于新友,張 穎,李天芝
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鴨圓環(huán)病毒病(Duck circovirus disease,DuCVD)是由鴨圓環(huán)病毒(Duck circovirus,DuCV)感染引起的一種免疫抑制性疾病[1]。各品種和日齡鴨均可感染發(fā)病,臨床表現(xiàn)為羽毛發(fā)育不良、脫落、生長(zhǎng)緩慢、飼料轉(zhuǎn)化率降低、消瘦和貧血等[2]。單純感染DuCV時(shí),一般僅造成鴨零星死亡,但該病毒感染后可造成鴨免疫抑制,容易混合感染或繼發(fā)其他疾病,致鴨死亡率升高,給養(yǎng)鴨業(yè)造成了經(jīng)濟(jì)損失。2003年Hattermann等[3]首先報(bào)道該病,隨后世界各地均有相關(guān)報(bào)道,2006年Chen等[4]在我國臺(tái)灣地區(qū)檢測(cè)到DuCV感染,2006年姜世金等在我國大陸地區(qū)鴨群中檢測(cè)到DuCV感染。近年來,DuCV在我國鴨群中的感染及混合感染病例呈上升趨勢(shì)[5],引起獸醫(yī)界的高度關(guān)注。
DuCV屬圓環(huán)病毒科圓環(huán)病毒屬,病毒粒子呈圓形或二十面體對(duì)稱,無囊膜,直徑約為15~16 nm,是目前已知最小的鴨病毒。該病毒對(duì)外界環(huán)境抵抗力強(qiáng),一旦感染鴨群很難被清除,且目前尚不能在體外培養(yǎng)。DuCV是單鏈環(huán)狀DNA病毒,基因組長(zhǎng)約2.0 kb,有2個(gè)主要的閱讀框ORFV1和ORFC1,分別編碼與病毒復(fù)制有關(guān)的Rep蛋白和核衣殼蛋白Cap蛋白,病毒可分為DuCV-1和DuCV-2基因型。本文對(duì)DuCV診斷方法研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述,以期為該病的快速診斷和防控提供參考。
IFA的基本原理是先用一抗處理待檢細(xì)胞,形成抗原抗體復(fù)合物,再加入熒光標(biāo)記抗體,在相應(yīng)條件下孵育,采用熒光顯微鏡進(jìn)行檢測(cè),如果發(fā)出熒光則表明有病毒粒子存在。張興曉[6]根據(jù)已發(fā)表的DuCV LY0701株Cap基因序列,設(shè)計(jì)1對(duì)引物,成功擴(kuò)增出目的片段,連接表達(dá)載體pGEX-6P-1,轉(zhuǎn)化感受態(tài)BL21,成功表達(dá)出重組蛋白,將蛋白純化后免疫BALB/c小鼠,制備抗血清Ab-Cap,建立了DuCV IFA檢測(cè)方法,應(yīng)用于臨床病料檢測(cè)。結(jié)果顯示,法氏囊、肝臟和胸腺病料樣品中的病毒含量依次減少。
ELISA是指將抗原或抗體包被到特定反應(yīng)板上,利用抗原抗體結(jié)合原理,加入相應(yīng)抗體或抗原進(jìn)行反應(yīng),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)抗原或抗體的定量或定性檢測(cè),適合大批量樣本同時(shí)檢測(cè),主要應(yīng)用于抗體檢測(cè)。蘇小東等[7]對(duì)鴨群進(jìn)行DuCV血清流行病學(xué)調(diào)查,用原核表達(dá)了全長(zhǎng)DuCV Cap蛋白,表達(dá)的重組蛋白免疫原性良好,重蛋白純化后作包被抗原,應(yīng)用30份DuCV抗體陰性血清和16份DuCV抗體陽性血清,建立了檢測(cè)DuCV抗體的間接ELISA方法,用建立的方法檢測(cè)從江蘇省部分鴨場(chǎng)收集的陽性血清,發(fā)現(xiàn)DuCV抗體陽性率約為26.7%(38/142)。
核酸探針技術(shù)是常用的分子生物學(xué)診斷技術(shù),具有操作簡(jiǎn)單、不受抗原抗體反應(yīng)的限制和結(jié)果易于判定等優(yōu)點(diǎn),適合在基層推廣使用。Zhang等[8]利用PCR方法擴(kuò)增出DuCV基因片段約228 bp,然后用地高辛標(biāo)記,建立斑點(diǎn)雜交方法,最小可檢測(cè)13.2 pg DuCV目的基因片段。鄒金峰等[9]用地高辛標(biāo)記DuCV全基因組克隆制成核酸探針。特異性檢測(cè)結(jié)果顯示,探針僅能與DuCV的核酸發(fā)生陽性雜交反應(yīng),與其他常見鴨病毒病核酸均無雜交反應(yīng);敏感性結(jié)果表明,該探針對(duì)DuCV的最低檢出量約為5 pg DuCV的DNA。
