張 娜,李書光,陳金龍,胡琳琳,沈志強(qiáng)
2.山東省濱州畜牧獸醫(yī)研究院,濱州 256600
支原體是一類缺乏細(xì)胞壁的最小微生物,能在細(xì)胞培養(yǎng)中生長(zhǎng)繁殖。目前支原體污染組織、細(xì)胞、疫苗的現(xiàn)象越來越嚴(yán)重,據(jù)統(tǒng)計(jì),有36%~87%的細(xì)胞株被支原體污染[1-2],其中豬鼻支原體、口腔支原體、精氨酸支原體、發(fā)酵支原體、萊氏無膽甾支原體占全部污染的98%[3],其余的僅占2%。支原體污染嚴(yán)重時(shí),宿主細(xì)胞特性發(fā)生變化,包括生長(zhǎng)特性、酶結(jié)構(gòu)、染色體及細(xì)胞膜成分并誘導(dǎo)細(xì)胞病變,影響細(xì)胞的功能和代謝[4]。因此,受支原體污染的細(xì)胞、組織等用于疫苗生產(chǎn)將產(chǎn)生不良后果。支原體檢測(cè)方法主要有分離培養(yǎng)法、電鏡法、血清學(xué)方法以及核酸探針法等,但都存在著種種不足[5],本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用傳統(tǒng)培養(yǎng)和PCR技術(shù)相結(jié)合的方法,綜合利用傳統(tǒng)培養(yǎng)方法的精準(zhǔn)和PCR檢測(cè)方法的快速,大大提高了檢測(cè)效率,又不失其精準(zhǔn)度。
1.1 材料 雞滑液囊支原體和豬鼻支原體購自中國(guó)獸醫(yī)藥品監(jiān)察所,Taq DNA 聚合酶、DL2000、p MD-18T均購自大連寶生生物工程有限公司,改良Frey氏液體培養(yǎng)基和固體培養(yǎng)基、支原體液體培養(yǎng)基和固體培養(yǎng)基均參照《中國(guó)獸藥典》制備。1.2 方法
1.2.1 PCR引物的設(shè)計(jì)與合成 根據(jù)GenBank中報(bào)道的支原體基因序列及其他細(xì)菌基因序列就行同源性比對(duì)分析,設(shè)計(jì)合成4條引物,Z-1,Z-2,Z-J和Z-Z。Z-1和Z-2一對(duì)引物參考倪紅霞等[6],在此基礎(chǔ)上補(bǔ)充2條下游引物Z-J和Z-Z,PCR擴(kuò)增片段大小為280 bp左右。
1.2.2 檢測(cè)樣品總DNA的提取 檢測(cè)樣品為本公司所生產(chǎn)的不同批號(hào)和來源的各種疫苗半成品、成品,細(xì)胞株,血清等。取樣品900μL,加入100μL 10%SDS和10μL protein K,55℃,水浴1 h后,酚氯仿抽提,沉淀用20μL滅菌水溶解,-20℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.3 PCR反應(yīng)體系 反應(yīng)體系為25μL。10×PCR Buffer 2.5μL(Mg2+),2.5 mmol/L d NTPs 2 μL,25μmol/L引物各1μL,模板2μL,Taq酶0.5 μL,補(bǔ)水至總體積為25μL;95℃預(yù)變性5 min,94℃變性40 s,55℃退火40 s,72℃延伸1 min,擴(kuò)增30個(gè)循環(huán),最后延伸10 min。擴(kuò)增后的PCR產(chǎn)物做1%瓊脂糖凝膠電泳,在紫外光下分析擴(kuò)增效果。1.2.4 檢測(cè)樣品中陽性產(chǎn)物的克隆和序列分析
使用DNA凝膠回收試劑盒回收280bp的目的片段,將回收的DNA與p MD18-T載體連接,連接產(chǎn)物轉(zhuǎn)化感受態(tài)E.coliDH5α。陽性克隆菌液送上海生工生物有限測(cè)序,分析污染支原體的種類。
1.2.5 培養(yǎng)法和PCR相結(jié)合檢測(cè)支原體污染方法的應(yīng)用 參照《中國(guó)獸藥典》檢驗(yàn)方案進(jìn)行培養(yǎng)法檢測(cè)支原體污染,同時(shí)樣品進(jìn)行PCR檢測(cè)。判定標(biāo)準(zhǔn)如下:若PCR檢測(cè)結(jié)果為陽性,判定生物制品為支原體感染;若PCR檢測(cè)結(jié)果為陰性,依培養(yǎng)法的結(jié)果為判定依據(jù)。
2.1 支原體標(biāo)準(zhǔn)株的PCR鑒定結(jié)果 我們用該引物擴(kuò)增支原體標(biāo)準(zhǔn)株豬鼻支原體和雞滑液囊支原體,結(jié)果顯示,2種支原體在280 bp處均有特異性條帶(圖1)。將特異性產(chǎn)物回收、測(cè)序,測(cè)序結(jié)果顯示,與豬鼻支原體和雞滑液囊支原體的核苷酸同源性為100%。
2.2 培養(yǎng)法和PCR相結(jié)合檢測(cè)支原體污染方法的應(yīng)用 共檢測(cè)生物制品樣品224份,判定為陽性的份數(shù)為25份。PCR陽性產(chǎn)物克隆、測(cè)序,結(jié)果經(jīng)Blast比對(duì)分析,我公司污染生物制品的主要是精氨酸支原體、口腔支原體和豬鼻支原體,為污染生物制品的常見支原體。
圖1 雞滑液囊支原體、豬鼻支原體的PCR擴(kuò)增結(jié)果M:Marker 2000;1:豬鼻支原體;2:雞毒支原體;3:空白對(duì)照Fig.1 The PCR results of Mycoplasma synoviae and Mycoplasma hyorhinisM:DL2000 Marker;1:Mycoplasma hyorhinis;2:Mycoplasma gallisepticum;3:Blank control
圖2 部分樣品的PCR檢測(cè)結(jié)果1:空白對(duì)照;2-8:樣品;9:陽性對(duì)照Fig.2 PCR results of some samples1:Blank control;2-8:Samples;9:Positive control
