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猪瘟病毒和牛病毒性腹泻病毒双重 RT-PCR鉴别检测方法的建立及应用

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动物医学进展。2014,35(4):66—71 Progress in Veterinary Medicine 猪瘟病毒和牛病毒性腹泻病毒 双重RT—PCR鉴别检测方法的建立及应用 漆世华 ,谢红玲h 李晶梅 ,刘 丹 ,薛 霜 秦红刚 ,陈其兵 ,靖志强 ,,(1.武汉中博生物股份有限公司 湖北武汉430070;2.中国兽医药品监察所,北京100081) ,摘 要:猪瘟病毒和牛病毒性腹泻病毒同属于黄病毒科瘟病毒属,在基因组序列上有很高的同源性,2 种病毒交叉污染的情况十分严重,给疫病诊断和疫苗质量控制带来很大麻烦。为了更好的对这2种病的病 原进行分子生物学鉴别检测,参考GenBank上2种病毒标准株的基因组序列,选取各自的保守基因区域设 计可以进行鉴别检测的特异性引物,经过对PCR反应条件的优化,建立了可以对2种病毒同时检测的双重 RT—PCR方法。该方法对猪繁殖与呼吸综合征病毒、猪日本脑炎病毒、猪伪狂犬病病毒、猪流行性腹泻病毒、 猪传染性胃肠炎病毒、猪圆环病毒2型的扩增结果均为阴性;该检测方法的敏感性为5 ng病毒基因组 RNA。建立的猪瘟病毒和牛病毒性腹泻病毒双重RT—PCR检测方法特异性强、敏感性高,可以用于2种疫 病的临床分子检测,也可用于猪瘟疫苗的质量控制,为2种病毒的交叉污染的检测提供一种方便、快捷的 方法。 关键词:猪瘟病毒;牛病毒性腹泻病毒;双重RT—PCR;鉴别检测 中图分类号:¥852.651 文献标识码:A 文章编号:1007—5038(2014)04—0066—06 猪瘟(Classical swine fever,CSF)俗称“烂肠 接触性传染病,具有高度传染性和致死性,给全球 养猪业造成了巨大的经济损失,是威胁我国养猪业 瘟”,是由猪瘟病毒(CSFV)引起的一种急性、发热、 收稿日期:2013—11-05 作者简介:李晶梅(1982一),女,辽宁沈阳人,硕士,主要从事兽用疫苗研究。*通讯作者 豢杀豢靠枭杀枭谁 豢靠豢杀粜杀粜靠粜豢岽米半张 [11]卫菊,王椿.从BCL一2凋亡抑制因子家族的中寻找 癌症治疗的新途径[J].世界l}缶床药物,2006,27(5):270 273 Effects of Astragalus Inj ection on Spleen Lymphocytes in Immunodeficient Mice WANG Shu—shu ,WANG Zi—nan ,ZHAO Zi—ming ,WEI Xiao—yong , DU Tie—liang .LI Lin—lin。。YANG Qiao—hong (1.Guangzhou University of Chinese Medicine,Guangzhou,Guangdong,510405,China; 2.Guangdong Province Academy of TCM Engineering and Technology,Guangzhou,Guangdong,510095,China; 3.SouthernMedical University,Guangzhou,Guangdong,510515,China) Abstract:To study the effects of astragalus inj ection(AI)on promoting spleen lymphocyte apoptosis and proliferation in immunodeficient mice by dexamethasone(Dex),72 KM mice were randomly divided into six groups:control group,model group,interleukin一2 group(5 IU/kg),high AI group(2 g/kg),middle AI group(1 g/kg)and low AI group(0.5 g/kg).Besides control group,the mice in other five groups were in— ected Dex 5 days for immunodeficient mouse mode1.The effects of AI on the spleen index and morphologi— cal changes in the spleen were observed,Casepase一3 and PCNA were detectedby immunohistochemistry.AI can significantly improve the atrophy of the