的將來會有更多新型分子生物學診斷方法建立,從而為豬傳染性胃腸炎病毒病的診斷、分子流行病學調查和防控提供保障。

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(編輯:郭玉翠)

五種食物可防胃病癌變

大蒜流行病學調查顯示,常食用生大蒜的人群,胃癌發病率非常低,原因是大蒜中的大蒜素可抑制胃中的硝酸鹽還原菌,使胃內的亞硝酸鹽明顯降低,減少了亞硝酸胺合成的可能,因而起到防癌效果。

洋蔥吃洋蔥能降低胃中亞硝酸鹽含量,重要的是洋蔥中含有一種櫟皮素的物質,為天然的抗癌物質。研究顯示,經常吃洋蔥的人,胃癌發病率比少吃或不吃洋蔥的人要少25%。

菌菇類這類食物包括冬菇、香菇、金針菇等以及木耳??茖W家發現,食物中許多菌菇類都含有抗癌物質,具有防癌功效。

番茄番茄含番茄紅素及胡蘿卜素,它們都是抗氧化劑,特別是番茄紅素,能中和體內自由基,對于抗胃癌和消化系癌有利,同時對預防乳腺癌和前列腺癌也有效。

椰菜花椰菜花中含較多微量元素鉬,可阻斷致癌物質亞硝酸胺的合成,能起到抗癌防癌作用。

(轉自《養生》,2016年第1期)

S858.28

A

1002-1957(2016)02-0118-03

2016-01-03

山東省現代農業產業技術體系生豬產業創新團隊項目(SDAIT-06-022-15);山東省自然科學基金項目(ZR2013CQ006);山東省自然科學基金青年基金項目(ZR2014CQ010)

李天芝(1985-),女,山東菏澤人,助理研究員,碩士,主要從事動物傳染病診斷研究.E-mail:517493935@qq.com

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