肖 雯 ,聶福平 ,王 昱 ,肖進文 ,李應(yīng)國 ,劉 力
(1.西南大學(xué)動物科技學(xué)院,重慶北碚 400715;2.重慶出入境檢驗檢疫局,重慶江北 400020;3.重慶進出口食品安全工程技術(shù)研究中心,重慶江北 400020)
山羊痘病毒屬(Capripoxvirus,CaPV)包括山羊痘病毒(Goatpox virus,GPV)、綿羊痘病毒(Sheeppox virus,SPV)和牛結(jié)節(jié)疹病毒(Lumpy skin disease virus,LSDV),屬于痘病毒科(Poxviridae)脊椎動物痘病毒亞科(Chordopoxvirdae),分別引起山羊痘、綿羊痘和牛結(jié)節(jié)疹,感染動物表現(xiàn)為發(fā)熱,皮膚、黏膜、器官表面廣泛性丘疹或結(jié)節(jié),皮膚水腫,淋巴結(jié)腫大,消瘦,產(chǎn)乳量大幅度降低,嚴重時導(dǎo)致死亡,給養(yǎng)殖業(yè)帶來較大的危害,造成嚴重的經(jīng)濟損失,阻礙國際貿(mào)易[1-2]。山羊痘最早于公元前200年在歐洲發(fā)現(xiàn),綿羊痘最早于13世紀在英國發(fā)現(xiàn),山羊痘和綿羊痘統(tǒng)稱羊痘,是動物痘病中最為嚴重的一種,發(fā)病率50%~80%,病死率20%~80%,其中羔羊致死率可達100%。世界各國均有羊痘發(fā)病和流行的相關(guān)報道,目前非洲北部、中東和亞洲的部分國家流行較為嚴重。羊痘病毒可作為生物武器,美國疾病控制中心(CDC)將其劃歸到Ⅱ類危險病毒。此外,中國、印度、瑞典有人感染羊痘病毒的報道,因此羊痘在公共衛(wèi)生方面也有要意義[3]。牛結(jié)節(jié)疹于1929年在贊比亞首次發(fā)生,主要分布在非洲,發(fā)病率3%~85%,死亡率差異很大,一般為1%~2%,但在某些情況下可達20%~85%,近年來,隨著國際貿(mào)易的日益頻繁,該病在非洲以外地區(qū)擴散的趨勢。世界動物衛(wèi)生組織(OIE)將山羊痘、綿羊痘和牛結(jié)節(jié)疹列為法定通報傳染病,我國將山羊痘、綿羊痘列為一類動物疫病[4]。
CaPV是一種親上皮性的病毒,病畜的皮膚丘疹和結(jié)節(jié)、黏膜、血液、鼻腔分泌物、肺部病損組織和淋巴結(jié)內(nèi)存在大量病毒粒子,可作為病原分離培養(yǎng)的病料標本,切片負染后,直接在透射電鏡下觀察病毒粒子進行診斷。由于羊痘屬三種病毒形態(tài)相似,且與正痘病毒也很難區(qū)別,需要盡可能多觀察以確定病毒形態(tài)。該方法檢出率低,耗時長,發(fā)病區(qū)往往無這樣的專業(yè)設(shè)備,難以滿足快速診斷的需要。
CaPV可在山羊、綿羊、牛的組織培養(yǎng)細胞上生長,原代或次代羔羊睪丸(LT)細胞和羔羊腎(LK)細胞最為敏感,尤其是毛用綿羊細胞,也可在某些傳代細胞系中增殖,如BHK-21、Vero-E6細胞等[5]。周碧君等[6]研究表明,組織病料對Vero-E6細胞的適應(yīng)性比對BHK-21細胞要好,前者可用于臨床組織樣本中羊痘病毒的初次分離。病毒接種后24 h出現(xiàn)細胞病變,3 d后整個細胞單層出現(xiàn)病變,特征為細胞膜收縮并與周圍細胞分離,圓化,染色質(zhì)貼近細胞膜。病毒分離培養(yǎng)特異性較高,但耗時、費力,需要較高的專業(yè)知識和技能,因而在應(yīng)用上受到限制。
機體感染CaPV后主要產(chǎn)生細胞免疫應(yīng)答,僅產(chǎn)生低水平的中和抗體,因此該方法敏感性不高[7]。但是,感染病毒后痊愈的動物在其血清中可檢測到較高水平的中和抗體。
山羊痘病毒抗原可在感染的組織培養(yǎng)破片上進行FAT來鑒定,但該方法操作繁瑣,有非特異性反應(yīng)的問題,難以推廣[7]。
