阿 榮, 武燕斌,劉志偉,李培鋒,楊志彪,崔 立,梁愛斌, 華修國
(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學獸醫(yī)學院,呼和浩特 010018;2.上海交通大學農(nóng)業(yè)與生物學院上海市獸醫(yī)生物技術(shù)重點實驗室,上海 200240;3.上海同濟醫(yī)院血液科,上海 200065)
Torque teno mini virus (TTMV)首次由日本學者Shunji Mishiro 等在2000年初發(fā)現(xiàn)[1],該病毒是一種新型單鏈環(huán)狀DNA病毒,病毒顆粒直徑小于30 nm[2],其基因結(jié)構(gòu)類似于細環(huán)病毒(Torque teno virus, TTV)和雞貧血癥病毒(Chicken anemia virus, CAV),有2~3個開放讀碼框架(opening reading frame,ORF) ,ORF1和 ORF2 均在主鏈上,且較長的ORF1位于較短的ORF2之后, 二者有部分重疊[3]。TTMV由2765~2952 核苷酸組成,以感染人類為主,法國、挪威、巴西等國家均有在健康人血清中檢測到TTMV的報道[4-6]。除了感染人類,該病毒也可感染靈長類,而且在猩猩體內(nèi)感染率高達100%,在黑猩猩和長臂猿的體內(nèi)的感染率分別為80%和63%[7]。由于該病毒在種系上介于TTV與CAV之間,故被命名為TTV樣微小病毒(TTV-like mini virus,TLMV)[8]。2001年由國際委員會(ICTV)將其改名為Torque teno mini virus(TTMV)。2005年,病毒分類-國際病毒分類委員會(ICTV)將其單列為未定科的指環(huán)病毒屬成員(Anellovirida)[9]。
套式PCR及實時定量PCR是檢測TTMV的主要方法,而應用較為廣泛的血清學診斷方法——酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)檢測TTMV尚未見報道[10]。因此,本研究以實驗室純化好的TTMV重組蛋白作為包被抗原,經(jīng)條件優(yōu)化,初步建立了一種簡便、經(jīng)濟、特異的檢測TTMV的間接ELISA 檢測方法,并應用于臨床血清樣品,為TTMV診斷試劑盒的研制奠定了基礎。
1.1 材料 辣根過氧化酶標記(HRP)的兔抗人IgG購自上海中科英沐生物科技有限公司;小牛血清白蛋白BSA、脫脂奶粉、可拆的ELISA板(COSTAR)購自上海東盛生物公司;可溶型TMB購自天根生物;明膠、人博卡病毒、人星狀病毒陽性血清、TTV陽性血清、HIV陽性血清等均由本實驗室保存;280份待檢血清樣品來自臨床病人(上海同濟醫(yī)院門診病人血清124份,遼寧錦州醫(yī)學院門診病人血清156份)。
1.2 間接ELISA方法的建立
1.2.1 TTMV標準血清樣本及抗原的制備 設計并合成環(huán)狀病毒通用引物,采用巢式PCR對血清樣品進行檢測,對陽性樣本利用特異性引物再進行巢式PCR檢測,以確定標準陽性血清樣品。在原核表達系統(tǒng)中表達TTMV中ORF1基因編碼蛋白(阿榮等,2001),經(jīng)蛋白純化樹脂Ni-NTA柱的純化及Western blot對蛋白活性進行分析后,測定蛋白濃度,-80℃保存。
1.2.2 抗原最佳包被濃度和血清最佳稀釋度確定 采用方陣滴定試驗確定抗原最佳包被濃度和血清最佳稀釋度。將純化的重組蛋白依次稀釋成3.26、1.63、0.80、0.40 μg/mL濃度包被酶標板。陽性血清和陰性血清分別做1:80、1:160、1:320、1:640、1:1280稀釋,按常規(guī)ELISA方法操作,結(jié)果判定:以陽性血清OD450值在1.0且P/N值最大的抗原的稀釋倍數(shù)作為抗原最佳的工作濃度,對該點對應的血清稀釋度為最佳的血清稀釋度。
1.2.3 抗原包被條件的確定 以最佳抗原濃度包被ELISA板,每孔100 μL,分成3組。第1組:37℃包被2 h;第2組:37 ℃孵育1 h后4 ℃包被過夜;第3組:4 ℃包被過夜。三種不同包被條件下包被后,用TTMV標準陰性、陽性血清進行常規(guī)ELISA操作,測定OD450值和P/N值,以確定抗原的最佳包被條件。
