鯉春病毒血癥病毒逆轉錄環介導等溫擴增（RT—LAMP）檢測方法的建立

吳業穎+張國彬

摘 要：根據鯉春病毒血癥病毒（spring viraemia of carp virus，SVCV）核蛋白N編碼基因的序列設計特異引物，以病毒全基因組RNA為模板，通過對反應條件進行優化，成功建立了SVCV的逆轉錄環介導等溫擴增（RT-LAMP）檢測方法。結果表明，本方法可在64℃下1h內實現目標核酸區段的大量擴增，擴增產物經凝膠電泳呈現梯形條帶，反應體系中添加SYBR Green I熒光染料后，綠色陽性結果明顯區別于橙色陰性結果。該檢測體系具有極高的特異性，只能檢測到目標病毒，與草魚呼腸孤病毒（GCRV）和斑點叉尾鮰呼腸孤病毒（CCRV）無交叉反應，其靈敏度比RT-PCR高100倍。本研究建立的檢測方法靈敏度及特異性高，且不需要昂貴儀器設備，為快速檢測鯉春病毒血癥病毒與診斷鯉春病毒血癥提供了簡捷快速的技術手段。

關鍵詞：鯉春病毒血癥病毒；逆轉錄；環介導等溫擴增；檢測

中圖分類號：S941 文獻標識碼：A

鯉春病毒血癥（spring viraemia of carp，SVC）是一種在鯉科魚類中發生的出血性、高傳染性病毒病，能感染四大家魚和其他幾種鯉科魚類，經常在鯉科魚類特別是鯉、錦鯉中流行，并導致患病魚大量死亡，危害嚴重。該病的病原菌為鯉春病毒血癥病毒（spring viraemia of carp virus，SVCV），又名鯉魚彈狀病毒（Rhabdovirus carpio），屬于彈狀病毒科水泡性口炎病毒屬成員。歷史上，該病主要流行于歐洲、中東地區和俄國，自2002年美國和2003年中國分離到該病毒的報道以來，引起了研究者及水產養殖者的廣泛關注。由于該病發病快、危害大，因此快速、特異、敏感、簡便的檢測SVCV對鯉春病毒血癥防控具有重要的意義。

目前國內外學者已建立了多種檢測SVCV的方法，其中中和試驗、免疫熒光（IF）、酶聯免疫吸附（ELISA）等免疫學方法的特異性有待提高，而RT-PCR、實時熒光定量PCR等分子生物學方法雖然特異性強，靈敏度高，但由于需要PCR儀等貴重儀器而不適于其在基層的廣泛應用。

2000年Notomi等首次提出了環介導等溫擴增（Loop-ediated isothermal amplification，LAMP）技術，該技術主要針對靶基因的6個區域設計2對LAMP引物，利用一種具有鏈置換活性和瀑布式核酸擴增功能的DNA聚合酶（Bst DNA聚合酶），在恒溫條件下快速、高效、高特異、高靈敏地擴增靶序列，不需要模板的熱變性、長時間溫度循環、繁瑣的電泳、紫外觀察等過程。逆轉錄環介導恒溫擴增（RT-LAMP）是在常規LAMP反應體系中加逆轉錄酶，實現了RNA模板的一步擴增。近年來，國內外已將該技術廣泛應用于動物醫學、人類醫學及食品衛生等領域，并逐漸成為水產動物病原的主要檢測方法之一。

本文針對SVCV含量最豐富的病毒粒子蛋白-核蛋白N，建立了鯉魚春季病毒血癥病毒的環介導等溫擴增快速檢測方法，并對反應溫度、時間等參數進行了優化，旨在為基層實驗檢測鯉魚春季病毒血癥病毒提供無需特殊儀器，更為簡單、便捷、快速、準確的檢測方法。

