近年來,,實時熒光PCR技術(shù)在動物疫病診斷中的應(yīng)用得到了進(jìn)一步的發(fā)展,,在診斷動物的病毒性、細(xì)菌性和寄生蟲性疫病中得到了廣泛的應(yīng)用,。實時熒光PCR不僅實現(xiàn)了常規(guī)PCR從定性到定量的飛躍,而且與常規(guī)PCR相比,,實時熒光PCR技術(shù)由于多使用了一條可與模板互補配對的熒光探針,提高了特異性,,并且由自動化儀器收集熒光信號,避免了肉眼判斷的主觀性,,又可進(jìn)一步提高靈敏度;實時熒光PCR技術(shù)全封閉反應(yīng),,無須PCR后處理,避免污染,,了結(jié)果的可靠性和重復(fù)性。隨著實時熒光PCR試劑盒的進(jìn)一步開發(fā),,實時熒光PCR技術(shù)將會在動物疫病診斷中得到更加廣泛的應(yīng)用。
實時熒光PCR技術(shù)是在常規(guī)PCR技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的核酸定量技術(shù),。實時熒光定量PCR技術(shù)于1996年由美國Applied Biosystems公司推出,,它是一種在PCR反應(yīng)體系中加入熒光基團(tuán),,利用熒光信號的積累實時監(jiān)測整個PCR進(jìn)程,后通過標(biāo)準(zhǔn)曲線對未知模板進(jìn)行定量分析的方法,。目前報道的熒光探針主要有Taqman,Amplisensor,,分子標(biāo)信,Lightcyclor以及在這4種探針基礎(chǔ)上發(fā)展起來的熒光探針,。該技術(shù)不僅實現(xiàn)了對DNA/RNA模板的定量,而且與常規(guī)的PCR相比,,具有靈敏性和特異性高,能實現(xiàn)多重反應(yīng),、自動化程度高、無污染,、實時和等特點。目前,,已廣泛應(yīng)用于分子生物學(xué)和醫(yī)學(xué)研究等領(lǐng)域,特別是近幾年來在動物疫病的診斷中得到了廣泛的應(yīng)用,。
1 診斷病毒病
1.1 禽流感
禽流感病毒變異極為頻繁,血清亞型眾多,,已報道的有15種血凝素HA亞型(H1~H15)和9種神經(jīng)氨酸酶NA亞型(N1~N9),。禽流感病毒呈性分布,絕大多數(shù)禽流感病毒呈隱性感染,,不表現(xiàn)臨床癥狀,只有少數(shù)禽流感病毒具有迅速傳播和高致病性的特性。外檢測禽流感病毒的方法是OIE的雞胚病毒分離方法,,該方法約需要耗時21 d,不適合禽類進(jìn)出口的檢疫和發(fā)生疫情時的及時診斷,。張鶴曉等[1]根據(jù)A型流感病毒的核酸保守區(qū)共有序列,開發(fā),、設(shè)計多條引物和探針序列,從中篩選敏感,、特異的引物和探針,在循環(huán)參數(shù),、病毒核酸的提取方法、反轉(zhuǎn)錄條件的基礎(chǔ)上,,建立了快速的通用型“一步法”檢測所有A型流感病毒的通用型熒光RT-PCR。該方法與雞胚病毒分離相比,,敏感性基本一致,可直接用來檢測泄殖腔,、喉拭子和禽肉,將檢測時間從原來的21 d縮短為4 h,。朱文斯等[2]根據(jù)禽流感病毒H5亞型的RNA 4節(jié)段設(shè)計了檢測禽流感病毒H5亞型的引物和探針,,其敏感性高能達(dá)到10-7,,該方法特異性強,與傳染性法氏囊病毒中等毒力及弱毒疫苗,、新城疫弱毒疫苗、傳染性支氣管炎弱毒疫苗,、鴨瘟弱毒疫苗、鴨病毒性肝炎弱毒疫苗及有可能感染的禽流感病毒H9亞型、新城疫強毒,、雞傳染性貧血病毒均不反應(yīng)。
1.2 新城疫
