元正菊,王巧萍、2,張信艷、3,嚴(yán)紅亞,李珂,趙蓉,常志順,王傳禹,信愛國*
(1.云南省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院養(yǎng)禽與禽病研究所,云南 昆明 650224;2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物醫(yī)學(xué)院,云南 昆明 650201; 3.水富市畜牧獸醫(yī)技術(shù)推廣站,云南 水富 657800)
鴨坦布蘇病是由鴨坦布蘇病毒(Duck tembusu virus, DTMUV)感染蛋鴨和種鴨的一種新發(fā)傳染病。該病可感染不同品種的鴨,患病鴨采食量、產(chǎn)蛋量急劇下降,剖檢可見出血性卵巢炎。該病自2010年在中國發(fā)生以來,傳播迅速,是危害養(yǎng)鴨業(yè)較嚴(yán)重的傳染病之一[1]。2019年在云南省宜良縣某種鴨場發(fā)現(xiàn)疑似病例,患病鴨表現(xiàn)站立不穩(wěn)、癱瘓等神經(jīng)癥狀;剖檢可見卵巢充血、出血,卵泡變性、破裂,脾臟腫大,后經(jīng)云南省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院養(yǎng)禽與禽病研究所確診為鴨坦布蘇病毒感染所致[2]。目前,該病在云南省主要水禽養(yǎng)殖區(qū)域傳播的風(fēng)險極高,建立快速、準(zhǔn)確的病原檢測技術(shù),實(shí)施DTMUV病原監(jiān)測,對防控該病具有重要意義。
DTMUV基因組為單股正鏈RNA病毒,大小約為10 990 nt,包含一個開放讀碼框(ORF),編碼3種結(jié)構(gòu)蛋白(核衣殼蛋白C、膜蛋白PrM/M和包膜蛋白E)和7種非結(jié)構(gòu)蛋白(NS1、NS2A、NS2B、NS3、NS4A、NS4B、NS5)[3]。目前,常規(guī) RT-PCR 方法檢測DTMUV的報(bào)道中,主要參照黃病毒科黃病毒屬的NS5基因[4]或E蛋白基因[5]片段序列設(shè)計(jì)引物,或者針對DTMUV的E蛋白基因[6-8]片段設(shè)計(jì)引物建立檢測方法。病毒E蛋白是病毒的重要毒力蛋白,也是重要的免疫原性蛋白,能誘導(dǎo)產(chǎn)生中和抗體[9],NS5 為黃病毒中最保守的非結(jié)構(gòu)蛋白,具有RNA依賴的 RNA 聚合酶活性。
在云南水禽主要養(yǎng)殖區(qū),臨床診斷結(jié)合病例剖檢發(fā)現(xiàn) DTMUV 疑似病例,但臨床上需與其他疫病鑒別診斷。為了解云南地區(qū) DTMUV 感染流行情況,參閱已有的DTMUV快速檢測方法以及分子流行病學(xué)研究文獻(xiàn),針對DTMUV建立RT-PCR檢測方法,并應(yīng)用于云南鴨臨床樣品的診斷檢測研究。
鴨坦布蘇病毒YN2019株BHK-21細(xì)胞適應(yīng)毒由本研究所分離保存。新城疫病毒( Newcastle disease virus,NDV) 、減蛋綜合征病毒( Chicken egg down syndrome virus,EDSV) 、I型和III型鴨肝炎病毒 ( Duck hepatitis virus,DHV) 、傳染性法氏囊病毒( Infectious bursal disease virus,IBDV) 、禽腺病毒(Fowl adenovirus,F(xiàn)AdV)均由本研究所提供,H5/H7/H9亞型禽流感病毒( Avian influenza virus,AIV)滅活抗原購買于華南農(nóng)大生物藥品有限公司。