spleen,and increase spleen index(P<0.05);AI can signifi— cantly increase cortical cells of the spleen and splenic lymphocytes:Also AI can reduce the expression of Caspase一3.while improve the expression of PCNA(P<0.05,P%0.01).AI has significant anti—spleen atro— phy and inhibition of apoptosis of spleen lymphocytes,and its mechanism may be by down Caspase一3 and up PCNA related—gene expression. Key words:Astragalus injection;immunodeficientcy;spleen lymphocyte;apoptosis;proliferation;mouse 李晶梅等:猪瘟病毒和牛病毒性腹泻病毒双重RT—PCR鉴别检测方法的建立及应用 67 的最重要的传染病之一l_】 ]。牛病毒性腹泻(Bovine viral diarrhea,BVD)又称黏膜病(Mucosal disease, MD),是由牛病毒性腹泻病毒(BVDV)引起的以牛 发热、黏膜糜烂溃疡、腹泻、咳嗽及怀孕母牛流产或 产出畸形胎儿为主要特征的传染病,各种年龄的牛 都易感染,以幼龄牛易感性最高l_3 ]。近年来,猪源 牛病毒性腹泻病毒感染常有发生,猪感染BVDV后 可产生类似慢性猪瘟的临床症状和病理变化,干扰 猪瘟的临床诊断_5。]。 对于猪瘟的防控通常采用猪瘟兔化弱毒疫苗 (C株)进行接种预防,该疫苗是世界上公认的最有 效和安全的弱毒疫苗,对猪瘟的防控起到了重要的 作用 ]。但猪瘟的免疫却常常出现免疫失败现象, 这与猪瘟疫苗的质量控制有重要关系。猪瘟细胞苗 在生产过程中要用牛血清、牛睾丸、胰酶等原材料, 若其中含有BVDV就会造成猪瘟疫苗污染外源病 毒lg。 。因此,准确地检测CSFV与BVDV,对2种 疫病的控制及猪瘟疫苗的质量控制均尤为重要。 本研究根据CSFV和BVDV 2种病毒的5 端 保守区设计合成特异性的鉴别引物,建立了检测猪 瘟病毒和牛病毒性腹泻病毒的双重RT—PCR方法, 为2种疫病的分子诊断以及猪瘟疫苗的质量控制提 供一种方便、快捷的鉴别检测方法。 1材料与方法 1.1 材料 1.1.1 病毒CSFV,BVDV,猪繁殖与呼吸综合征 病毒(PRRsV),猪日本脑炎病毒(JEV),猪伪狂犬 病病毒(PRV),猪流行性腹泻病毒(PEDV),猪传染 性胃肠炎病毒(TGEV),猪圆环病毒2型(PCV一2), 由武汉中博生物股份有限公司保存。 1.1.2 主要试剂Taq DNA聚合酶,M—MLV反 转录酶,EcoR工与HindⅢ内切酶,T4 DNA连接 酶,克隆载体pMD18一T,宝生物工程(大连)有限公 司产品;病毒核酸提取试剂盒,胶回收试剂盒,质粒 提取试剂盒,天根公司产品;DNA分子量标准, Trans Gen Biotech公司产品。 1.1.3 引物的设计、合成 根据GenBank上CS— FV、BVDV毒株的基因组序列(登录号分别为 AF091507.1和AJ585412),选择病毒的保守基因, 利用Oligo6.0引物设计软件各设计了一对检测引 物(表1),引物由宝生物工程Ck连)有限公司合成, 工作液浓度20/lmol/L。 1.2 方法 1.2.1病毒基因组的提取及cDNA合成 分别提 取1.1.1中所述病毒基因组RNA,分别以CSFV、 BVDV、CSFV和BVDV混合物基因组RNA为模 板进行反转录,所得cDNA模板置于一20℃保存 备用。 表1引物序列 Table l Sequences of primers 病毒 引物序列 扩增长度/bp Amplified Virus Primer sequences length CSFV Pl(5 一3 ):TACACGATTGGACAAATCAAA 355 P2(5 一3 ):AACTCCATGTGCCATGTACAG BVDV P3(5 一3 ):ATTCGTCAGTGGTTCGAC 153 P4(5 一3 ):CTCTGCAGCATCCTATCA 1.2.2 PCR反应体系的建立 分别加入引物P1、 P2各0.5 L(或引物P3、P4各0.5 L;或引物P1、 P2、P3、P4各0.5 L),cDNA 2 L,Ex Taq(5 U/ L)0.5 L,10×Ex Taq buffer 5 L、dNTP(2.5 mmol/L)5 L,加水至50 L。 PCR扩增参数为:95℃5 min;94。C 30 S,5O℃ ~6O℃30 S,72。C 30 S,35个循环;72℃10rnin。 