AGID最早應(yīng)用于60年代,可用于羊痘病毒沉淀抗原的檢測,后來利用甲硫氨酸對山羊痘抗原進行標記,極大地提高了對山羊痘抗體的檢測敏感性。AGID操作簡單、需要設(shè)備少、價格便宜等特點而得到廣泛應(yīng)用,但其敏感性相對較低,適于基層獸醫(yī)開展山羊痘病例的診斷[8]。
CIE是一種常用的檢測抗原或抗體的方法,1988年首次用于檢測羊痘病毒抗體,結(jié)果顯示用滅活的抗原與抗體具有同等的敏感性,與AGP相比,其檢出率更高。1999年,Joshi等用生理鹽水溶液替代巴比妥緩沖液,改進的后CIE與常規(guī)CIE相比,可提高檢測的靈敏度。周碧君等[9]研究發(fā)現(xiàn)CIE能提高對抗原或抗體的分辨能力,較AGID敏感且速度快。該方法比較簡單經(jīng)濟,但需要一定的設(shè)備。
CaPV本身不能凝集紅細胞,因此利用致敏的綿羊紅細胞進行間接凝集實驗非常有用,如反向被動血 凝 試 驗(reversed passive hemagglutination assay,RPHA)主要用于臨床痘疹痂皮和感染細胞中GPV抗原的定量測定。IHA用于實驗室檢測CaPV比AGIDT和CIE更敏感。在各種類型的致敏紅細胞中,用戊二醛與鞣酸致敏可大大提高檢測的靈敏度,在綿羊痘的診斷中效果較好[10]。
LAT在多種抗體、抗原檢測系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用,是一種不需要昂貴的設(shè)備,操作簡便、快速的檢測方法,特別適合在田間和農(nóng)場使用。1996年,Rao等首次建立了檢測羊痘的乳膠凝集試驗,其敏感性可與CIE相當。
ELISA操作便利、快速、敏感、特異性強,便于自動化等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用。國外已建立了多種檢測CaPV抗原或抗體的ELISA方法。Carn[11]建立了用于檢測從山羊、綿羊、牛的活組織樣品中分離的羊痘病毒的抗原捕捉ELISA方法,適合于組織培養(yǎng)物中的病毒檢測。1997年Rao等[12]建立了用于檢測皮膚活組織中的GPV抗原的免疫捕捉IC-ELISA方法,特異性80%~100%,敏感性70%~86%,該法不能與綿羊痘區(qū)別診斷。1999年Rao等[13]建立了用于檢測GPV抗體的Avidin-biotin(抗生素蛋白-生物素)ELISA方法,特異性為91.8%,敏感性為94.1%。然而,目前國內(nèi)外還暫無牛結(jié)節(jié)疹ELISA檢測方法報道。
P32蛋白抗原在ELISA中反應(yīng)性好,靈敏度、特異性較AGID高,可進行批量樣品的檢測,與國際通用的NT比較,有與其他痘病毒也無交叉反應(yīng)、不需要組織培養(yǎng)條件、檢測樣本量大、便于推廣等優(yōu)點[11-14],但是,其跨膜區(qū)對細胞有毒性,使其表達量較低,重組P32蛋白很難純化[15],而截取跨膜區(qū)會對P32蛋白免疫原性有一定影響[16],因而推廣受到限制。目前,P32蛋白的體外表達已成為國際上羊痘研究的熱點[17-23]。