新城疫病毒屬于副黏病毒,,根據(jù)毒株的致病力可分為強毒力型、中等毒力型及弱毒力型,。OIE檢測新城疫病毒的方法是雞胚病毒分離方法,,需要21 d,。張鶴曉等[3]建立的熒光RT-PCR方法不僅能將中強毒力新城疫病毒與弱毒區(qū)分開來,而且不與常見的禽類病毒發(fā)生交叉反應(yīng),,其敏感性高可達(dá)10-7。楊德勝等[4]利用熒光RT-PCR方法對910份樣品進(jìn)行新城疫病毒檢測,,陽性30份,并用雞胚分離部分檢測樣品,,結(jié)果一致。說明了熒光RT-PCR方法檢測新城疫病毒具有敏感,、特異,、快速,、、安全等特點,。
1.3 口蹄疫
口蹄疫是一種危害偶蹄動物的烈性傳染病,被OIE列為A類動物傳染病,??谔阋叩谋┌l(fā)曾經(jīng)給許多國家和地區(qū)的畜牧業(yè)及動物貿(mào)易帶來災(zāi)難性的損失,。口蹄疫病毒屬于小RNA病毒科,,為單股正鏈,血清型復(fù)雜多變,有7個血清型,,即O、A,、C、SAT1,、SAT2、SAT3和Aasia1型,。傳統(tǒng)的病毒分離鑒定方法耗時長,敏感性和性都較差,,ELISA方法敏感性低,,常規(guī)RT-PCR在樣品進(jìn)行檢測的過程中容易被污染,,以上方法難以適應(yīng)當(dāng)前口蹄疫防疫工作的要求。建立一種快速和可靠的診斷方法,,對于控制和消滅口蹄疫至關(guān)重要?;ㄈ毫x等[5]根據(jù)口蹄疫病毒聚合酶3D基因片段非常保守的區(qū)域設(shè)計的引物、探針,,擴(kuò)增區(qū)內(nèi)口蹄疫病毒 O型、A型,、C型,、Asia1型、SAT1~3型的序列相同,,引物和探針是通用的,建立了熒光RT-PCR方法,,對細(xì)胞培養(yǎng)物、水皰液、水皰皮及分泌物進(jìn)行了檢測,,得到了滿意的結(jié)果,與其他水皰性病毒不發(fā)生交叉反應(yīng),。楊素等[6]應(yīng)用熒光RT-PCR技術(shù),利用O型口蹄疫病毒的5′端UTR區(qū)的IRES片段設(shè)計和合成了可檢測7個血清型口蹄疫病毒群特異性引物和Taqman探針,,結(jié)果表明敏感性高,特異性強,,耗時僅為4 h,克服了傳統(tǒng)的病毒分離鑒定方法耗時長,,敏感性和性較差,,而且容易造成病毒擴(kuò)散及環(huán)境污染的缺點,,適用于大批量樣品的快速檢測。
1.4 豬瘟
對豬瘟病毒的傳統(tǒng)診斷方法包括免疫熒光試驗,、細(xì)胞分離培養(yǎng)、酶聯(lián)免疫吸附試驗,、動物接種試驗等,這些方法都存在不足之處,。溫國元等[7]在豬瘟病毒高度保守的5′端非編碼區(qū)作為擴(kuò)增靶區(qū),設(shè)計了兩對引物和一條Taqman探針,,建立了熒光RT-PCR方法,該方法的檢測靈敏度可達(dá)10拷貝/μL,,對不同毒株以及各種組織樣品檢測結(jié)果均為陽性,該方法比RT-PCR靈敏度高100倍,,與PCR具有相同的靈敏度。陳玉棟等[8]在豬瘟病毒兔化弱毒疫苗株的5′端非編碼區(qū)設(shè)計一對引物和一條熒光探針,,結(jié)合Light Cycler檢測系統(tǒng),,建立了定量檢測豬瘟兔化弱毒疫苗的方法,該方法的靈敏度為100拷貝數(shù),,整個檢測過程僅需4 h,,該方法可望取代傳統(tǒng)的兔體定型反應(yīng)用于疫苗生產(chǎn)過程中的效價測定及指導(dǎo)疫苗的配制,,也為豬瘟病毒分子生物學(xué)研究提供了一種新的、簡捷有效的工具,。
2 診斷細(xì)菌病
2.1 大腸埃希菌O157∶H7