常規(guī)PCR方法是根據(jù)網(wǎng)上公開的病原基因序列,比對(duì)分析后查找保守區(qū)域部分,設(shè)計(jì)相應(yīng)引物,通過DNA聚合酶的作用,采用PCR儀,在體外大量擴(kuò)增目的基因,通過瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)擴(kuò)增產(chǎn)物,從而判定檢測(cè)結(jié)果,是一種快速、簡(jiǎn)便、特異的診斷方法。李志國等[10]根據(jù)DuCV-1和DuCV-2 Cap基因保守序列,分別設(shè)計(jì)2對(duì)不同的特異性引物,優(yōu)化反應(yīng)擴(kuò)增條件后,建立了能同時(shí)檢測(cè)這2種不同基因型的雙重PCR檢測(cè)方法。該方法檢測(cè)的敏感性為1拷貝的DuCV DNA。對(duì)山東省6個(gè)不同鴨場(chǎng)收集的病料樣品進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)鴨場(chǎng)中DuCV-1和DuCV-2的混合感染率為50.0%(3/6),DuCV-2單一感染率約為33.33%(2/6)。
限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性聚合酶鏈反應(yīng)即PCRRFLP技術(shù),其基本操作是先用PCR擴(kuò)增目的基因,再將其用特定的限制性內(nèi)切酶切成大小不等的片段,通過電泳檢測(cè)基因大小,從而實(shí)現(xiàn)病毒的分類或分型檢測(cè)。萬春和等[11]根據(jù)DuCV-1和DuCV-2復(fù)制相關(guān)蛋白基因編碼區(qū)核苷酸序列特征,建立一種鑒別DuCV-1和DuCV-2的聚合酶聯(lián)反應(yīng)-限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性(PCR-RFLP)方法。結(jié)果表明,特異性的PCR引物可同時(shí)對(duì)DuCV-1和Du CV-2進(jìn)行擴(kuò)增,獲得約616 nt大小的目的片段。將獲得的PCR產(chǎn)物經(jīng)KpnⅠ酶切后,發(fā)現(xiàn)KpnⅠ酶切DuCV-1擴(kuò)產(chǎn)物后條帶無任何變化,而DuCV-2 PCR擴(kuò)增產(chǎn)物被切成約360 nt和256 nt 2種不同大小的基因片段。
套式PCR是根據(jù)1種病原的基因保守序列,設(shè)計(jì)2對(duì)不同的引物,即外引物和內(nèi)引物,先以病原核酸為模板,用外引物進(jìn)行擴(kuò)增,再將擴(kuò)增產(chǎn)物作為模板,用內(nèi)引物進(jìn)行第2次擴(kuò)增,從而大大提高了檢測(cè)敏感性。由于是以第1次擴(kuò)增產(chǎn)物為模板,因此如果第2次能成功擴(kuò)增目的基因,則表明方法具有良好的特異性。柴順秀等[12]根據(jù)GenBank發(fā)布的DuCV保守區(qū)基因組序列,設(shè)計(jì)合成內(nèi)、外2對(duì)引物,通過PCR反應(yīng)條件的優(yōu)化,建立了套氏PCR檢測(cè)DuCV的方法。該法對(duì)4種其他鴨病原的擴(kuò)增結(jié)果均為陰性,第1輪和第2輪檢測(cè)的名感性分別為10 pg和0.1 pg,是常規(guī)PCR方法敏感性的100倍。蔡銳等[13]根據(jù)GenBank發(fā)布的DuCV序列,采用生物軟件,設(shè)計(jì)2對(duì)引物,即外引物對(duì)和內(nèi)引物對(duì),建立了DuCV套氏PCR檢測(cè)方法。應(yīng)用建立的方法對(duì)從安徽不同鴨場(chǎng)采集的胸腺、肝臟、法氏囊等不同組織器官進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)套氏PCR擴(kuò)增的目的基因大小為340 bp,該方法特異性好,對(duì)正常鴨胚、健康鴨肝臟和8種常見鴨病原擴(kuò)增結(jié)果均為陰性,外引物第1次擴(kuò)增檢測(cè)的敏感性為1 ng DuCV DNA,內(nèi)引物第2次擴(kuò)增檢測(cè)的敏感性為1 fg DuCV DNA,檢測(cè)敏感性是單純用外引物的106倍。
