國家獸藥產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟 National veterinary drug industry technology innovation alliance |
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為此,,聯(lián)盟微信公眾號設(shè)立《新技術(shù)&研究進展》欄目,收集,、發(fā)布獸藥產(chǎn)業(yè)相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新及研究進展,,本期推薦中國獸醫(yī)藥品監(jiān)察所秦義嫻發(fā)表的《牛病毒性腹瀉病毒檢測方法研究進展》(本文刊發(fā)于動物醫(yī)學(xué)進展2022年第12期)。 牛病毒性腹瀉(BVD)是一種由牛病毒性腹瀉病毒(BVDV)引起的接觸性傳染病,,可感染不同年齡階段的牛,,其中幼齡牛易感性最高,常導(dǎo)致患病動物出現(xiàn)呼吸系統(tǒng),、消化系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)臨床癥狀,,并可引起免疫系統(tǒng)抑制。該病在世界范圍內(nèi)流行,,是危害全球養(yǎng)牛業(yè)的主要疫病之一,,我國也不例外。因此,,建立快速,、準確的檢測方法對該病的防控尤為重要,。論文從病原學(xué)診斷、血清學(xué)方法和分子生物學(xué)方法對國內(nèi)外BVDV檢測方法進行綜述,,并對各種方法的優(yōu)缺點及適用性進行總結(jié)歸納,,以期為BVD的防控和凈化提供參考。 牛病毒性腹瀉(Bovine viral diarrhea,BVD)是由牛病毒性腹瀉病毒(Bovine viral diarrhea virus,BVDV)引起的以高熱,、腹瀉、懷孕母牛流產(chǎn)或胎兒畸形,、口腔和消化道黏膜糜爛,、壞死及血小板和白細胞減少為主要特征的接觸性傳染病。BVDV的自然宿主是牛,,感染懷孕牛后,,可導(dǎo)致持續(xù)性感染(persisiten infection,PI)牛犢的出生,PI牛在整個生存周期持續(xù)排出大量感染性病毒顆粒,,是易感動物感染病毒的主要來源,。目前BVD呈全球性分布,給各國的養(yǎng)牛業(yè)造成了嚴重的經(jīng)濟損失,,急性感染的病牛導(dǎo)致的損失達每頭牛46.5美元,。BVDV包括BVDV-1、BVDV-2兩種基因型,,每種基因型都包括致細胞病變型(cytopathic,CP)和非致細胞病變型(non-cytopathic,NCP)兩種生物型,。根據(jù)5'-UTR、Npro和E2基因序列的差異,,將BVDV-1分為至少22個基因亞型,,將BVDV-2分為4個基因亞型。BVDV在我國各個省份均有流行,,且流行形勢較為復(fù)雜,,新疆、云南等地部分牛場的BVDV陽性率達60%以上,。有些地區(qū)牛群中甚至同時流行多種亞型,。當前,BVDV的防控主要依靠疫苗免疫及清除PI牛,,而如何準確對BVDV感染牛及PI牛進行鑒別診斷顯得尤為重要,。本文綜述了國內(nèi)外BVDV檢測方法的研究進展,以期為BVD的防控和凈化提供參考,。 1.1 病毒的分離鑒定 各種牛源細胞均可用于BVDV的分離培養(yǎng),,目前最常用的是傳代牛腎(MDBK)細胞。將病毒分離材料,,如牛血清樣本,、分泌物,、排泄物等經(jīng)過處理后接種MDBK細胞,如是致細胞病變型毒株,,可在接種細胞后的最初幾代內(nèi)出現(xiàn)皺縮,、變圓、拉網(wǎng),、脫落,,聚集后產(chǎn)生合胞體和巨細胞等現(xiàn)象即可初步確定為BVDV。而非致細胞病變型毒株,,則需盲傳3代~5代,,最終結(jié)合免疫熒光等方法確定病毒分離成功。