王艷斌,趙禮軍,申艷瑋
(1.河南省濟源市動物衛(wèi)生監(jiān)督所,河南濟源 459000;2.山東德州市畜產品質量安全監(jiān)督所經濟技術開發(fā)區(qū)分所,山東德州 253000)
豬偽狂犬病PCR與ELISA檢測方法研究進展
王艷斌1,趙禮軍1,申艷瑋2
(1.河南省濟源市動物衛(wèi)生監(jiān)督所,河南濟源 459000;2.山東德州市畜產品質量安全監(jiān)督所經濟技術開發(fā)區(qū)分所,山東德州 253000)
豬偽狂犬病(PR)在全球廣泛流行,給豬養(yǎng)殖業(yè)造成了嚴重的損失。如何實現(xiàn)對該病快速、準確、方便、價廉地的診斷具有重要意義。PCR和 ELISA具有操作簡便、靈敏度高、結果判定簡單、成本低等優(yōu)點,可廣泛應用于一線獸醫(yī)隊伍快速檢測PR。本文就PCR和ELISA技術在豬偽狂犬病診斷方面的最新研究情況進行了綜述,以期為PR的快檢快篩檢測提供參考。
豬偽狂犬?。粰z測;PCR;ELISA
豬偽狂犬?。≒seudorabies,PR)又稱奧葉基氏?。ˋujeszky's disease,AD)是由偽狂犬病毒(Pseudorabies Virus,PRV)造成的,以發(fā)熱和腦脊髓炎為主要特征的急性接觸性傳染病。豬是PRV主要宿主,隱性感染豬可長期帶毒并排毒,是該病的主要傳染源,是造成PRV在豬場中難以根除并長期流行的主要原因。各個年齡階段的豬均可感染PRV。幼齡哺乳仔豬發(fā)病率和死亡率可高達100%;成年豬感染無明顯臨床癥狀或呈隱性感染;妊娠母豬感染后發(fā)生流產和產死胎、木乃伊胎,種豬感染導致不育。PRV只有一個血清型。目前廣泛采用gE基因缺失株作為疫苗毒株[1]。1947年我國首次報道發(fā)現(xiàn)了該病,20世紀60~70年代出現(xiàn)強毒株并在全球散播,20世紀80年代該病在我國呈暴發(fā)式流行。該病呈全球流行性,給養(yǎng)豬業(yè)造成了嚴重的損失,目前該病仍在全國流行并出現(xiàn)了變異強毒株[2]。如何快速準確的檢測PRV以及隔離淘汰病豬,對PR的防控、治療與撲滅具有重要的意義。聚合酶鏈反應技術(PCR)和酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA),具有操作簡便、靈敏度高、結果判定簡單、成本低等優(yōu)點,廣泛的應用于快速檢測PRV,現(xiàn)就PCR和ELISA技術在PR診斷中的應用及研究進展進行簡要綜述。
目前有多種檢測PRV的PCR試劑盒上市。最新開發(fā)的PCR檢測方法多為多重RCR,可同時完成對多種常見豬病病原的檢測,有效增加了檢測范圍并提高了檢測效率。
2013年Ma等[3]設計了可以區(qū)別野生型PRV與疫苗毒株的nanoPCR。該方法通過檢測gB蛋白保守序列,來判定樣品中是否含有PRV;通過檢測是否含有疫苗毒株缺失的gE蛋白序列,來判定樣品是否感染野生型PRV,并使用該方法檢測110份接種過PRV疫苗的豬樣品發(fā)現(xiàn)仍然有53%的樣品感染野生型毒株。2015年Luo等[4]研發(fā)了可同時檢測PRV和豬博卡病毒(PBoV)的nanoPCR。該方法使用了兩對特異引物,可擴增出316 bp的PRV保守序列和996 bp 的PBoV保守序列,最低可檢測到6個PRV保守序列的重組質粒或95個PBoV保守序列的重組質粒,靈敏度較普通PCR分別提高了100倍和1000倍。使用該方法檢測550份臨床樣品,檢測結果與商品化PCR試劑盒相同。2015年Hu等[5]設計研發(fā)了可同時檢測豬瘟病毒、非洲豬瘟病毒、豬藍耳病病毒、PR和豬藍耳病病毒的普通PCR,該方法使用了5對特異性引物,在同一個反應中,其最低檢測限分別為為1.09×104、1.50×103、 2.10×103、1.30×103和 8.97×102個重組DNA質粒,使用該方法檢測46份臨床樣品,檢測結果與國標法檢測結果相同。