多重PCR是在PCR反應(yīng)體系中加入多種引物,同時(shí)檢測(cè)2種或以上疾病,可實(shí)現(xiàn)多種疾病的快速檢測(cè)篩查,特異性好,效率高,成本低,在臨床診斷中應(yīng)用廣泛。許宗麗等[14]等根據(jù)DuCV、鴨瘟病毒和鴨源新城疫病毒基因保守序列,分別設(shè)計(jì)3對(duì)特異性引物,通過優(yōu)化PCR反應(yīng)條件,建立了檢測(cè)這3種疾病的多重PCR檢測(cè)方法,對(duì)DuCV、鴨瘟病毒和鴨源新城疫病毒3種病毒核酸擴(kuò)增的目的基因大小分別為338、576和823 bp,檢測(cè)的敏感性分別為 4.67×102、1.12×103和2.59×103拷貝/μL。張艷芳等[15]針對(duì)Gen Bank中坦布蘇病毒E基因和DuCV REP基因的保守序列,設(shè)計(jì)合成了2對(duì)引物,通過優(yōu)化反應(yīng)體系條件及特異性和敏感性評(píng)價(jià),建立了雙重PCR檢測(cè)DuCV和鴨坦布蘇病毒的方法。敏感性檢測(cè)結(jié)果顯示,該法對(duì)2種病毒基因組檢測(cè)敏感性均為100 fg;特異性檢測(cè)結(jié)果顯示,該方法特異性良好,對(duì)鴨常見的其他病毒,如H9亞型禽流感病毒、番鴨細(xì)小病毒、新城疫病毒、鴨肝炎病毒、鴨瘟病毒、番鴨呼腸孤病毒和減蛋綜合征病毒等,其核酸擴(kuò)增結(jié)果均為陰性。曹慧慧等[16]為建立能同時(shí)檢測(cè)并區(qū)分DuCV和鵝圓環(huán)病毒(Goose circovirus,GoCV)的方法,根據(jù)DuCV和GoCV基因組的保守區(qū)域設(shè)計(jì)2對(duì)特異性引物,預(yù)期特異性擴(kuò)增DuCV和GoCV片段大小分別為192 和556 bp。優(yōu)化了擴(kuò)增反應(yīng)條件后,建立了DuCV和GoCV雙重PCR檢測(cè)方法。特異性檢驗(yàn)表明該方法無法擴(kuò)增其他水禽病原,DuCV和GoCV的最低檢出限分別為104拷貝/μL和105拷貝 /μL。
在PCR技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展的熒光定量PCR是一種高度靈敏的核酸定量技術(shù),融匯了傳統(tǒng)PCR技術(shù)和光譜技術(shù)的特點(diǎn),具有可實(shí)現(xiàn)定量檢測(cè)、靈敏度高和特異性強(qiáng)等多種優(yōu)點(diǎn)。熒光定量PCR方法可分為染料法和探針法2種。染料法成本低,最常用的染料是SYBR Green Ⅰ,主要原理是與DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)小溝部分結(jié)核發(fā)出熒光,對(duì)引物的特異性要求非常高,否則容易產(chǎn)生假陽性,探針法成本較高,各實(shí)驗(yàn)室可根據(jù)自身?xiàng)l件進(jìn)行選擇。趙光遠(yuǎn)等[17]根據(jù)DuCV保守基因,設(shè)計(jì)了1對(duì)引物,建立了DuCV SYBR Green Ⅰ熒光PCR檢測(cè)方法。結(jié)果顯示,該法檢測(cè)的敏感性達(dá)到1×102拷貝標(biāo)準(zhǔn)品DNA,特異性好,與鴨瘟、H9亞型禽流感、小鵝瘟和鴨肝炎病毒等不發(fā)生交叉反應(yīng),具有良好的重復(fù)性。許宗麗等[18]根據(jù)鴨副黏病毒(DPMV)和DuCV保守基因,設(shè)計(jì)了 2對(duì)引物和2條TaqMan探針,建立了DuCV和DPMV的雙重?zé)晒舛縋CR檢測(cè)方法。