大腸埃希菌O157∶H7是腸出血大腸埃希菌的一種主要血清型,可引起人出血性結(jié)腸炎,、溶血性尿綜合征及血栓形成性血小板減少性紫癜等嚴(yán)重并發(fā)癥。該菌主要通過食物傳播,,動物是其主要的宿主。近年來外各個實驗室診斷大腸埃希菌O157∶H7的檢測方法不斷出現(xiàn),,其中有PCR方法,多重PCR方法,,但這些方法檢測時間比較長,,檢測過程繁瑣,,不適合大規(guī)模動物產(chǎn)品的檢測。Jothikumar N等[9]運用一種復(fù)合式Sybr Green實時熒光PCR方法快速測定大腸埃希菌O157∶H7,,用一對特異引物同時擴(kuò)增大腸埃希菌O157∶H7的類志賀毒素(stx1或stx2)基因,。鑒于擴(kuò)增后產(chǎn)生的兩個PCR產(chǎn)物的Tm值不等,由此加以區(qū)別。此方法操作簡便,,快速,,特異性好。張險朋等[10]應(yīng)用實時熒光PCR方法對大腸埃希菌O157∶H7菌株檢測為陽性,,而大腸埃希菌O1∶H7,,O119,O143及沙門菌無交叉反應(yīng),,證明應(yīng)用實時熒光PCR方法檢測大腸埃希菌O157∶H7的特異性強,快速,,適用于動物產(chǎn)品快速檢測。
2.2 沙門菌
沙門菌的傳統(tǒng)鑒定方法是挑取單個菌落進(jìn)行生化方面的試驗,,而后利用血清凝集試驗進(jìn)行分型,由于方法本身的特異性問題而使鑒定的性和靈敏度較差,,而且耗費的時間,。趙雪濤等[11]根據(jù)沙門菌GenBank Accession NO U25352基因序列,設(shè)計并合成引物和Taqman探針,,將PCR擴(kuò)增的沙門菌基因片段克隆導(dǎo)入載體,構(gòu)建的重組質(zhì)粒經(jīng)篩選,、鑒定后,作為陽性模板,用于標(biāo)準(zhǔn)曲線的制定。利用熒光定量PCR技術(shù)進(jìn)行各類菌株的定性鑒定,。應(yīng)用重組質(zhì)粒制作的定量曲線,其循環(huán)閾值與模板濃度的對數(shù)值具有良好的線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)為0.999。檢測各類菌株,其中沙門菌41株,、H抗原丟失的沙門菌16株均呈陽性;非沙門菌109株均呈陰性,。證明建立的沙門菌的熒光定量PCR方法簡便,、快速、,。
2.3 炭疽芽孢桿菌
炭疽是由炭疽芽孢桿菌引起的人獸共患病,,炭疽芽孢在環(huán)境中抵抗力*,,在軍事上一直被列為*生物戰(zhàn)劑,快速檢驗和鑒定炭疽芽孢桿菌無論對人和草食動物炭疽病診斷,,還是應(yīng)對可能出現(xiàn)的生物恐怖襲擊都十分重要,。李偉等[12]采用實時熒光PCR技術(shù),以pXO1質(zhì)粒上的pag基因,、pXO2質(zhì)粒上的cap基因及染色體上的ropB基因設(shè)計引物和探針,應(yīng)用上述基因探針的外標(biāo)對照,、pagA基因的內(nèi)標(biāo)對照等技術(shù)建立一種快速,、,、特異、定性,、定量檢測炭疽芽孢桿菌的方法,。陳蘇紅等[13]以pXO1質(zhì)粒上的pag基因及pXO2質(zhì)粒上的cap基因為靶合成特異引物,用DNA嵌入熒光染料SYBR GreenⅠ進(jìn)行定量PCR擴(kuò)增,在PCR后進(jìn)行熔解曲線分析,,以確定得到的產(chǎn)物是否為目的產(chǎn)物,。該方法檢測炭疽芽孢桿菌的靈敏度達(dá)1 000拷貝。
2.4 胸膜肺炎放線桿菌
豬胸膜肺炎放線桿菌(APP)有2個生物亞型和15個血清型,,傳統(tǒng)的檢測方法有血清學(xué)方法和常規(guī)PCR方法,均存在不足之處,。李樹清等[14]根據(jù)APP apxⅣA毒素基因的序列設(shè)計了引物和探針,建立實時熒光PCR方法并初步應(yīng)用,,在150份樣品中檢出APP陽性23份。
