楊 妮,韓佃剛,楊云慶,葉玲玲,李 靜,周思佳,宿 放,艾 軍,信吉閣
(1.云南農(nóng)業(yè)大學動物醫(yī)學院,云南昆明 650201;2.昆明海關(guān)技術(shù)中心,云南昆明 650200)
貓傳染性腹膜炎(feline infectious peritonitis,F(xiàn)IP)是一種由貓傳染性腹膜炎病毒(feline infectious peritonitis virus,F(xiàn)IPV)感染引起的病毒性傳染病,主要臨床癥狀表現(xiàn)為腹膜炎、腹腔積液及各類臟器腫大[1],是影響?zhàn)B貓業(yè)發(fā)展的重要疾病之一。FIPV 屬于冠狀病毒科冠狀病毒屬,為不分節(jié)段的RNA 病毒,基因組全長29.2 kb,其病毒蛋白包括4種結(jié)構(gòu)蛋白[棘突蛋白(S)、包膜蛋白(E)、膜蛋白(M)、核衣殼蛋白(N)],5 種輔助蛋白(3a、3b、3c、7a、7b)及2 種非結(jié)構(gòu)蛋白(1a 和1b)[2]。其中,編碼M 蛋白和N 蛋白的基因相對保守,適合作為FIPV 檢測的分子靶標[3]。
FIP 常用的診斷方法有臨床診斷和實驗室診斷。臨床診斷取決于診斷者經(jīng)驗及患病貓的臨床表現(xiàn),患病貓初期臨床癥狀不明顯,病程進展有較大差異,常因誤診而貽誤治療,最終導致病貓死亡。實驗室診斷包括病理學檢查、血清學檢測和病原學檢測等[4]。病理學檢測耗時較長,制作復雜;血清學檢測適合于滲出型FIP,對于非滲出型FIP 存在一定的局限性;常規(guī)RT-PCR 檢測靈敏度低,容易出現(xiàn)假陰性,熒光定量RT-PCR 方法與常規(guī)RT-PCR 檢測方法相比,具有準確性好、靈敏度高和特異性強等優(yōu)點[5-6]。本研究以FIPVN基因為靶序列,設計合成特異性引物及TaqMan 探針,建立了一種FIPV 實時熒光定量RT-PCR 檢測方法,并對該方法的特異性、靈敏度和重復性進行了試驗,以期為提高FIPV 檢測效率和FIPV 精準防控提供技術(shù)支撐。
1.1 材料
1.1.1 病毒 狂犬病毒(RV)、貓皰疹病毒(FHV)、貓杯狀病毒(FCV)、貓細小病毒(FPV)、犬流感病毒(CIV)、犬瘟熱病毒(CDV),由昆明海關(guān)技術(shù)中心動檢實驗室提供。
1.1.2 主要試劑和儀器 病毒RNA/DNA 提取試劑盒,購自寶日醫(yī)生物技術(shù)有限公司;One step qRT-PCR Probe Kit,購自南京諾唯贊生物科技股份有限公司;StepOne Plus Real-Time PCR System,購自ABI 公司;PUC57-FIPV-N重組質(zhì)粒,由昆明擎科生物科技有限公司合成;5430R 高速臺式離心機,購自德國Eppendorf 公司;-80 ℃冰箱,購自日本SANYO 公司。
1.1.3 引物和探針設計 下載GenBank 公布的FIPVN基因序列,利用DNAMAN 生物學信息軟件分析其保守區(qū)域,用Primer 5 軟件設計特異性引物和TaqMan 探針(表1),送至昆明擎科生物科技有限公司合成。
1.2 方法
1.2.1 病毒核酸提取 按照RNA/DNA 提取試劑盒操作說明書分別提取FIPV、RV、FCV、CIV、CDV 的RNA 和FHV、FPV 的DNA,置于-20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.2 反應體系優(yōu)化及擴增條件 以陽性重組質(zhì)粒為模板,最低檢測Ct 值為標準,優(yōu)化熒光定量RT-PCR 反應條件。反應體系20.0 μL:上下游引物各0.4 μL,TaqMan 探針0.2 μL,2×RT-PCR Buffer 10.0 μL、25×RT-PCR Enzyme Mix 1.0 μL、50×Rox 0.4 μL、模板1.0 μL,用ddH2O 補充總體積至20.0 μL。參照酶的說明書設置引物濃度為10 pmol/μL,調(diào)整探針濃度分別為2、5、10 μmol/L。擴增條件:55 ℃ 15 min;95 ℃ 30 s;95 ℃ 10 s,60 ℃ 30 s(此步驟收集熒光信號),45 個循環(huán)。
1.2.3 特異性試驗 采用建立的熒光定量RT-PCR 檢測方法,分別對FIPV、RV、FCV、CIV、CDV、FHV、FPV 核酸進行檢測,評價方法的特異性。
1.2.4 標準曲線建立和靈敏度試驗 使用微量核酸蛋白分析儀測定標準陽性重組質(zhì)粒濃度,根據(jù)公式計算拷貝數(shù)(拷貝數(shù)=6.02×1023×DNA濃度/質(zhì)量MW,MW=DNA 堿基數(shù)×330),得到拷貝數(shù)濃度為3.4×1011copies/μL。對陽性重組質(zhì)粒進行10 倍梯度稀釋,使?jié)舛确秶鸀?.4×108~3.4×101copies/μL。采用建立的熒光定量RT-PCR 檢測方法,對上述系列稀釋樣品進行測定,繪制標準曲線并評價方法的靈敏度。
