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应用套式RT—PCR检测猪瘟制品中牛病毒性腹泻病毒污染的研究

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2011第6期 养猪SWINE PRODUCTION 应用套式RT—PCR检测猪瘟制品中 牛病毒性腹泻病毒污染的研究 祖立闯 ,魏凤 ,苗立中 ,沈志强 , (1.山东绿都生物科技有限公司,山东滨州256600;2.山东省滨州畜牧兽医研究院,山东滨州25660C) 中图分类号:¥858.282.65 l 文献标志码:A 文章编号:1002—1957(2011)06一O097—04 摘 要:为建立猪瘟制品中牛病毒性腹泻病毒(BVDV)污染的诊断方法,本研究根据GenBank公布 的BVDV全基因组序列,选择BVDV保守性比较高的5 非编码区,利用Oligc6.0软件设计了2对特 异性引物,建立了检测BVDV的套式RT-PCR方法。该方法极大提高了常规RT-FCR检测方法的特 异性和敏感性,重复性好、特异性强、敏感性高,可以准确快速检测出极低含量的BVDV,为动物与疫 苗生物制品原辅料中BVDV的快速低含量检测提供了一种简单、特异、敏感、快速的检测方法。 关键词:猪瘟;牛病毒性腹泻病毒;RT-.-PCR;检测 Research 0f a nest RT—PCR method fo r detection 0f bovine t al diarrhea viirus in the classical swine fever preparation ZU Lichuang ,WEI Feng2,MIAO Lizhong1,SHEN Zhiqiang ' (1.Shandong Lvdu Bio-Sciences and Technology Co.,Lld.,Binzhou 256600.,China; 2_Shandong Binzhou Animal Science and Veterinary Medicine Academy,,Binzhou 256600。China) Abstract:Based Ell G,enBank published BVDV genome sequence.,choosing the BVDV conservative quite high 5 non—code area.,two pairs of primers was designed using Oligo6.0 biology software.a nest RT—PCR detection method was est ablished.This method ha s good reproducibility,speciicifty and sensitivity,m ay diagnosis low content BVDV accurately and rapidly,.which enhanced RT—PCR detection method specifcity and sensitivity enormously. Clinical initial application showed the nest RT—PCR methLods sensitive.especially.quickly。it can be used for animals.raw materials of biological products and vaccines fa:Lst low一.1evel detection of BVDV. Kev w0rds:classica1 swine re,ver virus;bovine vira1 diarrhea virus;RT.