根據(jù)已發(fā)表的DTMUV NS5蛋白基因序列,采用Vector NTI 8.0序列分析軟件做對比分析,利用 Primer 5.0 軟件自主設(shè)計(jì)了1 對針對NS5基因的檢測引物;同時,參考文獻(xiàn)[10]合成1對針對DTMUV E蛋白的檢測引物作為平行檢測引物,建立同時針對E基因和NS5基因的檢測體系。引物序列見表1。引物由碩擎生物科技有限公司合成。稀釋成工作濃度( 10 pmol/L)-20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>
表1 DTMUV引物信息表
采用寶生物工程(大連)有限公司生產(chǎn)的病毒RNAiso Plus試劑提取DTMUV及其他病毒RNA;按照TaKaRa MiniBEST Viral RNA/DNA Extraction Kit說明書分別提取EDSV和FAdV的DNA,-80℃保存?zhèn)溆谩?/p>
采用寶生物工程(大連)有限公司生產(chǎn)的PrimeScriptTMOne Step RT-PCR Kit 建立一步RT-PCR方法檢測DTMUV。RT-PCR反應(yīng)總體系50μL,包括PrimeScript OneStep Enzyme Mix 2.0 μL,2× OneStep Buffer(Dye plus) 25.0μL,上下游引物各1.0μL,Total RNA 2.0μL,RNase-free ddH2O 19.0μL。反應(yīng)程序?yàn)椋?0℃逆轉(zhuǎn)錄30min,94℃預(yù)變性2min;94℃變性30s,56℃退火30s,72℃延伸30s,共進(jìn)行 35個循環(huán);最后72℃延伸15min,4℃冷卻。PCR結(jié)束后取5μL擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行1.5% 瓊脂糖凝膠100V電泳30min,然后用凝膠成像系統(tǒng)觀察結(jié)果。
用確定的最佳條件分別對陽性對照及其他相關(guān)的幾種病毒進(jìn)行RT-PCR檢測,評價擴(kuò)增DTMUV的特異性。同時膠回收陽性樣品718bp的擴(kuò)增產(chǎn)物條帶送測序,結(jié)果提交NCBI網(wǎng)站,用Blast n 程序在線比對分析,驗(yàn)證其特異性。
將提取的DTMUV-YN2019株細(xì)胞毒RNA測定濃度后,10倍梯度連續(xù)稀釋,按上述RT-PCR方法進(jìn)行擴(kuò)增,測定模板最低檢出量,判定該方法的敏感性。
用建立的RT-PCR檢測方法對YN2019株細(xì)胞毒和1份DTMUV陽性樣品重復(fù)檢測3次,以驗(yàn)證本方法的重復(fù)性和穩(wěn)定性。
將云南不同地區(qū)養(yǎng)鴨場收集的20份產(chǎn)蛋下降臨床疑似樣品,每份取約5.0g剪碎后加入4倍體積的PBS(pH7.2)研磨,反復(fù)凍融3次后,離心取上清提取總RNA,進(jìn)行DTMUV的RT-PCR方法檢測,并對部分樣品的擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行測序驗(yàn)證。
以DTMUV-YN2019株細(xì)胞毒提取的病毒RNA為模板,進(jìn)行一步法 RT-PCR擴(kuò)增,經(jīng)優(yōu)化的退火溫度為56℃,引物濃度為10pmol/μL,擴(kuò)增35個循環(huán)。針對NS5設(shè)計(jì)的引物能成功擴(kuò)增出718bp大小的預(yù)期目的片段,與針對E基因擴(kuò)增出483bp片段檢測結(jié)果一致(圖1)。
