犬瘟热病毒一步法RT-PCR 检测方法的建立与应用

2020-10-19 07:34李文佳
吉林畜牧兽医 2020年9期
关键词:犬瘟热延边基因组

李文佳,陈 姗,高 旭

延边大学动物医学系,吉林延吉 133400

犬瘟热(canine distemper,CDV)是由犬瘟热病毒(canine distemper virus, CDV)引起犬科动物的一种高度接触性、烈性传染病,我国将其列为二类动物传染病,一年四季均可发生,尤其是季节交替和高温天气更容易发病[1]。主要临诊症状是反复发热和后期的神精症状,伴有腹泻和呕吐,由于病程晚期病毒损伤患犬神经元,多为死亡或预后不良,患病幼犬死亡率高达80%。CDV 无论在病情严重程度、传染强度,还是在死亡率上都是犬类动物传染病之首,给养犬业带来巨大重创[2]。

CDV 为负链单股RNA 病毒,属于副粘病毒科,副粘病毒属成员。由于与同属的牛瘟病毒(RPV)和麻疹病毒(MV)存在抗原相关性,临床诊断中血清学方法常存在争议[3]。因此,分子诊断较为可信,在众多分子诊断方法中,RT-PCR 方法应用较多,但由于常规的RT-PCR 检测方法需要两步进行,即在进行PCR 之前,需要经历病毒基因组RNA到cDNA 的反转录,往往在反转录过程引入污染源,导致假阳性出现。而一步法RT-PCR 检测方法避免了中间环节,反应可以在一个反应管中一步完成,不但节省时间,还可大大提升检测准确率[4]。因此,本研究拟参照GenBank 已登录的CDV 基因序列,选取核蛋白编码基因N 作为目的基因,设计一对特异性引物,建立一种特异、高效、灵敏、重复性好的CDV 一步法RT-PCR 检测方法,为CDV 感染的早期诊断和病原体监测提供一种有效的检测方法。

1 材料与方法

1.1 毒株与病料

犬瘟热病毒(CDV)、犬细小病毒(CPV)和鹅细小病毒(GPV)由延边大学预防兽医学实验室分离保守;狂犬病病毒(RABV)活疫苗由齐鲁动物保健品有限公司生产。36 份疑似CDV 感染的肛门拭子采自延边地区多家动物医院。

1.2 试剂

质粒提取试剂盒、DNA 凝胶回收试剂盒、DL2000 DNA Marker 和一步法RT-PCR 检测试剂盒购自TaKaRa 公司;病毒基因组RNA/DNA 提取试剂盒购自北京康为世纪生物科技有限公司。

1.3 引物的设计与合成

根据GenBank 已登录的CDV 基因序列(JN381190), 利 用oligo 6.0 软 件 在CDV的核蛋白编码基因N 保守区内设计一对特异性引物, 上下游引物分别为CDV-F:5`-CAAGCATTGTTACAAGGTCTCGACT-3`;CDV-R:5`-GATGCTTGGGATTACCTCTACTAAC-3`,引物由潍捷基(上海)生物技术有限公司测序合成。

1.4 病毒基因组RNA 的提取

应用病毒基因组RNA/DNA 提取试剂盒,取200μL 的CDV 的Vero 细胞培养液,反复冻融,按照说明书,进行CDV 基因组RNA 的提取和纯化。

1.5 一步法RT-PCR 反应条件优化

依据设计引物时推荐的相关参数,采取梯度法和方阵法对进行优化试验,反应体系为25 µL,用1%琼脂糖凝胶电泳进行观察。

1.6 扩增产物的TA 克隆、酶切与测序

应用DNA 凝胶回收试剂盒将目的基因进行回收与纯化,通过TA 克隆将目的基因连接到pMD18-T载体,经DH5α 感受态细胞转化、涂板和摇菌,将菌液PCR 鉴定为阳性的质粒送英潍捷基(上海)生物技术有限公司测序。

1.7 特异性试验

取犬瘟热病毒(CDV)、狂犬病病毒(RABV)的基因组RNA,以及犬细小病毒(CPV)和鹅细小病毒(GPV)的基因组DNA,以最优条件进行一步法RT-PCR 检测。