一PCR;detection 牛病毒性腹泻(B0vine viral dia ̄rrhea,BVD)又称 黏膜病(Mucc,sal disease,MD),是由牛病毒性腹泻病 毒(B0vine viral iardrhea virus,BVDV)引起的以牛发 热、黏膜糜烂溃疡、白细胞减少、腹泻、咳嗽及怀孕母 牛流产或产出畸形胎儿为主要特征的一种传染病r11。 牛病毒性腹泻病毒(BVDV)又称黏膜病病毒(Mu— cosal iseasde virus,MDr),与猪瘟病毒(classical swine re' ̄ver virus,CSFV)、绵羊边界病病毒(border disease virus,BDV)同属于黄病毒科(FLavivir'idae)瘟病毒属 (Pestivirus),是黄病毒科瘟病毒属的代表种,与猪瘟 病毒和绵羊边界病病毒在血清学上有交叉反应㈣。 BVDV各毒株间存在明显的基因多型性、抗原多变 收稿日期:2011—10—17 基金项目:山东省自主创新成果转n锺大专项计划(2o08zHZX1A1103) 作者简介:祖立闯(1981一),男,黑龙江宾县人,助理研究员,硕士,主 要从事动物生物制品学研究.E一-mail:zulichuang2008@126..COl[Il 通讯作者:沈志强,研究员,博士,研究方向为预防兽医学与生物 制品学.E.-mail'bzshenzq@163.c0m 性和生物学特性差异,根据抗原性的不同和5 端非 翻译区核酸序列不同,BVDV可分为基因I型和基 因Ⅱ型。国内流行的BVDV毒株主要为BVDV I 型,近年来也有分离到BVDVⅡ型的报道 。 该病是牛的主要疾病之一,呈世界范围流行,给 养牛业造成重大的经济损失。同时,也给猪瘟疫苗 的正常生产带来干扰。据报道,猪瘟疫苗中污染 BVDV后,猪瘟疫苗有效免疫原量减少,致使临床使 用后发生猪瘟免疫失败。同时,BVDV可引起猪只发 生类似猪瘟的疫病,导致疫苗接种猪发病,因此,研 制用于猪瘟疫苗生产中半成品和成品BVDV污染 检测的新技术具有重大经济价值和社会意义。目前, BVDV的检测技术主要有琼脂扩散试验、病毒分离 技术、病毒中和试验(VNT)、免疫荧光技术(IFA)、免 疫过氧化物酶qP)技术、酶联免疫吸附试验(ELISA) 等_6 目,这些检测方法存在试验周期长、检出率低等 缺点。本研究的目的就是建立一种特异性强、敏感 98 养猪SWINE PRODUCTION(6) 2011 性高、快速、简便的检测BVDV病原的方法,为猪瘟 疫苗生产用的种毒及原辅料的快速BVDV检测提 供一种有效、快速的检测方法。 1材料和方法 1.1病毒与细胞 BVDV BA株病毒、牛传染性鼻气管炎病毒 Rv)、 猪瘟病毒(CSFV)、猪伪狂犬病病毒(PRV)、猪繁殖 与呼吸综合征病毒(PRRSV)均由山东滨州预防兽 医学与动物生物技术重点开放实验室保存。牛肾细 胞MDBK由山东滨州预防兽医学与动物生物技术 重点开放实验室保存。 1.2主要试剂 度分别取50℃、53℃、55 cc、57℃、60℃,对扩增产 物进行琼脂糖凝胶电泳观察,确定最佳退火温度。 1.5.3 PCR扩增反应 (1)第1轮PCR扩增反应。PCR反应按50 L 体系进行,根据上述试验确定的最适模板用量为10 L, 最适引物浓度为0.5“L(20 pITIO1/ L),最适退火温 度为57 o【=,确定PCR反应体系为:0.5 LLL Ex Taq(5 U/IxL)、5 LLL 10 xEx Taq Buffer、5 IxL dNTP(2.5 mmol/L)、上下游引物P1和P2(20 pmol/txL)各0.5 M—MLV反转录酶、Rib0nuclease Inhibitor、Ex Tau酶.pMD18一T克隆载体及其它性内切酶均 购自宝生物工程(大连)有限公司;Trizol、质粒DNA 提取试剂盒与胶回收试剂盒购自生工生物工程(上 海)有限公司。 