隨著聚合酶鏈式反應(yīng)(Polymerase Chain Reaction,PCR)方法的日益成熟,該技術(shù)已廣泛用于病毒的分類、鑒定和疾病診斷。CaPV屬于雙股DNA病毒,更適于PCR檢測[16,23-25]。已報到的羊痘病毒PCR檢測方法中,引物多根據(jù)編碼羊痘衣殼蛋白P32和反向末端重復(fù)序列(Inverted terminal repeat,ITR)設(shè)計。國外Ireland[24]和Heine等[26]根據(jù)P32基因序列設(shè)計了相應(yīng)的引物,建立了檢測皮膚樣品中羊痘病毒的PCR方法,并利用限制性內(nèi)切酶做了進一步的確診。Markoulatos等[25]針對SPV的ITR和α微管蛋白基因設(shè)計3對引物,建立了用于檢測皮膚組織中SPV的多重PCR技術(shù),該方法敏感性和特異性較好,但偶爾會出現(xiàn)假陰性結(jié)果。Hosamani等[27]依據(jù)GPV和SPV的P32基因序列的差異,建立了區(qū)分山羊痘和綿羊痘的限制性片段長度多態(tài)性(PCR-RFLP)方法。在國內(nèi),郭巍等[28]根據(jù)P32基因和α微管蛋白基因序列設(shè)計2對引物,建立了山羊痘的診斷方法,擴增出P32基因序列與Genbank上收錄的序列同源性達98%。康文玉等[29]依據(jù)羊痘 P32基因序列,建立了快速、特異、敏感、可定量、可同時檢測大量樣品的實時熒光定量PCR技術(shù)。韓若嬋等[30]根據(jù)P32基因和ITR設(shè)計2對引物,建立的多重PCR方法。Stram Y[31]等通過進化樹比對分析羊痘病毒基因組末端466 bp片段,建立的半巢式PCR方法,分別與綿羊痘病毒、羊口瘡病毒和牛皰疹病毒進行PCR比對檢測,該方法檢測羊痘病毒的特異性高。
此外,還有針對CaPV其他基因建立PCR方法的研究。如Mangana Vougiouk等[32]基于山羊痘病毒的KS-1和Ins-1基因序列設(shè)計引物鑒定了6株在細胞培養(yǎng)物上培養(yǎng)的SPV,能將其與接觸傳染性膿皰皮炎病毒和皰疹病毒區(qū)分開。程振濤等[33]針對山羊痘病毒基因組gp064區(qū)域約64 bp的基因片段設(shè)計一對PCR引物和一條TaqMan-MGB探針,建立了FQPCR和標準曲線,用該方法對山羊痘臨床皮膚痘疹材料和人工感染動物材料進行GaPV核酸檢測,為山羊痘臨床快速高效地診斷和山羊痘病毒感染羊只的發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)歸研究提供了一種有效的手段。Lamien等[34]根據(jù)G蛋白耦聯(lián)趨化因子受體基因建立實時熒光PCR方法,能對羊痘病毒屬進行種屬鑒別、定量分析和基因分型。目前還沒有基因芯片技術(shù)應(yīng)用于羊痘病毒檢測的相關(guān)報道。
Western免疫印跡是以山羊痘病毒感染的細胞裂解物檢查血清樣本中病毒結(jié)構(gòu)蛋白的特異性抗體,敏感性和特異性較高,但該方法操作困難、價格昂貴[35]。羊傳染性結(jié)節(jié)口炎病毒高免血清可與一些山羊痘病毒蛋白反應(yīng),但不與P32蛋白反應(yīng)。
近年來,我國新疆、甘肅、寧夏、青海、陜西、福建、貴州等地頻繁地發(fā)生山羊痘和綿羊痘疫情,嚴重影響國內(nèi)養(yǎng)羊業(yè)的健康發(fā)展。我國尚無確切的牛結(jié)節(jié)疹相關(guān)報道,但隨著國際貿(mào)易日益頻繁,近年來該病流行范圍有逐漸擴大的趨勢。為了降低羊痘帶來的巨大經(jīng)濟損失、公共衛(wèi)生安全問題和嚴格防止牛結(jié)節(jié)疹的傳入,建立快速高效、操作簡便、成本低廉的檢測方法具有重要意義。羊痘病毒屬間及其與正痘病毒和副痘病毒有相似的血清型,血清學(xué)方法難以診斷。分子生物學(xué)檢測方法的靈敏度、特異性和時效性等優(yōu)于傳統(tǒng)檢測方法,進一步研究CaPV基因組特異性強的序列、表達量高的功能基因序列,或一些重要的編碼功能的基因,將會為羊痘病毒屬的鑒別診斷、預(yù)防與控制、流行病學(xué)等開辟新的領(lǐng)域。
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