1.8 敏感性试验

应用分光光度计对CDV 基因组RNA 进行定量,然后进行倍比稀释,RNA 含量分别为10 µg、1 µg、0.1 µg、10 ng、1 ng 和0.1 ng,以最优条件进行一步法RT-PCR 检测。

1.9 重复性试验

以CDV 基因组RNA 为模板,进行批间和批内重复试验,并设立阴性对照,计算变异系数。

1.10 临床应用

取36 份犬肛门拭子送检样本,进行一步法RT-PCR 检测法检测,检测结果送往测序公司测序,对结果进行准确认定。

2 结果

2.1 扩增产物的检测与鉴定

经1%凝胶电泳检测后,在约200 bp 处出现特异条带,与预期结果相符(图1)。将目的基因TA克隆获得质粒命名为pMD18-CDV-N-197,经测序鉴定为CDV 的N 基因。

图1 基因扩增结果

2.2 一步法RT-PCR 反应体系与反应条件

经方阵法和梯度法,确定最终的反应体系为:2×one-step buffer 12.5 µL,one-step Enzyme Mix 1 µL,RNA 模板4 µL,CDV-F 与CDV-R 引物各1 µL,加水补齐至25 µL;最优反应程序为:50 ℃30 min;94 ℃ 2 min;94 ℃ 30 s、52 ℃ 30 s、72℃ 20 s,35 个循环;72 ℃延伸10 min。

2.3 特异性试验结果

应用建立的一步法 RT-PCR 检测方法,对CDV模板可扩增出长度约为197bp 的目的基因,而对狂犬病病毒(RABV)、犬细小病毒(CPV)和鹅细小病毒(GPV)和水空白对照均未见扩增(图2)。

图2 特异性试验结果

2.4 敏感性试验结果

取6 µL 倍比稀释的一步法RT-PCR 扩增产物,经1%琼脂糖凝胶电泳鉴定,结果表明,已建立方法最低能检测到1 ng 的CDV 基因组RNA(图3)。

图3 敏感性试验结果

2.5 重复性试验结果

结果显示,批间与批内试验的变异系数均小于2%,说明本研究建立CDV 一步法 RT-PCR 检测法具有较好的重复性。

2.6 临床检测结果

应用已建立的一步法RT-PCR 方法,对采自延边地区多家动物医院36 份疑似CDV 感染的肛门拭子进行检测。检出阳性样本4 个,并且4 份测序结果均为阳性,阳性率为11.11%。

3 讨论

延边朝鲜族自治州是朝鲜族的聚集地,由于朝鲜族喜欢食用狗肉的饮食文化特点,使养犬业在延边地区比较普遍和盛行,加之和朝鲜、俄罗斯比邻,与日本海相望的地域特点,使延边地区犬瘟热病毒的流行具有自身特征和变数。目前,犬瘟热病毒呈世界范围分布,最早于1905 年,由Carre 发现并提出该病病原体是一种病毒。经随后近50 年的研究,于1951 年Dedie 首次通过组织培养方法分离到CDV[1]。我国最早暴发犬瘟热(CD)于1968 年,此后由华北地区蔓延至全国,现在CDV 感染已是犬及幼犬死亡的主要传染病,其次是感染犬细小病毒(CPV)[3,5]。临床上未免疫犬一旦感染CDV,几乎死亡率达80%左右,给养犬业带来了巨大损失,严重威胁着宠物犬的生命,建立一种能够为CDV 感染提供早期准确分子诊断方法是控制CD发生的关键。

本研究建立的一步法RT-PCR 检测方法,采用了PrimeScript 反转录酶和DNA 聚合酶不仅50 ℃较低退火温度下抑制非特异性扩增,还提高了RTPCR 扩增效率,其敏感性也高达1ng 基因组RNA,比常规RT-PCR 敏感性高。通过临床实践应用,对采自延边地区多家动物医院36 份疑似CDV 感染的肛门拭子进行检测,阳性率为11.11%,提示延边地区CDV 感染率较高,应该采取有效的免疫措施,控制CDV 的传播与蔓延。因此,本研究建立的CDV一步法RT-PCR 检测方法敏感性高,特异性和重复性好,可用于CDV 的临床诊断和病原监测。

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