BVDV的分離鑒定是最基礎(chǔ)的檢測BVDV的技術(shù),,是鑒別BVDV感染的“金標準”,,該項技術(shù)不需要特殊的儀器設(shè)備,僅進行細胞培養(yǎng)即可,。但該方法操作周期較長,,不能滿足BVDV快速檢測的需求,且不適用于大量樣本的檢測,。此外,,該項技術(shù)對細胞、血清的要求較高,,特別是近些年作為細胞分離培養(yǎng)原材料之一的胎牛血清中BVDV污染較為嚴重,,較大程度限制了該方法的使用。目前有研究人員使用異源血清進行分離培養(yǎng),。 1.2 電鏡檢查 電鏡檢查是觀察BVDV顆粒的經(jīng)典方法,,常用的有直接電鏡技術(shù)和免疫電鏡技術(shù)。直接電鏡技術(shù)對BVDV樣本的量要求較高(約107個/mL),,觀察到的BVDV顆粒通常是散在的,,但可觀察到病毒粒子的自然形態(tài)。李禎等在透射電鏡下觀察到直徑為40nm~60nm的球形,、外被囊膜的BVDV顆粒,。而免疫電鏡技術(shù)通常可見到大量的BVDV顆粒聚集在一起,。王冶才等利用免疫電鏡技術(shù),,觀察到大小不等的BVDV粒子。相較于直接電鏡技術(shù),,免疫電鏡技術(shù)敏感性更好,,且可更快速地觀察到病毒粒子。近些年又發(fā)展出檢測BVDV的蛋白A膠體金免疫電鏡技術(shù),,相較于傳統(tǒng)的直接電鏡技術(shù)和免疫電鏡技術(shù),,該技術(shù)敏感性更高,,更快速。但不管是哪種電鏡技術(shù),,均需專業(yè)人員使用專業(yè)的儀器設(shè)備進行操作,,檢測成本較高,且檢測時間較長,,僅適用于初篩為BVDV陽性樣本的確認,,該方法只能用于BVDV的實驗室檢測,無法推廣到基層,。 2.1 血清中和試驗 血清中和試驗是對BVDV或抗體進行定性或定量分析的一種方法,,在實際操作中,可對疑似感染牛間隔3周~4周前后采血2次,,測定血清的中和抗體效價,如果第2次高于第1次4個滴度以上可判為陽性,,2個滴度以上,,視為疑似患病。該方法敏感性高,、特異性好,、可重復(fù)性強,是世界動物衛(wèi)生組織(WOAH)推薦的檢測BVDV抗體的標準方法之一,,廣泛用于BVDV的血清學(xué)調(diào)查,。但在檢測抗體時,因BVDV不同基因型及基因亞型的抗原性存在差異,,抗原的選擇會對抗體滴度的精確定量存在影響,,且由于持續(xù)性感染牛對病毒缺乏免疫應(yīng)答而不產(chǎn)生抗體,在進行血清中和試驗時會因為陰性結(jié)果而造成誤判,。此外,,該方法操作較為繁瑣,周期長,,費時費力,,目前僅用于BVDV的實驗室檢測。 2.2 酶聯(lián)免疫吸附試驗 目前檢測BVDV的常用酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA) 包括間接ELISA,、雙抗體夾心ELISA,、阻斷ELISA、斑點酶聯(lián)免疫吸附試驗(Dot-ELISA),、葡萄球菌A蛋白的酶聯(lián)免疫吸附試驗(PPA-ELISA),、單層酶聯(lián)免疫吸附試驗(M-ELISA)及細胞內(nèi)酶聯(lián)免疫吸附試驗(InCell-ELISA)等。 2.2.1 間接酶聯(lián)免疫吸附試驗 間接酶聯(lián)免疫吸附試驗是檢測BVDV抗體的常用方法,,可用于檢測樣品中BVDV總抗體的濃度,。但采用全病毒作為包被抗原需對BVDV大量增殖后進行濃縮和純化,,難度較高。為彌補這一缺點,,可采用重組蛋白作為包被抗原,,其中結(jié)構(gòu)蛋白Erns和E2及非結(jié)構(gòu)蛋白p80因免疫原性較強,常作為包被抗原,。陳瑞紅將3種蛋白分別進行原核表達并建立ELISA方法,,通過比較,認為重組蛋白E2作為包被抗原建立的間接ELISA方法更為特異,。 