A. NS5基因片段擴(kuò)增結(jié)果。M.DL2000 Marker; 1.陰性對照;2-4. DTMUV細(xì)胞毒擴(kuò)增結(jié)果; 5.空白對照。B.E基因片段擴(kuò)增結(jié)果。M.DL2000 Marker; 1-3.DTMUV細(xì)胞毒擴(kuò)增結(jié)果。
本研究建立的RT-PCR 對DTMUV可擴(kuò)增出718bp的目的條帶,而對NDV、AIV(H5、H7、H9抗原)、EDSV、DHV、IBDV、FAdV則無擴(kuò)增條帶,陽性樣品718bp的擴(kuò)增產(chǎn)物條帶經(jīng)膠回收、測序,結(jié)果用NCBI網(wǎng)站的Blast n 程序在線比對分析,表明該核酸序列源于DTMUV基因組,說明該方法具有極高的特異性。
經(jīng)過3次重復(fù)檢測,試驗(yàn)結(jié)果完全一致,說明本研究建立的方法穩(wěn)定性較好。
將提取的YN2019細(xì)胞毒 RNA(濃度為32.4ng/μL) 連續(xù)10倍稀釋后進(jìn)行RT-PCR檢測,結(jié)果見圖2。檢出的最低稀釋度為1×10-3,則其敏感度為3.24pg/μL。
M.DL2000 Marker ; 1.1×100;
將云南不同地區(qū)養(yǎng)鴨場收集的20份產(chǎn)蛋下降臨床疑似樣品提取RNA后進(jìn)行RT-PCR方法檢測,結(jié)果測定為陽性的有10份,其陽性率為50%,10個擴(kuò)增產(chǎn)物的測序結(jié)果與NS5基因序列(登錄號為KJ958533)的同源性為100%。
DTMUV是最近10年在我國開始傳播的一種新發(fā)傳染病,主要危害鴨和鵝,給養(yǎng)殖戶帶來極大損失,所以該病的檢測和預(yù)防極其重要。該病多發(fā)生于產(chǎn)蛋鴨群,表現(xiàn)為鴨群突然出現(xiàn)采食下降,隨后產(chǎn)蛋量急劇下降,剖檢病鴨可見明顯的卵泡出血和變性。在臨床實(shí)踐中,首先排除由于環(huán)境、飼料、藥物以及飼養(yǎng)管理因素和其他可引起鴨產(chǎn)蛋量急劇下降的傳染性疾病,如禽流感和新城疫,出現(xiàn)疑似鴨坦布蘇病毒感染癥狀的時候,快速診斷是及早發(fā)現(xiàn)并阻斷該病毒暴發(fā)的重要手段。
本研究針對DTMUV建立的一步法RT-PCR檢測技術(shù)能特異性地?cái)U(kuò)增出718bp的序列,對BHK-21細(xì)胞毒和田間樣品均能檢出DTMUV,且僅能檢出DTMUV,對其他鴨病(I型和III型鴨肝炎病毒、鴨新城疫病毒、H5/H7/H9亞型禽流感病毒抗原、減蛋綜合征病毒、禽腺病毒)則無法檢出,說明本方法特異性良好;同一樣品多次檢測的結(jié)果都是一致的,表明重復(fù)性和穩(wěn)定性良好;能檢出最低病毒含量為3.24pg/μL,表明該方法敏感性良好;在4 h之內(nèi)可完成全部檢測過程;應(yīng)用本研究建立的RT-PCR方法對20 份臨床可疑樣本進(jìn)行檢測,檢出的陽性為10 份,其陽性率為50%,表明該方法可應(yīng)用于臨床檢測。2019年,DTMUV僅在云南省部分地區(qū)零星散在發(fā)生,但是本實(shí)驗(yàn)中檢出陽性率為50%,表明該病在云南省有擴(kuò)大傳播范圍的趨勢。本研究建立的一步法RT-PCR方法具有靈敏、快速、穩(wěn)定、特異性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),對DTMUV的臨床診斷和防控具有參考價值,可為后續(xù)的流行病學(xué)調(diào)查提供技術(shù)手段。云南地區(qū)的水禽養(yǎng)殖戶應(yīng)對該病引起重視,及時采取防控措施,避免因感染鴨坦布蘇病毒而造成經(jīng)濟(jì)損失。