在應用qPCR檢測PRV方面。2010年Song等[6]開發(fā)了能夠檢最低檢測到1 × 102含目的蛋白重組質粒,的Taqman熒光探針qPCR方法,使用該方法和普通PCR平行檢測41份臨床樣品,檢測到32份呈陽性,普通PCR檢測到11份呈陽性,檢測靈敏度較普通PCR大幅提高,顯示了更好的應用前景。2012年Pérez 等[7]設計了可以同時檢測豬圓環(huán)病毒、豬細小病毒、PRV和Torque teno sus virus 1 型和2 型病毒的qPCR方法,該方法同時可以檢測到3.65×103到 5.04×103個含病毒目的 DNA的重組質粒。通過樣品檢測證明該方法的檢測結果與每種病毒的PCR檢測方法檢測結果一致。2014年Wu[8]建立了可同時檢測豬圓環(huán)病毒、豬藍耳病毒、PRV、豬瘟病毒、豬細小病毒、和乙型腦炎病毒等6種病毒的TaqMan探針qPCR方法,該方法最低能檢測到每毫升含有10 個豬圓環(huán)病毒、PRV、豬瘟病毒目的 DNA重組質粒,使用該方法檢測118份臨床樣品,與檢測單個病毒的PCR方法檢測結果符合率達99.2%。
在應用新PCR及相關技術檢測PRV方面。2015年Chen 等[9]運用Luminex公司基于PCR和磁珠技術開發(fā)的xMAP技術,開發(fā)出了可同時檢測PRV、豬藍耳病毒、豬圓環(huán)病毒、豬瘟病毒和豬細小病毒的方法。該方法可同時實現(xiàn)對RNA病毒和DNA病毒的實時定量檢測,且檢測速度快,在2h內便可完成檢測。通過檢驗臨床樣品證實,該方法的靈敏度高于普通PCR,與qPCR相同。2015年Zhang 等[10]開發(fā)了可以同時檢測豬藍耳病病毒、豬瘟病毒、豬細小病毒、豬流感病毒(H1和H3亞型)、豬圓環(huán)病毒、PRV和乙型腦炎病毒,共計9種病毒的GeXP(Genome Lab Gene Expression Prof i ler)方法。該方法使用了9對檢測引物,引物由5'端通用檢測引物和與之相連的擴增單個病毒目的DNA片段引物構成,該方法檢測單種病毒時,最低檢測到含病毒目的DNA的重組質粒濃度分別為1000 個/μL 含PRV的重組質粒,100個/μL含豬瘟病毒、豬細小病毒、豬圓環(huán)病毒和乙型腦炎病毒目的基因的重組質粒,10 個/μL含豬流感病毒(H1和H3亞型)和豬藍耳病病毒目的基因的重組質粒。使用該方法檢測114 份臨床樣品,檢測結果與使用單種病毒qCPR或RT-PCR檢測結果相符合,并且具有相同的檢測敏感性和特異性。
此外,很多文獻對檢測PRV的PCR方法進行了系統(tǒng)、科學、嚴謹?shù)卦u判,有效證明了在檢測PRV方面,PCR具有良好的特異性和靈敏性,可大規(guī)模推廣應用。2012年 Zanella等[11]使用病毒分離法和qPCR同時檢測1027份臨床鼻拭子,統(tǒng)計結果顯示:與病毒分離方法相比,檢測 gB蛋白編碼DNA的qPCR靈敏度為94.6%,特異度為71.0% ;檢測 gE蛋白編碼DNA的qPCR靈敏度為94.6%,特異度為 79.3%,證明了qPCR是一種方便快捷有效的PRV檢測方法。2013年,Pol等[12]使用Adiagène公司開發(fā)的商品化ADIAVET qPCR試劑盒檢測多種臨床樣品,檢測結果與病毒分離方法一致,證明了該方法具有良好的檢測特異性和靈敏性,適用于臨床樣品的快速準確檢驗。
目前商品化ELISA試劑盒多通過檢測gE蛋白或相關抗體,以區(qū)分疫苗免疫豬和野毒感染豬,通過檢測gB蛋白抗體評價疫苗免疫效果。牛春玲等[13]統(tǒng)計了2004年之前ELISA在PR檢測方面應用,系統(tǒng)介紹了直接ELISA、間接ELISA、競爭ELISA、斑點ELISA(dot-ELISA)、SPA-ELISA、雙抗體夾心ELISA、單抗夾心ELISA等多種方法在PRV或其抗體檢測方面的應用。目前對利用ELISA方法檢測PR的研究仍在繼續(xù),主要集中于表達具有良好生物活性的PRV蛋白或肽段,來開發(fā)成本更低、特異性更高的ELISA試劑盒。在生產方面對提高ELISA試劑盒的穩(wěn)定性、可重復性不良和減少假陽性的工作一直在進行中。
2003年Ao等[14]使用畢赤酵母表達的重組蛋白,制備了可以區(qū)分疫苗毒株免疫豬和野毒株感染豬的間接ELISA試劑盒,該試劑盒使用重組蛋白包被ELISA板以檢測血清中的抗原,將 gE基因151~714位DNA序列克隆到畢赤酵母菌表達系統(tǒng)質粒中,獲得了目的蛋白質,隨后使用該蛋白包被ELISA板。使用該方法和IDEXX公司同類試劑盒檢測了348份臨床樣品,統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)兩者的檢測結果無顯著差異。2004年倪健強等[15]采用大腸桿菌表達系統(tǒng)表達了gE蛋白抗原反應區(qū),并且不含信號肽、胞內區(qū)和跨膜區(qū)的主要抗原表位區(qū),獲得了大小約為63 kD的重組可溶性蛋白,將其純化為ELISA抗原,制備了具有良好特異性和敏感性的PRV ELISA鑒別診斷方法。