1.3引物设计与合成 根据已发表的BVDV标准毒株NADL、Osloss等 毒株的全序列,选择BVDV保守性比较强的5 非编码 1.6扩增产物的检测及鉴定 首先取扩增产物5 LLL在1%的琼脂糖凝胶上电 区域,利用计算机辅助软件设计两对特异性引物,由生 工生物工程(上海)有限公司合成。引物序列如下。第 泳,利用凝胶成像系统扫描进行初步鉴定。然后用 1轮扩增上游引物Ph 5"-GCAAAACAAGGAGGGTAGC DNA凝胶回收试剂盒回收目的片段。将目的片段与 AA-3 下游引物P2:5 ̄TGCCATGTACAGCAGAGA-3 ; DMD1 8-T克隆载体于4℃过夜连接,转化感受态菌 第2轮扩增上游引物P3:5,_ATTcGTCACTGG,]盯CGA 株DH5ol。挑取单个的转化菌落,加LB溶液培养12 h C-3 —1:游弓I物P4:5"-CTCTGCAGCATCCTATCA-3 。 后用质粒提取试剂盒抽提质粒DNA,利用EcoRI/ 日 ndⅢ双酶切鉴定,阳性的克隆送上海生工生物工 1.4病毒基因组RNA的提取 将BVDV接种六孔板培养的MDBK单层细胞, 程技术服务有限公司进行测序鉴定,将测序结果与 设空白对照。待细胞出现典型的空泡病变后,收获 BVDV毒株序列进行同源性比较。 病毒,按Trizol试剂说明提取病毒基因组和对照细 1.7 PCR特异性试验 胞的RNA。 分别提取牛病毒性腹泻病毒(BVDV)、猪瘟病毒 1.5 RT—PCR反应 (CSFV)、猪蓝耳病病毒(PRRSV)、MDBK正常细胞 IBRV)、猪伪狂犬 1.5.1 反转录合成cDNA取提取的RNA 10 L, 的RNA、牛传染性鼻气管炎病毒(加入RNase free dH20 0.5 txL,下游引物P2 5 LLL,5× 病病毒(PRV)DNA,用已建立的方法进行扩增。 M—MLV Buffer 4 bLL,Ribonuclease Inhibitor 0.5 IxL, L、10 ILL cDNA,加水至50 IxL。PCR反应条件为: 93℃3 min:94 cC 45 s,57 cc 45 s,72℃1 min,30个 循环;72℃10 min。 (2)第2轮PCR扩增反应。PCR反应按50 L体 系进行,模板为第1轮PCR产物1 L,最适引物浓度 为0.5 L(20 pm01/tLL),最适退火温度为57 cI=,确定 PCR反应体系为:0.5 IxL Ex Taq(5 U/t ̄L)、5 L lOxEx Taq Buffer.5 txL dNTP(2.5 mmol/I)、上下游引物P3和 P4(20 pmoY ̄D各0.5 L,加水至5O L。PCR反应条 件同前。 1.8 PCR敏感性试验 2.5 mmol/L dNTP 1 L,M—MLV反转录酶1 L,补 水至25 LLL,37℃作用20 min后,95℃灭活5 rain。 1.5.2 PCR反应条件的优化 (1)最适模板用量的确立。分别以反转录cDNA 2 L、4 L、6 ttL、8 L、10 L、12 L为模板,保持 其它试剂浓度及反应条件不变,对扩增产物进行琼 脂糖凝胶电泳观察,确定最佳模板浓度。 (2)最适引物浓度的确立。在50 L PCR反应 体系中分别加入不同浓度引物,上下游引物(20 pm01/txD浓度分别为0.1 txL、0-3 L、0.5 IxL、0.7 IxL、 1 L、1.2 L,对扩增产物进行琼脂糖凝胶电泳观 察,确定最佳引物浓度。 (3)最适退火温度的确立。PCR反应的退火温 将BVDV的细胞培养物提取RNA后定量,然后 10倍梯度稀释提取的病毒基因组RNA,使其分别相 当于含有1 g RNA、0.1 Ixg RNA、10 Pg RNA、1 Pg RNA、0.1 Pg RNA、0.01 Pg RNA的含量,分别进行 RT~PCR检测,确定其敏感性。在第2轮PCR中,利 用上面不同的病毒RNA浓度进行的RT—PCR产物 1 LLL为模板,进行套式PCR检测,反应程序不变, 确定套式RT—PCR的敏感性。 