3 診斷寄生蟲病
王頻佳等[15]利用擴(kuò)增的弓形蟲529 bp重復(fù)序列,經(jīng)TA克隆后轉(zhuǎn)化入大腸埃希菌DH5α中;提取重組質(zhì)粒鑒定后,作為模板建立熒光定量PCR標(biāo)準(zhǔn)曲線,并做重復(fù)性試驗和臨床標(biāo)本檢測,,用重組質(zhì)粒制作的標(biāo)準(zhǔn)曲線循環(huán)閾值與模板濃度有良好的線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)為0.995,試驗間變異系數(shù)平均為3.28%,無非特異性擴(kuò)增,,樣品檢測陽性率為43.3%。建立了檢測弓形蟲基因的熒光定量方法,具有快速,、靈敏、特異的特點,。Woo T H等[16]以Light Cycler TM為平臺,,利用SYBR GreenⅠ作為熒光染料,建立了一種鑒定鉤端螺旋體的實時 PCR方法,目標(biāo)片段為16S rRNA,利用熔點曲線分析來區(qū)別特異產(chǎn)物,、引物二聚體和非特異性產(chǎn)物,不需要電泳來鑒定,該方法快速而敏感,整個過程在20 min內(nèi)完成,。James A H等[17]用以ABIPrism7700SDS為平臺,應(yīng)用Taqman探針建立了從小牛腹瀉糞便中定量檢測小隱孢子蟲cp11基因和18S rRNA的實時熒光PCR方法,。
4 展望
由于實時熒光定量PCR無需內(nèi)標(biāo)實時熒光定量,此技術(shù)有效地解決了傳統(tǒng)定量只能終點檢測的局限,,實現(xiàn)了每一輪循環(huán)均檢測一次熒光信號的強度,,并記錄在電腦軟件之中,通過對每個樣品Ct值的計算,,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線獲得定量結(jié)果。實時熒光定量PCR解決了雙重PCR反應(yīng)中存在兩種模板之間的干擾和競爭,,尤其當(dāng)兩種模板的起始拷貝數(shù)相差比較大時,,這種競爭會表現(xiàn)得更為顯著[18-19],。由于待測樣品的起始拷貝數(shù)是未知的,所以無法加入合適數(shù)量的已知模板作為內(nèi)標(biāo),。正是這個原因,,傳統(tǒng)定量方法雖然加入內(nèi)標(biāo),但仍然只是一種半定量的方法,。美國Texas大學(xué)的科研人員經(jīng)反復(fù)實驗,其結(jié)論是,,內(nèi)標(biāo)法作為定量或半定量的手段是不可靠的,,而外標(biāo)準(zhǔn)曲線的定量方法是一種的、值得信賴的科學(xué)方法[20],。實時熒光PCR技術(shù)作為一種新的檢測技術(shù)已廣泛應(yīng)用于動物疫病的診斷。目前,,在動物疫病的診斷上,,現(xiàn)已發(fā)展到至少有15種實時熒光PCR方法,。市場上也出現(xiàn)一些動物疫病診斷的實時熒光PCR試劑盒。雖然實時熒光PCR的檢測成本比較高,,實時熒光PCR儀比較昂貴,,但隨著實時熒光PCR技術(shù)的進(jìn)一步普及和發(fā)展,實時熒光PCR試劑盒的進(jìn)一步開發(fā),,以及它具有比傳統(tǒng)病原學(xué),、血清學(xué)和常規(guī)的PCR更敏感、特異,、無污染等優(yōu)點,此技術(shù)將會在動物疫病診斷中得到更加廣泛的應(yīng)用,。
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