1.2.2.1 CSFV PCR反应体系的建立 以猪瘟病 毒基因组RNA反转录产物为模板优化反应的退火 温度。 1.2.2.2 BVDV PCR反应体系的建立 以牛病毒 性腹泻病毒基因组RNA反转录产物为模板优化反 应的退火温度。 1.2.2.3双重PCR反应体系的建立 以猪瘟病毒 和牛病毒性腹泻病毒基因组RNA反转录产物为模 板,1.2.2.1和1.2.2.2优化的反应退火温度,建立 反应体系。 1.2.3 PCR扩增产物的鉴定 分别取CSFV、 BVDV及CSFV和BVDV混合基因组RT—PCR扩 增产物5肚L进行琼脂糖凝胶电泳,观察扩增片段的 有无及片段大小。分别将CSFV、BVDV扩增片段 连接到pMD18一T克隆载体,构建克隆质粒,经 EcoR I/HindⅢ双酶切鉴定正确后送上海生工生 物工程技术服务有限公司进行测序。将测序结果与 GenBank上登录的核酸序列进行对比分析。 1.2.4 特异性试验 按照1.2.1进行RNA提取 并反转录获得PRRSV、JEV、PEDV、TGEV基因组 RNA的cDNA;DNA提取试剂盒提取PRV、PCV一2 基因组DNA;以上述cDNA和DNA作为模板,按 1.2.2.3确定的最佳反应条件进行PCR扩增,确定 该检测方法的特异性。 1.2.5敏感性试验将提取的CSFV和BVDV的 基因组RNA定量,然后10倍梯度稀释到10一,混 李晶梅等:猪瘟病毒和牛病毒性腹泻病毒双重RT—PCR鉴别检测方法的建立及应用 69 2.3 双重RT—PCR特异性试验结果 双重PCR检测方法对CSFV、BVDV、CSFV和 BVDV混合基因组分别出现与预期大小相符的片 段,而对PRRSV、JEV、PRV、PEDV、TGEV、PCV一2 没有出现扩增片段(图5),说明所设计的引物可以 特异性的检测CSFV与BVDV,该双重PCR检测方 法具有很好的特异性。 2.4 双重RT—PCR敏感性试验结果 分别测定CSFV、BVDV基因组RNA浓度,稀 释至5 t ̄g/p-L,5 g/ L的CSFV、BVDV基因组 RNA 10倍梯度稀释到10 混合,其反转录产物仍 然可以扩增出目的片段(图6)。说明该检测方法可 以最低检出5 ng含量的病毒基因组RNA,该双重 RT—PCR检测方法具有很好的敏感性。 表 一1.DNA标准Trans2K Plus lI;2.CSFV;3.BVDV;4.CSFV和 BVDV混合模板;5.PRRSV;6.JEv;7.PRv;8.PEDV;9.TGEV;一一 10.PCV一2;11.阴性对照 床 一 1.DNA Marker Ttans2K PlusⅡ;2.CSFV;3.BVDV;4.Mixed nuleic acid hybrid templates of CSFV and BVDV;5.PRRSV:6.JEV:7. PRV;8.PEDV;9.TGEV;10.PCV 2;11.Negative contro1 图5 双重RT—PCR特异性检测结果 Fig.5 Specificity test of duplex RT PCR 355 l53 1.10 ;2.10 ;3.10 ;4.对照;5.DNA标准Trans2K PlusII 1.10 ;2.10 ;3.10一。;4.Negative control;5.DNA Marker Trans2K PlusⅡ 图6 双重RT—PCR敏感性检测结果 Fig.6 Sensitivity test of duplex RT—PCR 2.5 临床应用试验检测结果 利用建立的双重RT—PCR检测方法检测临床 送检猪瘟疑似病料1O份,检测出CSFV阳性9份, 其中1份临床有腹泻症状的猪病料CSFV和 BVDV均阳性。CSFV国标引物和某公司BVDV 荧光PCR检测试剂盒检测上述10份样品,检测结 果为CSFV阳性8份,BVDV阳性1份(表2)。双 重RT—PCR检测方法与猪瘟国标方法和某公司 BVDV荧光PCR检测试剂盒有较高的符合率。 2.6猪瘟细胞疫苗和原材料检测结果 利用建立的双重RT—PCR检测方法检测1O批 猪瘟疫苗、5批牛睾丸细胞、ST细胞、PK一15细胞、3 个厂家的4批胎牛血清。仅一批血清BVDV阳性, 其余均为阴性(表3)。BVDV阳性血清经病原分 离,并未得到感染性BVDV,分析是血清来自 BVDV感染牛,血清生产厂家经灭菌处理,无感染 性BVDV存在。 № CSFV CSFV BVDV BVDV  3讨论 猪瘟是影响养猪业的主要疫病之一,虽然世界 上一些国家和地区已经消灭了猪瘟,但我国猪瘟的 持续性感染、隐性感染依然存在。牛病毒性腹泻病 毒与猪瘟病毒同属于黄病毒科(Flaviviridae)瘟病 毒属(Pestivirus),二者之间同源性极高,存在免疫 交叉反应ll1 ,血清学方法较难区分两种病原。近年 来,猪源牛病毒性腹泻病毒感染常有发生,猪可能通 过与BVDV阳性牛群的直接接触或通过污染的猪 瘟疫苗而感染BVDV,从而给诊断工作带来了困 难l_6。]。猪感染BVDV后可产生类似慢性猪瘟的临 床症状和病理变化,仔猪可表现腹泻和消瘦,怀孕母 猪可致发生流产和产出畸形胎儿_c ]。