2.2.2 雙抗體夾心酶聯(lián)免疫吸附試驗 捕獲抗體和檢測抗體一般由不同種屬的動物制備,,如應(yīng)用單克隆抗體,一般選擇2個針對BVDV不同抗原決定簇的單克隆抗體,。胡俊英等制備了抗BVDV E2蛋白的單克隆抗體和多克隆抗體,,并以此建立了基于單克隆抗體捕獲BVDV抗原的雙 抗 體 夾 心ELISA方法,動物感染病毒后可通過檢測其糞便排泄物的BVDV抗原作出早期診斷,。丁金華與周子恒分別利用納米抗體和多克隆抗體建立基于抗BVDV納米抗體雙抗體夾心ELISA檢測方法,,用于檢測BVDV,雖然方法在敏感性方面存在問題,,檢測效果不理想,,但將納米抗體引入ELISA方法的建立過程,仍為BVDV檢測方法的改進提供了新思路,。 2.2.3 阻斷酶聯(lián)免疫吸附試驗 阻斷酶聯(lián)免疫吸附試驗也稱競爭ELISA,,當待檢樣品無法提純或不能進行稀釋時,可用此法檢測BVDV特異性抗體,。王新平等建立了雙抗體夾心阻斷ELISA方法,,并對長春地區(qū)293頭奶牛和262頭黃牛的血清樣品進行測定,結(jié)果顯示,,黃??贵w陽性率高達43.5%。但阻斷ELISA的缺點是操作較為繁瑣,,用時較長,。 2.2.4 斑點酶聯(lián)免疫吸附試驗 斑點酶聯(lián)免疫吸附試驗是一種經(jīng)濟、快捷,,可肉眼直接判定的ELISA方法,,適合BVDV的臨床診斷及抗體監(jiān)測。ZhaoY L等建立了檢測BVDV抗體的間接Dot-ELISA,,與Idexx ELISA試劑盒相比,,該方法的特異性、敏感性和準確性分別為96.7%、92.5%和95%,。 2.2.5 葡萄球菌A蛋白的酶聯(lián)免疫吸附試驗 葡萄球菌A蛋白的酶聯(lián)免疫吸附試驗是利用辣根過氧化物酶標記的葡萄球菌A蛋白代替酶標二抗建立的ELISA方法,,其優(yōu)點是可用于多種哺乳動物抗的檢測。柴順秀等利用BVDV重組E2蛋白建立了檢測BVDV血清抗體的E2-PPA-ELISA方法,,結(jié)果顯示與Idexx ELISA試劑盒的檢出率無顯著差異,。 2.2.6 單層酶聯(lián)免疫吸附試驗及InCell酶聯(lián)免疫吸附試驗 單層酶聯(lián)免疫吸附試驗是將細胞培養(yǎng)與ELISA結(jié)合的檢測技術(shù)。研究人員通過比較發(fā)現(xiàn),,檢測BVDV時,,M-ELISA與病毒分離試驗敏感性無顯著性差異,但比免疫過氧化物酶單層試驗(IP-MA)方法更快速,,且更客觀,。InCell-ELISA是一種用于檢測和分析BVDV感染的新方法,將BVDV的傳染性標準化為培養(yǎng)細胞的數(shù)量,,可用于CP和NCP毒株的檢測,。ELISA方法是目前檢測BVDV應(yīng)用最廣泛的方法之一,與經(jīng)典的病毒分離等方法相比,,該方法可同時對批量樣本進行檢測,,且對儀器設(shè)備和試驗人員的要求較低。但利用ELISA方法進行BVDV抗體檢測時,,容易受到母源抗體的干擾,且與同屬的豬瘟病毒(Classical swine fever,CSFV)之間存在交叉反應(yīng),,也不能對PI牛進行篩選,。 2.3 免疫熒光技術(shù) 檢測BVDV常用的方法有直接免疫熒光技術(shù)和間接免疫熒光技術(shù)。直接免疫熒光技術(shù)即將熒光素標記在抗體上,,直接與BVDV抗原發(fā)生反應(yīng),。優(yōu)點是簡便快捷,特異性高,,非特異 性染色少,,缺點是敏感性低,且標記的抗體需達到一定濃度,,否則熒光太弱,,影響結(jié)果的觀察。此外,,有研究表明BVDV基因型及抗原差異對直接免疫熒光試驗影響較大,。間接免疫熒光方法較直接免疫熒光方法敏感性提高,該方法與血清中和試驗,、病毒分離試驗的結(jié)果高度相關(guān),,且敏感性高于抗原捕獲ELISA,更適合用于血清中BVDV抗原的檢測,但其缺點是容易產(chǎn)生非特異性熒光,。不管是直接方法還是間接方法,,都需要使用熒光顯微鏡,對儀器設(shè)備的要求較高,,一般僅用于BVDV的實驗室檢測,,無法用于基層檢驗。 