1 材料與方法

1.1 主要儀器與試劑

超速離心機（Beckman）；分光光度計（Eppendorf）；PCR擴增儀（Biometra）；電泳儀；凝膠成像儀（Bio-Rad）；Bst DNA聚合酶（New England）；Betaine（Sigma）；Trizol Reagent、RNA酶抑制劑、SYBR Green I（Invitrogen）；dNTP、AMV逆轉錄酶（Bio basic inc.）。

1.2 細胞與病毒

草魚腎臟組織細胞系（CIK）、斑點叉尾鮰腎組織細胞系（CCK）、草魚呼腸孤病毒GCRV-104株、斑點叉尾鮰呼腸孤病毒730株（CCRV）、鯉春病毒血癥病毒（SVCV）、鯉上皮瘤細胞（EPC）來自長江水產研究所。GCRV在CIK細胞上增殖培養，CCRV在CCK細胞上增殖培養， SVCV在EPC細胞上增殖培養。

1.3 RT-LAMP引物的設計及合成

根據GenBank公布的SVCV毒株的N基因序列（U18101），應用PrimerExplorer V4（http：// primerexplorer.jp/e/v4-manual/index.html）在線軟件設計1組RT-Lamp引物，委托天一輝遠生物科技有限公司合成（見表1）。1.4 病毒RNA提取

待SVCV感染的EPC細胞、CCRV感染的CCK細胞、GCRV感染的CIK細胞出現90%病變后收獲，同時收獲正常的EPC細胞對照，于-80℃至室溫反復凍融3次，5000r/min，4℃離心30 min，取沉淀，經Trizol試劑裂解后，采用氯仿、異丙醇抽提病毒RNA，分光光度計（Eppendorf biophotometer）測定RNA濃度。

1.5 SVCV陽性模板的確認

將上述RNA作為模板，進行RT-PCR檢測，確認制備的檢測模板呈SVCV陽性后，進行RT-LAMP檢測方法的建立。

1.6 RT-LAMP反應體系的建立及優化

采用25μl反應體系，包括：內引物FIP和BIP各0.8μM，外引物F3和B3各0.1μM，dNTPs1mM，Betaine0.5M，DTT4mM，MgCl2，Bst DNA聚合酶8U，AMV逆轉錄酶5U，模板RNA5μl，1×ThermoPol Reaction Buffer混勻后于不同溫度（60、61、62、63、64、65℃）溫育60 min，80℃滅活2min。確定最佳溫育溫度后，再優化反應體系中MgCl2濃度（0、2、4、6、8mM）。

1.7 RT-LAMP擴增產物的檢測

取5μl擴增產物，用2%的瓊脂糖凝膠，150V電泳25min后，置于凝膠成像系統中觀察。

1.8 RT-LAMP的特異性試驗

檢測GCRV-104株感染CIK細胞后的總RNA、SVCV感染EPC細胞后的總RNA、CCRV感染CCK細胞后的總RNA，同時設立無模板的空白對照和正常EPC細胞的總RNA陰性對照。

1.9 RT-LAMP的靈敏度試驗

將提取的SVCV總RNA測其濃度，按10倍梯度稀釋該RNA作為模板，采用優化好的RT-LAMP反應體系進行擴展，同時以RT-PCR方法進行比較。

2 結果

2.1 SVCV的RT-LAMP檢測方法條件優化

經試驗優化，確定最佳反應體系如下：內引物FIP和BIP各0.8μM，外引物F3和B3各0.1μM，dNTPs 1mM，Betaine 0.5M，DTT 4mM，MgCl2 6mM，Bst DNA聚合酶8U，AMV逆轉錄酶5U，模板RNA 5μl，1×ThermoPol Reaction Buffer。反應管于64℃溫育1h后，80℃滅活2分鐘。

2.2 RT-LAMP的特異性試驗

用本實驗建立的RT-LAMP（見圖3）方法進行檢測，只有SVCV出現典型的梯形擴增條帶，而對照GCRV-104、CCRV和EPC均無擴增條帶，說明設計的RT-LAMP引物具有良好的特異性。