使用該方法檢測400份送檢血清樣品,結果分析表明,其檢測結果與PRV全病毒制備的ELISA檢測方法檢測結果符合率95%以上,與基于抗gE 蛋白單抗競爭性ELISA檢測方法檢測結果的符合率為94%,表明此方法可用于區(qū)分PRV疫苗免疫豬和PRV野毒感染豬。2008年Gómez等[16]使用桿狀病毒表達的重組蛋白制備了可以區(qū)分疫苗毒株免疫豬和野毒株感染豬的間接ELISA試劑盒,其具有成本低,特異性強的優(yōu)點。其桿狀病毒表達系統(tǒng)表達了經剪輯的PRV gE 基因,與野生型gE蛋白質相比,該重組蛋白去除了信號肽和跨膜域。使用該方法檢測101份已知血清樣品,檢測結果與INGENASE和IDEXX公司ELISA試劑盒檢測結果無顯著差異。2011年Serena 等[17]使用桿狀病毒表達系統(tǒng)表達了包含藍舌病NS1蛋白和PRV gE蛋白主要抗原肽段的重組蛋白,其中藍舌病NS1蛋白能自我折疊形成具有良好免疫源性的螺旋結構并有助于重組蛋白純化,PRV gE蛋白主要抗原肽段與 NS1蛋白C端連接并在排列于NS1蛋白螺旋結構表面形成了完整的空間構象并具有良好的生物學活性,使用該重組蛋白做為抗原包被ELISA板,成功制備了區(qū)分疫苗毒株免疫豬和野毒株感染豬的間接ELISA試劑盒。
目前多種疾病在豬群中流行,多以混合感染為主,給豬病的檢測帶來了挑戰(zhàn)。疫苗廣泛的用于疾病的預防與控制,對用傳統(tǒng)的血清學方法診斷豬病造成了嚴重干擾。PR給我國的豬養(yǎng)殖業(yè)造成了嚴重損失,PRV基因缺失疫苗被廣泛應用于該病的預防,快速準確檢測PR對該病的預防、治療、控制和消滅具有重要的意義。與病毒分離、中和實驗等方法相比,PCR和ELISA技術具有成本低、簡便快捷、靈敏度高等優(yōu)點,更適合PR快速檢測和基層檢測。隨著技術的發(fā)展,PCR和ELISA檢測靈敏度和準確度都得到了提高,還在向朝著降低生產和檢測成本的方向發(fā)展,且PCR還實現(xiàn)了對多種疾病的同時檢測。通過不斷改進與完善,PCR和ELISA在PR及豬病檢測方面將會發(fā)揮更大的作用。
[1] 殷震.動物病毒學[M].2版.北京:科學出版社,1900.
[2] SUN Y,LUO Y,WANG C H,et al. Control of swine pseudorabies in China:Opportunities and limitations[J]. Vet Microbiol,2016,183:119-124. doi:10.1016/ j.vetmic.2015.12.008.
[3] MA X,CUI Y,QIU Z,et al. A nanoparticle-assisted PCR assay to improve the sensitivity for rapid detection and differentiation of wild-type pseudorabies virus and gene-deleted vaccine strains [J]. J Virol Methods,2013,193(2):374-378. doi:10.1016/j.jviromet.2013.07.018.
[4] LUO Y,LIANG L,ZHOU L,et al. Concurrent infections of pseudorabies virus and porcine bocavirus in China detected by duplex nanoPCR [J]. J Virol Methods,2015,219:46-50. doi:10.1016/j.jviromet.2015.03.016.
[5] HU L,LIN X Y,YANG Z X,et al. A multiplex PCR for simultaneous detection of classical swine fever virus,African swine fever virus,highly pathogenic porcine reproductive and respiratory syndrome virus,porcine reproductive and respiratory syndrome virus and pseudorabies in swines[J]. Pol J Vet Sci. 2015;18(4):715-723.doi:10.1515/pjvs-2015-0093.