1.2.4 最佳封閉液的選擇及封閉時間的確定 分別以5%脫脂奶粉、1% BSA、1%明膠作為封閉液加于ELISA板(均用PBS配制),100 μL/孔,37℃封閉2 h,用TTMV陰、陽性血清進行常規(guī)ELISA檢測。判定結(jié)果后,再將選定的封閉液分別在37℃封閉0.5、1、2 h,比較各組陰、陽性血清的OD450值和P/N值, 以確定最佳封閉時間。
1.2.5 血清最適作用時間的確定 用PBS將已知的陰、陽性血清做最佳稀釋倍數(shù)后,于37 ℃分別作用30、60、90 min,每個反應重復2次。在其它條件及操作方法相同的情況下,進行ELISA檢測,根據(jù)OD450值及P/N值確定最佳血清作用時間。
1.2.6 酶標二抗工作時間的確定 將酶標二抗做1:3000稀釋(按使用說明書),100 μL/孔,分別于37 ℃作用30、60、120 min,比較陰、陽性血清的OD450值和P/N值,以確定酶標二抗的最佳工作時間。
1.2.7 底物顯色時間的確定 按照既定的ELISA程序依次包被、封閉,加入陰、陽性血清,再和酶標二抗反應,之后加底物反應液顯色,室溫下分別設5、10、15 min后用終止液終止反應,每個反應重復3孔,讀取OD450值。根據(jù)OD450值及P/N值確定最佳底物顯色時間。
1.2.8 臨界值的確定 按上述建立的ELISA方法,對本實驗室保存的20份TTMV陰性血清進行檢測,經(jīng)統(tǒng)計學分析,得到OD450平均值(x) 和標準差(SD)。根據(jù)統(tǒng)計學原則,檢測樣本OD450≥x+3SD,判定為陽性。
1.3 特異性實驗 在間接ELISA反應條件下,用抗原包被酶標板分別對TTV陽性血清、人星狀病毒陽性血清、人博卡病毒陽性血清、HIV陽性血清做間接ELISA實驗,同時設TTMV陽性、陰性對照,以此來判斷是否存在交叉反應。
1.4 重復實驗 用同批次純化重組抗原包被同一塊ELISA板,對3份陽性血清和1份陰性血清樣本進行檢測,重復3個孔,測定OD450值, 計算變異系數(shù)(CV),評價批內(nèi)重復試驗效果。用4塊不同時間包被的ELISA板,對已知的3份陽性血清和1份陰性血清樣品進行檢測,重復3個孔,測定OD450值,并計算變異系數(shù)(CV),評價批間重復試驗效果。測方法,對上海市同濟醫(yī)院124份門診病人血清樣品和遼寧省錦州醫(yī)學院156份門診病人血清樣品進行檢測。
1.5 臨床血清樣品的檢測 運用所建立的ELISA檢
2.1 間接ELISA方法的建立
2.1.1 抗原最佳包被濃度與血清最佳稀釋度的確定經(jīng)表達純化后的抗原終濃度為163 μg/mL,經(jīng)倍比稀釋后通過方陣滴定法確定抗原與血清的最佳濃度與稀釋度,當抗原的稀釋度為1:100(1.63 μg/mL)、血清稀釋倍數(shù)為1:320時,陽性血清OD450值接近1.0,P/N值最大。確定重組蛋白最佳包被濃度為1.63 μg/mL,血清最佳稀釋度為1:320 (表1)。
表1 重組蛋白抗原最適包被濃度與血清稀釋倍數(shù)的確定Table 1 Determination of the coating concentration of recombinant protein and serum dilution
2.1.2 抗原包被條件的確定 用檢測抗原1.63 μg/mL包被酶標板,以第二組的包被條件P/N值最高,達到7.89,結(jié)果表明,37 ℃ 1 h后4 ℃過夜是抗原的最佳包被條件(表2)。
表2 蛋白抗原包被條件的確定Table 2 Determination of the condition for coating of recombinant protein
2.1.3 最佳封閉液的選擇及封閉時間確定 由表3、4可知,以5%脫脂奶粉封閉液結(jié)果最理想,故選擇5%脫脂奶粉作為封閉液。封閉時間1 h和2 h效果無顯著差異,為了節(jié)省時間,故選擇封閉液1 h作為最佳封閉時間。2.1.4 血清最適作用時間 在室溫條件下,血清作用60 min與作用90 min檢測結(jié)果差異不顯著,而與作用30 min相比,檢測效果更好,從縮短檢測時間,提高檢測效率的角度來考慮,確定血清最佳作用時間為 37 ℃ 60 min (表 5) 。
表3 封閉液的確定Table 3 Determination for closing materials
表4 封閉時間的確定Table 4 Determination for closing time
表5 血清最佳作用時間的確定Table 5 Determination for optimum sera reaction time