2.3 RT-LAMP和RT-PCR的靈敏度檢測

將10倍系列稀釋的模板分別進行RT-LAMP、RT-PCR檢測，結果顯示至少能夠檢測到10-5稀釋度的模板RNA（圖4），而RT-PCR只能檢測到10-3稀釋度的模板RNA（圖5），說明RT-LAMP檢測具有很高的靈敏度。

3 討論

SVCV主要由核蛋白（N）、聚合酶（L）、磷蛋白（P）、基質蛋白（M）和糖蛋白（G）組成。其中核蛋白N是含量最豐富的病毒粒子蛋白，它與病毒RNA 相互作用形成核衣殼的雙螺旋結構，在轉錄調節中起著重要的作用。Shivappa等和Liu等分別針對SVCV的G基因和M基因建立了病毒的LAMP檢測方法。本研究針對SVCV N蛋白基因序列設計引物，為SVCV的檢測提供新的靶基因。

本研究建立了1種對SVCV的LAMP快速檢測方法。根據目的基因序列設計引物，合適的引物對LAMP反應的成功至關重要，特異性的區域保證了反應的特異性，引物的正確結構保證了莖環結構DNA的形成和延伸。通過對反應溫度和鎂離子濃度兩個重要參數的優化，提高了反應靈敏度。本研究建立的反應體系在64℃恒溫保持1h即可完成擴增，不需要昂貴的PCR儀，且反應時間比普通RT-PCR節省2～3h。反應后加入熒光染料SYBR Green I即可肉眼觀察結果，檢測靈敏度是RT-PCR方法的100倍。而且與GCRV-104、CCRV等病毒都沒有交叉反應，表明設計的引物特異性好，能夠滿足檢測需求。該方法簡便快速、靈敏特異，可應用于鯉春病毒血癥的現場應急診斷與檢測，可為鯉春病毒血癥的有效防控提供有力的技術支撐。

參考文獻：

[1] Goodwin AE. First report of spring viremia of carp virus （SVCV） in North America[J].Journal of Aquatic Animal Health，2002 （3）.

[2] Gao L， Shi X， Gu T， et al.Isolation of spring viraemia of carp virus（SVCV） from cultured koi（Cyprinus carpio koi） and common carp（C. carpio carpio） in P.R.China[J].BuIletin of the European Association of Fish Pathologists，2004 （4）.

[3] Way K. Rapid detection of SVC virus antigen in infected cell cultures and clinically diseased carp by the enzyme-linked immunosorbent assay （ELISA）[J]. Journal of applied ichthyology，1991 （2）.

[4] 高隆英，史秀杰，劉葒等.用 RT-PCR 法快速檢測鯉春病毒血癥病毒基因[J].水生生物學報， 2002 （5）.

[5] Shivappa R B， Savan R， Kono T， et al. Detection of spring viraemia of carp virus （SVCV） by loop-mediated isothermal amplification （LAMP） in koi carp， Cyprinus carpio L[J].Journal of fish diseases， 2008 （4）.

[6] Notomi T， Okayama H， Masubuchi H， et al. Loop-mediated isothermal amplification of DNA [J].Nucleic Acids Res， 2000 （12）.

[7] Nagamine K， Hase T， Notomi T. Accelerated reaction by loop-mediated isothermal amplification using loop primers [J]. Mol Cell Probes， 2002（16）.

[8] 宋克云，張如勝，歐新華等. RT-LAMP快速檢測Norwalk病毒GII型[J].病毒學報， 2009 （4）.

[9] 徐耀先，周曉峰，劉立德.分子病毒學[M ].武漢：湖北科學技術出版社， 2000.

[10] 付峰，劉葒，蔡生力.鯉春病毒血癥病毒 （SVCV） 的研究進展[J].中國水產科學， 2006 （2）.

[11] Liu Z， Teng Y， Xie X， et al. Development and evaluation of a one‐step loop‐mediated isothermal amplification for detection of spring viraemia of carp virus[J]. Journal of applied microbiology， 2008 （4）.

（本文審稿 戴定蘭）