1.9 PCR重复性试验 用建立的RT—PCR检测方法,对牛病毒性腹 泻病毒、猪瘟病毒、MDBK正常细胞以及5份阳 性样品重复检测3次,以验证本方法的重复性和 稳定性。 100 养猪SWINE PRODUCTION(6) 2011 细胞培养物(5份阳性),4份犊牛睾丸细胞(0份阳 性),5份含牛血清的猪瘟细胞疫苗(4份阳性),12 份猪瘟兔脾淋苗(0份阳性),8份猪瘟疑似病料(3份 阳性),共计51份样品,检出阳性样品22份,对所有 阳性样品均进行测序鉴定都是BVDV I型(表1)。 表1应用BVDV套式RT—PCR检测方法检测样品结果 样品名称 样本数/份阳性数佑}阴性数 份阳性样品基因型 步研究。在猪瘟疑似病料中检测到BVDV是自然感 染还是猪瘟细胞疫苗污染?也有待进一步探讨。 该检测方法的初步应用显示出了很好的敏感性 与特异性,在51份样品的检测过程中,利用第1轮 RT—PCR检测出阳性样品l1份,而利用套式RT— PCR检测时可以检出阳性样品22份,对所有阳性 样品均进行测序鉴定都是BVDV I型,说明建立的 3讨论 近年来牛病毒性腹泻病毒的检测技术,特别是 大规模群体的检测及分子生物学诊断技术取得了显 著的成效。目前,用于BVDV的诊断方法有琼脂扩 散试验、病毒分离技术、病毒中和试验(VNT)、免疫 荧光技术(IFA)、免疫过氧化物酶(IP)技术、酶联免 疫吸附试验(ELISA)、RT—PCR、核酸探针等_9l10]。其中 ELISA方法和RT—PCR能检测大批样品,具有特异、 敏感、快速等特点,在控制和根除BVDV方面发挥 着越来越重要的作用。RT—PCR技术具有敏感性高、 特异性强、快速高效等特点,且该方法不同于血清中 和试验、琼脂扩散试验、ELISA等方法,能够检测处 于免疫耐受状态机体中的BVDV,并且可以与猪瘟 病毒和绵羊边界病病毒区分,为BVDV的检测提供 了一种科学方法【ll,121。RT-PCR的应用缩短了BVD 的诊断时间,比标准的病毒分离技术所需时间明显 减少,可用于快速检测细胞培养物、生物制品和临床 样品中的各种BVDV毒株【・ 。本研究在常规RT—PCR 的基础上,根据BVDV 5 端非编码区设计两对引 物,建立了检测BVDV的套式RT—PCR方法,可以 高度特异、快速、敏感地检测出器官、组织、培养细胞 中的BVDV,为BVDV的检疫、诊断、流行病学调查 及猪瘟疫苗制品中BVDV污染的检测提供了一种 更加特异、敏感的方法。 在本方法的临床应用中,将所有阳性样品的 RT—PCR产物进行测序后,序列分析结果显示,检测 结果为BVDV核酸物质阳性的样品均使用了个别 厂商的牛血清,而对所使用的牛血清样品进行检测 也均为BVDV核酸物质阳性,两者的测序结果一 致,而未使用牛血清培养的12份猪瘟兔脾淋组织为 BVDV核酸物质阴性,说明标准的猪瘟兔脾淋疫苗 中不含BVDV,细胞培养的生物制品中BVDV核酸 物质污染基本上都是由于使用了含有BVDV核酸 物质的牛血清引起的,至于所检测到的BVDV核酸 物质对猪瘟细胞疫苗生产中猪瘟病毒增殖有何影 响?对猪瘟疫苗的安全与效力有何影响?均有待进一 套式RT—PCR检测方法更为敏感、特异,可以用于 BVDV的快速低含量检测。此法必将在猪瘟细胞疫 苗与其他细胞疫苗生产用原辅料筛选中得到广泛应 用。从测序结果中进一步说明了国内牛源的BVDV 主要为BVDV I型,因该病在牛群中的潜伏感染, 导致国产牛血清中普遍带毒,造成了许多细胞培养 的生物制品的BVDV污染问题,因此应该提高国产 牛血清的质量标准,国产牛血清中不得含有BVDV。 参考文献:  .[1】殷震,刘景华.动物病毒学[M】.第2版.北京:科学出版社,1997: 645-652. 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