2.1.5 酶標二抗工作時間的確定 酶標二抗作用時間為60 min時,陽性血清OD450值較大,且P/N值最大。因此選擇酶標二抗的最適作用時間為60 min(表6)。2.1.6 底物顯色時間的確定 底物作用10 min時,陽性血清OD值已達到0.8以上,且P/N值最大,作用時間超過15 min后,陰性血清OD值明顯上升。因此選擇底物顯色時間為10 min(表7)。
表6 酶標二抗最佳作用時間的確定Table 6 Determination for optimum Rabbit anti-human IgG/HRP reaction time
表7 底物最佳顯色時間的確定Table 7 Determination for optimum substrate reaction time
2.1.7 臨界值的確定 計算20份TTMV陰性血清OD450的平均值(x)為0.1116,標準差(SD)為0.0331,按照公式:x+3SD確定重組蛋白ELISA的陰陽性臨界值為0.211,即確定當用重組蛋白ELISA方法檢測時,OD450值>0.211可判斷為陽性,OD450值<0.211則為陰性(表8)。
表8 間接ELISA陰陽性臨界值的確定Table 8 Determination of the threshold for ELISA
2.2 特異性實驗 按建立的ELISA檢測方法對人TTV陽性血清、人HIV陽性血清和人星狀病毒(Astrovirus, AstV)陽性血清、人博卡病毒(Human Bocavirus, HBoV)陽性血清進行檢測,同時設TTMV陽性和TTMV陰性對照,可知其他4種病毒的陽性血清均為陰性反應,即沒有交叉反應(表9)。
表9 交叉試驗結(jié)果Table 9 Cross test result of indirect ELISA
2.3 重復實驗 用同批次純化重組抗原包被同一塊ELISA板,對3份陽性血清和1份陰性血清樣本進行檢測,重復3個孔,其變異系數(shù)在2.55%~5.88%之間,表明該方法具有較好的批內(nèi)重復性。用4塊不同時間包被的ELISA板,對包括已知陰、陽性血清在內(nèi)的4份樣品進行檢測,重復3個孔,其變異系數(shù)介于3.08%~7.47%之間,表明所建立的間接ELISA方法具有較好的重復性。
2.4 ELISA的初步應用 應用初步建立的ELISA檢測方法對上海同濟醫(yī)院124份門診病人血清樣品和遼寧錦州醫(yī)學院156份門診病人血清樣品進行檢測,檢測結(jié)果顯示,上海市124份血清樣本中檢測出陽性43例(34.68%),遼寧省156份血清樣本中陽性62例(39.74%)。
ORF是基因序列的一部分,包含一段可以編碼蛋白的堿基序列,不能被終止子打斷。TTMV 的ORF1由大約675個氨基酸組成,主要編碼TTMV核衣殼蛋白,并包含一些保守序列,TTMV核衣殼蛋白具有若干N 糖基化功能區(qū),與TTV 和CAV 相似[11-12]。從2000年日本研究者首次報道了TTMV至今,不少研究學者都相繼報道了TTMV的流行病學調(diào)查結(jié)果。本試驗利用實驗室構(gòu)建并純化的重組蛋白TTMV-ORF1蛋白作為包被抗原,建立了檢測TTMV的間接ELISA檢測方法。
為了降低ELISA法的非特異性,首先以方陣滴定實驗調(diào)整好抗原最佳包被濃度為1.63 μg/mL,同時確定了血清的最佳稀釋倍數(shù)為1:320。為了避免因反應時間過短而引起的結(jié)果誤差以及因反應過長影響檢測的敏感性和特異性, 本研究對反應中的各項條件進行了優(yōu)化,結(jié)果顯示,用含5%脫脂奶粉37℃ 1 h進行封閉,待檢血清37 ℃作用1 h, 酶標二抗37 ℃作用1 h, 底物TMB顯色液37 ℃作用10 min,ELISA結(jié)果最好且重復性較好。
此外,本研究根據(jù)統(tǒng)計學方法通過對20份陰性血清樣品進行ELISA檢測,確定臨界值為0.211后,對上海市124份血清樣本中檢測出陽性43例(34.68%),遼寧省156份血清樣本中陽性62例(39.74%)。本研究建立的間接ELISA檢測方法具有靈敏度高、特異性強、操作簡單快速等特點,為TTMV的實驗室檢測及ELISA診斷試劑盒的制備提供了試驗依據(jù),具有較好的應用前景。
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