BVDV的感 染使得猪瘟的诊断更加复杂。 双重RT—PCR检测方法是简单、便捷的鉴别 诊断方法,通过扩增片段的大小即可对两种病毒进 . 删 7O 动物医学进展 2014年第35卷第4期(总第250期) 牛睾丸细胞1批 Bovine testicular cells No 1 进口品牌(G公司)血清 Serum from G company 牛睾丸细胞2批 Bovine testicular cells No2 国产品牌(S公司)血清 Serum from S company 牛睾丸细胞3批 Bovine testicular cells No 3 国产品牌(S公司)猪瘟专用血清 Serum from S company special for CSFV vaccine 牛睾丸细胞4批 Bovine testicular cells No4 国产品牌(J公司)猪瘟专用血清 Serum from J company special for CSFV vaccine 牛睾丸细胞5批 Bovine testicular cells No 5 ST细胞ST cells PK一15细胞PK一15 ceils 行鉴别诊断。陈静等口 在研究报道中指出,他们建 立的CSFV和BVDV双重RT—PCR方法能够对 CSFV和1型BVDV进行鉴别检测,适宜应用到猪 群感染BVDV的调查和疫苗生产的质控。出于相 同的目的,本研究根据CSFV和BVDV基因组5 端 血清中会存在BVDV抗体。疫苗生产中,血清中的 BVDV抗体会中和CSFV,导致猪瘟抗原效价偏低。 中国牛场BVDV感染率较高l_1 ,所以,国产牛血 清普遍含有BVDV抗体。BVDV PCR检测牛血清 不但可以直接判定血清是否被BVDV污染,也可以 间接判断血清中是否存在BVDV抗体。虽然 BVDV RT—PCR检测牛血清不能区分血清中的 BVDV是否具有感染性,但是BVDV阳性的血清会 含有BVDV抗体,不适宜用于猪瘟疫苗生产。我公 的保守区分别设计了扩增CSFV和BVDV的特异 性检测引物,在普通RT—PCR方法的基础上,将检 测CSFV、BVDV的特异性引物放在一个PCR反应 体系中,通过优化PCR反应条件,建立了CSFV和 BVDV双重RT—PCR方法。研究表明,建立的双重 司使用BVDV RT—PCR检测阴性的猪瘟专用血清 进行猪瘟疫苗生产,抗原效价稳定在较高水平。 综上所述,建立的CSFV和BVDV双重RT PCR方法可以对2种疫病进行鉴别诊断,BVDV RT—PCR可以对猪瘟疫苗的原料和成品进行 BVDV检测。 RT—PCR方法敏感、特异。本方法的检测结果与 CSFV、BVDV国标引物检测结果的符合率分别为 90 和100 。 范学政等l_1 报道的猪瘟细胞苗BVDV的污染率为 21.74 ,说明我国猪瘟疫苗中BVDV污染现象严 重。本研究所建立的CSFV、BVDV双重RT—PCR 参考文献: [1]Leifer I,Ruggli N,Blome S.Approaches to define the viral ge 检测方法可以检测猪瘟疫苗是否被BVDV污染。 当然,单独使用BVDV引物检测猪瘟疫苗是更为简 便的BVDV检测方法。研究建立的方法还可以对 netic basis of classical swine fever virus virulence[J].Virology, 2O13,438(2):5卜55. 细胞、血清等疫苗生产用原材料进行质控。检测到 BDVD污染的细胞和毒种严禁应用于疫苗生产。 检测到BVDV污染的疫苗严禁投放市场。但是血 清的情况比较复杂,应具体问题具体对待。 一[2]张艳英,高桂生,高光平,等.猪瘟病毒3种检测方法的比较 [J].中国畜牧兽医,2013,40(3):205—208. [3]Helal M A,Okamatsu H,Tajima M.Bovine viral diarrhea virus infection in a dairy herd with high prevalence of persistently in fected calves[J].Jpn J Vet Res,2012,60(2-3):111—117. [4]Bedekovic T,Mihaljevic z,Jungic A,et a1.Detection of bovine viral diarrhea virus— specific neutralizing antibodies in fresh co—- 般来说,猪瘟疫苗的生产过程中需使用胎牛 血清或小牛血清作为细胞培养液成分,而牛血清被 BVDV污染,将导致猪瘟疫苗污染BVDV[9 。血 清生产厂家普遍采用辐照灭菌杀死病原微生物,即 使血清来自BVDV感染牛,多数情况下有感染性的 lostrum:a modification of the virus neutralization test[J].J Vet Diagn Invest,2013,25(2):263—266. [5]孙泉云,陈琦,夏炉明,等.