1.2.5 重復性試驗 選取拷貝數(shù)濃度為3.4×108、3.4×106、3.4×104、3.4×102copies/μL的陽性質(zhì)粒,采用同批次配制的熒光定量RT-PCR反應體系進行檢測,每個模板設置3 個重復,計算批內(nèi)變異系數(shù);采用不同批次配制的熒光定量RT-PCR 反應體系進行檢測,每個模板設置3 個重復,計算批間變異系數(shù),評價方法的穩(wěn)定性。變異系數(shù)計算公式為CV=(標準偏差SD/平均值Mean)×100%。
2.1 反應體系優(yōu)化
結(jié)果(圖1)顯示,最終確定探針濃度為10 μmol/L。優(yōu)化后的反應體系:2×RT-PCR Buffer 10.0 μL,25×RT-PCR Enzyme Mix 1.0 μL,上 下游引物(10 pmol/μL)各0.4 μL,TaqMan 探針0.2 μL,50×Rox 0.4 μL,模板1.0 μL,用ddH2O補充總體積至20.0 μL。
圖1 探針濃度優(yōu)化結(jié)果
2.2 特異性試驗 利用建立的熒光定量PCR 檢測方法分別對FIPV、RV、FCV、CIV、CDV、FPV、FHV 核酸進行檢測。結(jié)果(圖2)顯示,該方法僅對FIPV 有特異性擴增,而對上述其他病毒均無擴增,表明該方法具有較強的特異性。
圖2 特異性試驗結(jié)果
2.3 標準曲線建立和靈敏度試驗 采用熒光定量RT-PCR 方法檢測系列稀釋的陽性重組質(zhì)粒,以標準品拷貝數(shù)的對數(shù)值為橫坐標,以測得的Ct 值為縱坐標,繪制標準曲線。得到標準曲線方程為y=38.445 0 -3.308 3x,可信度(R2)為0.998 9,擴增效率(E)為100.5%(圖3)。對陽性重組質(zhì)粒進行10 倍梯度稀釋,評價方法的靈敏度,結(jié)果(圖4)顯示,當陽性質(zhì)粒拷貝數(shù)濃度為3.4 copies/μL 時,仍可見明顯擴增曲線,表明本檢測方法對FIPV 的檢測靈敏度為3.4 copies/μL。
圖3 標準曲線
圖4 靈敏度試驗結(jié)果
2.4 重復性試驗 選取3.4×108、3.4×106、3.4×104、3.4×102copies/μL 的陽性質(zhì)粒模板,用本試驗建立的熒光定量RT-PCR 方法進行批內(nèi)、批間重復性測試。結(jié)果(表2)顯示,該方法的批內(nèi)變異系數(shù)為0.99%~4.13%,批間變異系數(shù)為1.29%~4.64%,表明該方法重復性較好。
表2 重復性試驗結(jié)果
FIPV 于1963 年被首次報道,目前其檢測方法仍在不斷發(fā)展中,特別是在貓沒有出現(xiàn)體腔積液的情況下[7]。FIP 常用的診斷方法包括病理學檢測、血清學檢測、免疫組織學檢測和RT-PCR 檢測等[8]。RT-PCR 方法是擴增和檢測核酸的技術(shù),但其靈敏度低,當腹腔積液中FIPV 含量較少時,容易造成漏檢,導致假陰性結(jié)果。實時熒光定量RT-PCR 技術(shù)具有高效、快速、定量檢測病原核酸等優(yōu)勢[9],已廣泛應用于多種病原的檢測工作。熒光定量RT-PCR 分為染料法和探針法,熒光染料如SYBR Green I 能直接與DNA 雙鏈結(jié)合,結(jié)合后產(chǎn)生的熒光信號可被儀器監(jiān)測,熒光強度與DNA 含量成正比,但由于熒光染料能夠結(jié)合反應體系里所有的dsDNA 雙螺旋小溝區(qū)域,因此特異性不如探針法強,且對引物的特異性要求很高[10]。探針法是在上下游引物之間插入一條熒光標記探針,熒光探針與目的模板特異性結(jié)合,可大幅提高檢測特異性和靈敏度。
目前已有相關(guān)學者建立了FIPV 熒光定量RT-PCR 檢測方法。如:王元紅等[11]針對FIPVN基因設計1 對特異性引物,通過條件優(yōu)化,建立了一種FIPV 的SYBR Green I 實時熒光定量RT-PCR方法,其最低檢出量為102copies/μL,靈敏度低于本研究建立的探針法;Dunbar 等[12]建立了一種從腸系膜淋巴結(jié)、細針抽吸物中檢測非滲出性FIPV的熒光定量RT-PCR 檢測方法,敏感性為90.0%,特異性為96.1%,使非滲出性FIPV 檢測成為可能;Fish 等[3]用雙標記寡核苷酸TaqMan 探針熒光定量RT-PCR 方法對205 只貓樣本進行檢測,結(jié)果發(fā)現(xiàn)了1 例陽性病例;Doenges 等[5]評估了熒光定量RT-PCR 方法檢測貓外周血單個核細胞、血清和無細胞體腔積液的靈敏性和特異性,結(jié)果顯示該方法特異性為100%。
本研究建立的TaqMan 熒光定量PCR 方法靈敏度高,最低檢測限為3.4 copies/μL;特異性強,與RV、FHV、FCV、FPV、CIV、CDV等均無交叉反應;重復性好,批內(nèi)變異系數(shù)為0.99%~4.13%,批間變異系數(shù)為1.29%~4.64%,可成為FIPV 快速有效的檢測手段。