Z-1,Z-2上下游引物由倪紅霞等設(shè)計(jì)合成,特異性、靈敏度均較高,理論上可檢測(cè)出近30種支原體,包括最常污染細(xì)胞的5種支原體,且對(duì)污染細(xì)胞的細(xì)菌無特異性,在此基礎(chǔ)上補(bǔ)充2條下游引物,使該方法檢測(cè)支原體的種類涵蓋常見的生物制品支原體污染種類及生產(chǎn)中的弱毒和強(qiáng)毒。用該方法和傳統(tǒng)培養(yǎng)法同步檢測(cè)血清、疫苗、細(xì)胞株等樣品224份,PCR檢測(cè)出陽性25份,陽性率為11.2%,培養(yǎng)法檢出陽性13份,陽性率為5.8%,這說明PCR方法比傳統(tǒng)培養(yǎng)法靈敏、特異,且檢測(cè)時(shí)間大大縮短。
目前,支原體檢測(cè)方法比較多,最常用的是熒光染色法和培養(yǎng)法,熒光染色法具有檢驗(yàn)樣品的限制[7],而且因背景熒光的存在,使實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確。培養(yǎng)法作為檢測(cè)支原體污染的經(jīng)典方法,是其他各種檢驗(yàn)方法的標(biāo)準(zhǔn),具有不可替代性,但其也有自身的弱點(diǎn),其檢驗(yàn)周期較長(zhǎng),操作相對(duì)繁瑣。我們進(jìn)行檢測(cè)時(shí)將培養(yǎng)法和PCR方法同步進(jìn)行,為保證生物制品的純粹判定。該方案綜合利用PCR方法快捷和傳統(tǒng)培養(yǎng)法精準(zhǔn)的優(yōu)勢(shì),提高支原體污染陽性樣品的檢出速度,保證支原體陰性樣品檢驗(yàn)的合格率,為各企事業(yè)單位的生物制品和細(xì)胞系支原體污染提供一個(gè)更為切實(shí)可行的方案。
[1]Drexler HG,Uphoff CC.Mycoplasmacontamination of cell cultures:Incidence,sources,effects,detection,elimination,prevention[J].Cytotechnology,2002,39(2):75-90.DOI:10.1023/A:1022913015916
[2]Yin QS,Ma LR,Wang BN.Design and universal primers for the PCR detection ofMycoplasmaand their clinical application[J].Chin J Zoonoses,2000,16(3):61-62.(in Chinese)
尹秋生,馬立人,王北寧.支原體通用PCR引物的設(shè)計(jì)及在診斷的應(yīng)用[J].中國(guó)人獸共患病雜志,2000,16(3):61-62.
[3]Chen L.Detection and elimination ofMycoplasmacontamination of cell cultures[J].Lett Biotechnol,1998,9(4):294-299.(in Chinese)
陳琳.細(xì)胞培養(yǎng)過程中支原體污染的檢測(cè)和去除研究[J].生物技術(shù)通訊,1998,9(4):294-299.
[4]Jiang SD,Dai YX,Song RX,et al.Laboratory research in elimi-nation ofMycoplasmaof bovine serum[J].Yunnan Med,1993,3:52-54.(in Chinese)
姜述德,戴永祥,宋加仙,等.去除實(shí)驗(yàn)室牛血清中支原體的研究[J].云南醫(yī)藥,1993,3:52-54.
[5]Liu MJ,Zhang Y.Brief introduction ofMycoplasmadetection technology[J].Chin J Vet Sci Technol,2002,32(3):414-443.(in Chinese)
劉茂軍,張映.支原體檢測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)介[J].中國(guó)獸醫(yī)科技,2002,32(3):414-443.
[6]Ni HX,Chen LM,Zhang L.Species-specific PCR for identification of common contaminationMycoplasmain cell culture[J].J Beijing Univ(Nat Sci),2007,8(6):510-512.(in Chinese)
倪紅霞,陳立梅,張雷.支原體種屬特異性PCR引物的設(shè)計(jì)及對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)物支原體的檢測(cè)[J].北華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2007,8(6):510-512.
[7]Yu H,Du YF,Yan YB.Comparison of DNA fluorescent staining and cultivation used for detection ofMycoplasma[J].J Anhui Agri,2010,38(8):4039-4041.(in Chinese)
余華,杜永鳳,嚴(yán)玉寶.DNA熒光染色法和培養(yǎng)法在支原體檢測(cè)中的比較[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,38(8):4039-4041