2.4 瓊脂擴散試驗 瓊脂擴散試驗靈敏度不高,,與微量中和試驗的陽性率之間差異極顯著(P<0.01),,且僅能檢測出BVDV群特異性抗體,與CSFV存在交叉反應(yīng),。不能用于BVD的精確診斷,,盡管如此,因瓊脂擴散試驗操作簡便,,無需特殊的設(shè)備或試劑,,可用于大量血清樣本的檢測,常作為基層BVDV檢測的初篩方法,。 3.1 核酸擴增 3.1.1 RT-PCR 目前已廣泛用于BVDV的鑒定,、分型及遺傳進化分析,對CP型和NCP型毒株均可檢測,,該方法特異性高,、敏感性強、檢測周期短,,能批量檢測臨床樣本,,且多次檢測時可篩選出群體中的持續(xù)性感染動物,對于BVDV的防控具有重要意義,。隨后,,在普通PCR的基礎(chǔ)上,研究人員又建立了套式RT-PCR及可同時檢測BVDV與常見牛腹瀉疾病的雙重或多重RT-PCR方法,,檢測靈敏度高于普通PCR,,且大大提高了檢測效率,降低了檢測成本,。但普通RT-PCR只能定性分析,,需通過瓊脂糖凝膠電泳判定結(jié)果,在操作過程中常因氣溶膠污染出現(xiàn)假陽性,,且存在非特異性條帶時容易產(chǎn)生誤判,。因此,在操作時應(yīng)嚴格設(shè)置陰陽性對照,,保障結(jié)果的準確性,。雖然該方法應(yīng)用廣泛,,但因需要PCR儀,尚無法推廣到基層進行使用,。 3.1.2 熒光定量RT-PCR 在普通RT-PCR基礎(chǔ)上,,研究人員建立了檢測BVDV的熒光定量RT-PCR方法,敏感性顯著高于RT-PCR,,且能定量分析待檢樣品,。加入反應(yīng)體系后不必打開反應(yīng)管,一定程度上避免了氣溶膠污染,。但該方法需要熒光定量PCR儀,,儀器的使用和維護成本較高,試劑和耗材也高于普通PCR儀,,僅可用于BVDV的實驗室檢測,。 3.1.3 RT-LAMP 近年來,隨著環(huán)介導(dǎo)等溫擴增技術(shù)(loop-mediated isothedisothermal amplication,LAMP)的發(fā)展,,研究人員建立了可用于BVDV檢測的RT-LAMP檢測方法,,該方法雖然與病毒分離方法的陽性率差異較大,但與Idexx抗原捕獲ELISA方法的陽性率無明顯差異,,且從試驗設(shè)計復(fù)雜程度,、擴增反應(yīng)效率、使用儀器簡單程度及檢測成本等方面均優(yōu)于熒光定量RT-PCR和普通RT-PCR,,更適合用于基層BVDV的快速檢測,。范晴等在RT-LAMP的基礎(chǔ)上,在LAMP引物中標記熒光基團,,建立了二重熒光RT-LAMP,,反應(yīng)后通過擴增產(chǎn)物的顏色讀取反應(yīng)結(jié)果,可準確鑒別檢測BVDV和牛輪狀病毒(Bovine rotavirus,BRV)兩種病毒,,解決了國內(nèi)多重LAMP方法不能準確檢測是哪種病原而引起陽性結(jié)果的問題,。 3.1.4 納米PCR 納米PCR是一種新型的PCR技術(shù),,敏感性高于常規(guī)PCR,,可 用于BVDV的快速檢測。劉澤余等利用該技術(shù)對吉林省部分省界地區(qū)的血清樣品及臨床組織病料進行檢測,,共檢測出150份陽性血清樣品,,BVDV陽性率為19.21%。 3.1.5 重組聚合酶擴增-側(cè)向試紙條檢測 該技術(shù)簡稱為RPA-LFD,。重組酶聚合酶擴增(recombinant polymerase amplification,RPA) 被認為是可以替代PCR的核酸檢測技術(shù),,侯佩莉等針對BVDV5'UTR序列,建立了一種BVDV RPA-LFD檢測方法,,檢測限達2TCID50,,與WOAH推薦的實時熒光PCR方法檢測限一致。 3.2 核酸探針雜交技術(shù) 3.2.1 核酸探針雜交技術(shù) 廣泛應(yīng)用于病毒或細菌的基因檢測。