猪感染牛病毒性腹泻病毒的研究 进展[J].国外畜牧学:猪与禽,2o11(5):89—90. [6]邓宇.猪源牛病毒性腹泻病毒研究进展rI].畜牧与兽医, BVDV在血清中也并不存在,但是感染BVDV的牛 李晶梅等:猪瘟病毒和牛病毒性腹泻病毒双重RT—PCR鉴别检测方法的建立及应用 71 2O12,44(9):97—99. 6l5—620. E73邓宇。孙春清,张宏彪,等.1株猪源牛病毒性腹泻病毒的分 [13]陈静,张小飞,范红结,等.猪瘟病毒和牛病毒性腹泻病毒 离与鉴定[J].畜牧兽医学报,2012,43(3):416-423. 双重RT-PCR方法的建立和初步应用[J].中国畜牧兽医, [8]仇华吉,童光志,沈荣显.猪瘟兔化弱毒疫苗——半个世纪的 2011,38(6):94-97. 回顾[J].中国农业科学。2005,38(8):1675—1685. 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Establishment and Application of Duplex RT-PCR Differential Detection Method f0r Classical Swine Fever Virus and Bovine Viral Diarrhea Virus LI Jing—mei ,LIU Dan ,XUE Shuang ,QIN Hong—gang , CHEN Qi—bing ,JING Zhi—qiang ,QI Shi—hua ,XIE Hong—ling (1.Wuhan Chopper Biology Co.Ltd,Wuhan,Hubei,430070,China 2.China Institute of Veterinary Drug Control,Beijing,100081,China) Abstract:Classical swine fever virus and bovine viral diarrhea virus are belonging to Flaviviridae Pestivirus, both have high homology in genome sequence,two kinds of virus contamination was very serious,which made a great deal of trouble for clinical diagnosis.In order to diagnosis of the two kinds of pathogens,two pairs of specific primers in conserved gene regions were designed according to the two strain standard ge— nome sequences in GenBank.After optimization of PCR reaction conditions,a duplex RT—PCR detection method,which can simultaneously detection two kinds of virus was established。The method used for PRRSV,J EV,PRV,PEDV,TGEV,PCV_2 detection,all of the PCR results were negative:the method sensitivity was 5 ng.The established duplex RT-PCR detection method for classical swine fever viruses and bovine viral diarrhea virus has good specificity,high sensitivity.It s suitable for clinical molecular detection of two virus,and also can he used for the quality control of classical swine fever vaccine.It provided a con— venient and fast detection method for two virus cross contaminations. Key words:Classical swine fever virus;Bovine viral diarrhea virus;duplex RT—PCR;differential detection 

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