該方法敏感性好,對(duì)DuCV和DPMV的檢測(cè)敏感性分別達(dá)到140和160個(gè)拷貝數(shù),該方法特異性強(qiáng),對(duì)H9型禽流感病毒、番鴨細(xì)小病毒、鴨瘟病毒和鴨肝炎病毒等的檢測(cè)結(jié)果均為陰性。劉玲鳳等[19]為實(shí)現(xiàn)對(duì)DuCV的快速檢測(cè),分析比對(duì)Gen Bank發(fā)布的DuCV全基因組序列,選擇保守區(qū)域,設(shè)計(jì)了1對(duì)引物,建立了熒光PCR檢測(cè)DuCV的檢方法。重復(fù)性和靈敏性檢測(cè)結(jié)果表明,該方法重復(fù)性良好,檢測(cè)下限為67.2拷貝/μL。將建立的DuCV實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)方法分別對(duì)鴨肝炎病毒(DHV)、大腸桿菌、新城疫病毒(NDV)、H9亞型禽流感病毒、小鵝瘟病毒(GPV)核酸或cDNA進(jìn)行特異性檢測(cè),結(jié)果表明特異性良好。
LAMP技術(shù)是一種在恒溫條件下進(jìn)行核酸擴(kuò)增的技術(shù),只需要普通水浴鍋,不需要價(jià)格昂貴的PCR儀,操作簡(jiǎn)便,反應(yīng)時(shí)間短,敏感性高,特異性好,適合基層應(yīng)用。趙光遠(yuǎn)等[20]根據(jù)GenBank發(fā)布的DuCV基因保守序列,應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)了6條引物,并優(yōu)化擴(kuò)增反應(yīng)體系和程序,建立了DuCV的LAMP檢測(cè)方法。該方法對(duì)H9亞型禽流感、小鵝瘟、鴨瘟、鴨肝炎和鴨副黏病毒核酸的擴(kuò)增反應(yīng)結(jié)果均為陰性,對(duì)DuCV核酸模版的檢測(cè)敏感性為10 fg,是常規(guī)PCR方法的1 000倍,整個(gè)反應(yīng)過程可在1 h內(nèi)完成,大大提高了檢測(cè)效率。
DuCV是一種新發(fā)病毒,其相關(guān)研究還不深入,目前尚不能進(jìn)行體外培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)室診斷方法主要有電鏡觀察、分子生物學(xué)診斷和間接ELISA方法。電鏡法對(duì)儀器要求高,一般實(shí)驗(yàn)室很難達(dá)到,不能廣泛應(yīng)用。間接ELISA方法雖然能處理大量樣品,但還沒有商品化的試劑盒,且鴨群感染后抗體能持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間,因此,檢測(cè)抗體抗性并不能說明鴨處于發(fā)病期。分子生物學(xué)檢測(cè)針對(duì)病原檢測(cè)。因發(fā)病期鴨組織器官中含大量病毒,且能排毒,在臨床檢測(cè)中具有重要意義,所以檢測(cè)時(shí)一定要選取正確的靶器官,常選取發(fā)病初期鴨法氏囊、脾臟和肝臟等組織,需盡快將樣品送至實(shí)驗(yàn)室檢測(cè),全程保持低溫,避免樣品腐敗變質(zhì)。分子生物檢測(cè)法種類繁多,各有利弊。探針法雖能檢測(cè)大量樣品,但操作繁瑣,常規(guī)PCR大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室都能開展,但檢測(cè)敏感度低,不能定量;熒光PCR操作簡(jiǎn)便,對(duì)儀器和人員要求高;LAMP方法檢測(cè)速度快,適合基層用,但前期研發(fā)困難,檢測(cè)容易出現(xiàn)假陽性。不同實(shí)驗(yàn)室可根據(jù)自身?xiàng)l件選擇適合的方法。隨著分子生物學(xué)的發(fā)展,新型便攜式儀器可能很快被研發(fā)出來,從而出現(xiàn)敏感性高、特異性好、價(jià)廉、可操作性強(qiáng)、適合廣泛推廣應(yīng)用的新技術(shù),為DuCVD防控工作奠定基礎(chǔ)。
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