根據(jù)標記物的不同,,一 般將核酸探針分為兩類:一類是放射性同位素標記探針(如32P等),,一類是非放射性物質(zhì)標記核酸探針(如生物素、地高辛等),。因放射性同位素具有放射危害且半衰期短,、不穩(wěn)定,目前BVDV的檢測常用的是非放射性物質(zhì)標記核酸探針,。雜交試驗可以檢測CP型和NCP型毒株,,且敏感性比BVDV感染試驗強10倍~100倍。值得注意的是,,針對BVDV基因組不同區(qū)域的探 針,,檢測率存在差異,針對5'末端的探針檢出率高于其他區(qū)域,。隨著納米技術(shù)的發(fā)展,,Heidari Z等建立了交聯(lián)與非交聯(lián)金納米雜交試驗,可直接檢測BVDV,,無需擴增,,檢測靈敏度可達每反應(yīng)6.83ng和44.36ng,兩種方法成本低廉,, 操作簡單,,可用于BVDV臨床樣本的檢測。核酸探針雜交技術(shù)操作簡便,、特異性高,、敏感性強,結(jié)果準確,,可在同一張膜上進行幾個甚至上百個樣品的檢測,,可用于BVDV大量樣本的快速檢測,但單個樣品的檢測成本較高,。 3.2.2 基因芯片技術(shù) 基因芯片技術(shù)是分子雜交技術(shù)的發(fā)展,,與傳統(tǒng)的核酸分子雜交技術(shù)相比,該方法可實現(xiàn)樣品的高通量檢測,,并能同時檢測多種病原,,由于該方法的反應(yīng)體積小,大大降低了檢測成本,,能用于BVDV大規(guī)模的檢測篩選,。隨后,高峰等將LAMP技術(shù)與微流控芯片技術(shù)有機結(jié)合,,可同時檢測包括BVDV在內(nèi)的5種病原,,為口岸檢疫探索出一種快速,、高通量檢測動物疫病的方法。而魏春霞等建立了一種可視化基因芯片檢測方法,,具有高通量,、高靈敏度、高特異性等特點,,可在3h內(nèi)完成同時對包括BVDV在內(nèi)的7種牛重要疫病病原的檢測,,在牛群疫病診斷、凈化及流行病學(xué)調(diào)查等方面具有良好的應(yīng)用前景,。 BVDV是影響全球養(yǎng)牛業(yè)的主要動物疫病病原之一,,在我國感染范圍廣泛,且具有遺傳多樣性,。準確鑒別檢測BVDV,,以了解該病在我國的流行現(xiàn)狀及主要流行毒株,同時篩查并清除PI牛,,為我國BVD的防控及凈化提供理論依據(jù)及技術(shù)支持,。目前,診斷BVD的方法很多,,每種方法都有適用性,,也有局限性,應(yīng)根據(jù)檢測目的的差異,,選擇不同的方法,,如牛場臨床樣本的初篩可選擇瓊脂擴散試驗、ELISA試驗及RT-PCR,;出入境口岸可選擇基因芯片技術(shù),、多重熒光定量RT-PCR等高通量檢測方法,可快速檢測多種病原,;對于可疑樣本可選擇病毒分離培養(yǎng),、免疫熒光及電鏡檢查等方法進行最終確定,并利用RT-PCR進行遺傳進化分析,。實際工作中,,往往選擇幾種檢測方法對同一樣本進行檢測,以避免假陽性或非特異性結(jié)果的出現(xiàn),。隨著分子生物學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,,相信會有越來越多更加敏感,、特異,、快速的檢測方法的建立,為BVDV的精準防控奠定基礎(chǔ),。 參考文獻:略 基金項目:中國獸醫(yī)藥品監(jiān)察所“獸藥行業(yè)公益性重點專項項目”(GY202103) 作者簡介:秦義嫻(1987-),,女,,河南林州人,助理研究員,,碩士,,主要從事獸用生物制品檢驗和研究工作。 編輯:周盼伊 審核:劉業(yè)兵 免責聲明 本欄目旨在信息共享交流,,此文版權(quán)歸原作者及期刊所有,,若有來源錯誤或者侵犯您的合法權(quán)益,請及時聯(lián)系我們,,13522200413(微信同號),。
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