[6] SONG C,ZHU C,ZHANG C,et al. Detection of porcine parvovirus using a taqman-based real-time pcr with primers and probe designed for the NS1 gene[J]. Virol J,2010,7:353.doi: 10.1186/1743-422X-7-353.
[7] PéREZ L J,PERERA C L,F(xiàn)RíAS M T A,et al. multiple SYBR Green I-based real-time PCR system for the simultaneous detection of porcine circovirus type 2,porcine parvovirus,pseudorabies virus and Torque teno sus virus 1 and 2 in pigs[J]. J Virol Methods,2012,179(1):233-241. doi:10.1016/j.jviromet.2011.11.009.
[8] WU H,RAO P,JIANG Y A,et al. sensitive multiplex real-time PCR panel for rapid diagnosis of viruses associated with porcine respiratory and reproductive disorders[J].Mol Cell Probes,2014,28(5/6):264-270. doi:10.1016/ j.mcp.2014.07.001.
[9] CHEN R,YU XL,GAO XB,et al. Bead-based suspension array for simultaneous differential detection of fi ve major swine viruses[J]. Appl Microbiol Biotechnol.2015,99(2):919-928.doi:10.1007/s00253-014-6337-8.
[10] ZHANG M,XIE Z,XIE L,et al.Simultaneous detection of eight swine reproductive and respiratory pathogens using a novel GeXP analyser-based multiplex PCR assay[J]. J Virol Methods,2015,224:9-15. doi:10.1016/ j.jviromet.2015.08.001.
[11] ZANELLA E L,MILLER L C,LAGER K M,et al. Evaluation of a real-time polymerase chain reaction assay for Pseudorabies virus surveillance purposes[J]. J Vet Diagn Invest,2012,24(4):739-745. doi: 10.1177/1040638712447279.
[12] POL F,DEBLANC C,OGER A,et al. Validation of a commercial real-time PCR kit for specific and sensitive detection of Pseudorabies[J]. J Virol Methods.2013,187(2):421-423.doi: 10.1016/j.jviromet.2012.11.007.
[13] 牛春玲,祁小樂,崔保安,等. ELISA在豬偽狂犬病診斷中的應用[J]. 動物醫(yī)學進展,2004,25(3):16-18.
[14] AO J Q,WANG J W,CHEN X H,et al. Expression of pseudorabies virus gE epitopes in Pichia pastoris and its utilization in an indirect PRV gE-ELISA[J]. J Virol Methods,2003,114(2):145-150.
[15] 倪健強,張春玲,童光志,等.偽狂犬病病毒gE基因主要抗原表位區(qū)的原核表達及其在疫苗接種和自然感染鑒別診斷中的應用[J]. 生物工程學報,2004,20(4):526-531.
[16] GóMEZ-S S,PéREZ-F D M,Gómez-C E,et al. DIVA diagnostic of Aujeszky′s disease using an insect-derived virus glycoprotein E[J].J Virol Methods,2008,153(1):29-35. doi: 10.1016/j.jviromet.2008.06.017.
[17] SERENA M S,METZGE,CORVA S G,et al. A differential ELISA based on recombinant immunodominant epitopes of the gE gene of SHV-1 in a baculovirus-insect cell system to discriminate between pigs infected naturally with pseudorabies and vaccinated pigs[J]. J Virol Methods,2011,171(2):388-393. doi: 10.1016/j.jviromet.2010.12.005.
(責任編輯:孫榮釗)
Advances in PCR and ELISA Methods for the Detection of Porcine Pseudorabies
Wang Yanbin1,Zhao Lijun1,Shen Yanwei2
(1. Jiyuan Animal Health Supervision Institution,Jiyuan,Henan 459000;2. Economic And Technological Development Zone Branch Off i ce of Dezhou City Animal Products Quality and Safety Supervision Station,Dezhou,Shandong 253000)
Porcine pseudorabies (PR) is distributed world wide and causes great harms for pig farming industry. The fast,accurate,convenient and inexpensive diagnosis of the disease is of great signif i cance. PCR and ELISA methods have the advantages of simple operation,high sensitivity,simple result determination and low cost. They are widely used for the detection of PR in the fi eld. In this paper,the latest research for diagnosing porcine pseudorabies with PCR and ELISA methods were summarized,so as to provide reference in terms of quickly detection for PR.
porcine pseudorabies(PR);detection;PCR;ELISA
S851.33
:A
:1005-944X(2017)06-0074-04
10.3969/j.issn.1005-944X.2017.06.022