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荧光定量RT-PCR检测禽白血病病毒方法的建立及应用

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维普资讯 http://www.cqvip.com 一25一 中国动物检疫2008年第25卷第9期 荧光定量RT—PCR检测 禽白血病病毒方法的建立及应用 ・ 李佳桃’。崔宝玉。。岳华,。李明义 。汤承’ (1.西南民族大学生命科学与技术学院,成都四川610041;2.中国动物卫生与流行病学中心,山东青岛266032;3.山 东畜牧兽医职业学院.山东潍坊266101) 摘 要;gag基因是禽白血病病毒(AI )的群特异性基因.根据GenBank中登录的gag基因的保守序列 (E46390).设计合成了1对引物,建立了基于SYBR Green I模式的检测禽白血病病毒的实时荧光定量RT—PcR方 法。该方法只对目的基因有扩增,对其它无关病毒核酸无特异性扩增:扩增效率为94.6%;在8.2×102-8.2×10,拷贝的 范围内有很好的线性关系(Y=3.46X+31.8,r=O.9995);最低可检测82个拷贝的病毒核酸,与普通PCR方法相比,灵 敏度高出1000倍。组内CV为0.28%~1、45%;组间CV为2.13% 3.84%:对151例临床疑似样本的检出率为54.9% (83/151)。随机选择15份阳性样本PCR产物克隆测序,结果证明扩增片断为ALV的特异序列,与ALV gag基因核 苷酸同源性为97.8-98.9%:对重庆14个县的14个健康商品蛋鸡群的134份粪便棉拭子进行检测,ALV的检出率为 38.1%.鸡群的阳性率为14/14。同时用实时RT—PCR方法和ELISA方法对从种鸡场随机采集的30份100日龄蛋鸡 的血清进行检测.实时RT—PCR检测率为5/30,ELISA方法检测率为4/30。本方法的建立为禽白血病的快速诊断、 大规模检疫、监测、流行病学调查以及药物筛选等提供了新的检测方法。 关键词:禽白血病病毒;gag基因:实时荧光定量RT—PcR 中图分类号:¥852.659 3 文献标识码:A 文章编号:1005—944X(2008)09—0025—04 Development and Application of Real-Time RT—PCR for Detection of Avian Leukosis Virus LI Jia-tao ,YUEHua ,LI MING-Yi2,TANG Cheng (1.College of Life Science and Technology,Southwest University for Nationalities,Chengdu 610041,China;2.China Animal and Epidemiology Center,Qingdao 266032) Abstract:Gag gene is a group—speciifc gene in avian leukosis virus(ALV).A SYBR Green I-based real—time PCR was developed for detection of ALV by using a pair of primers that was designed to target conservative region of gag gene(E46390).The results demonstrated that the real time RT—PCR established in this study showed several advantages:(1)High speciifcity.Positive ampliifcation could be observed only from ALV DNA;(2)Good repeatabil— ity.rI1he intra—assay and inter—assay CVwere 0.28%-1.45%and 2.13%-3.84%respectively; (3)Sensitive and rapid. rI1he detection limit of the assay was 82 copies.10。times higher than traditional PCR.The RRT-PCR also showed a broad linear range(8.2 ̄10 -8.2 ̄10 copies,r=0.999)of quantiifcation and high eficifency(94.6%).151 suspected clinical samples were detected by the real time RT-PCR.And the detection rate is 83/151.Sequencing results of PCR products from 15 positive samples showed 97.8~98.9%nucleotide homology between sequences determined in this study and in GenBank,suggesting that this assay have good specificity for ALV.Total 1 34 fecal swabs were collected from 14 healthy egg flocks in 14 counties of Chongqing and detected by the real—time RT—PCR.38.1% of samples were positive f0r ALV.The positive rate of ALV was 100% f14/14)in vius-carrrying flocks.30 serum samples from the layers of 100 days were also detected using both real—time PCR and ELISA.The positive ratio were 5/30 and 4/30.suggesting a little higher detection rate of real—time PCR compared to ELISA.The real—time PCR assay developed in this study will be useful for rapid laboratory diagnosis,large—scale inspection,drug screen— ing and epidemiology investigation for the avian leukosis. Key words:Avian Leukosis Vius;gag gene;Real-tirme SYBR Green 禽白血病(AL),是由禽白血病病 亡率高.给养禽业造成重大经济损 AL.但这些方法都不同程度地存在操 毒(ALV)引起的禽类各种良性和恶 失。据调查,我国哈尔滨、北京等地部 作复杂、费时、费力或特异性不强、敏 性肿瘤的一群疾病【”。是危害养禽业 分鸡场的带毒率在20~100%之间.某 感性不高等缺陷。近年来出现的反转 的主要疾病之一回。各种年龄鸡均可 些鸡场禽白血病的病死率为20~30% 录聚合酶链式反应(RT—PCR)已成为 感染发病。患病鸡极度消瘦,生长发育 嘲说明ALV在我国鸡群中的感染情 快速检测ALV的重要手段 .在此 不良.免疫反应低下,产蛋率下降,死 况已相当严重.并呈上升趋势。快速 基础上发展起来的实时RT—PCR由  基金项目:国家“十一五”科技支撑计划 特异的诊断方法对本病的诊断、监测 于具有自动化程度高、检测速度快、及净化具有重要意义 目前主要通过 敏感性好、特异性强等优势.广泛用 (2006BAD06A0I 1) 通讯作者:汤承 病毒分离鉴定和血清学技术诊断 于多种病毒病的快速诊断、监测检疫 .维普资讯 http://www.cqvip.com 中国动物检疫2008年第25卷第9期 一26一 及流行病学调查【 ALV病毒体 ALV gag基因引物序列:P1:5"-CTrA 性样本进行检测.每个样本设4个复 RNA拥有典型的慢转化型反录病毒 TGGATCAAGGCATAGC一3 P2:5 一 管.计算其组内变异系数:上述样本 RNA序列,可分为A、B、C、D、E和J TAGTCCATCCCTCTCTCT一3 .扩增片 检i贝0后一80℃保存.每周复检1次.共 六个亚群.其中的gag基因编码病毒 段大小为91bp.其扩增位点为1419一 复检2次.计算其组间变异系数。 一 的非糖基化结构蛋白.在各病毒亚群 1510。 1.2.4.5实时RT—PCR和常规RT— 间具有高度同源性 ELISA诊断AL 1.2.2 RAV一1的增殖 PCR灵敏度的比较 都是针对gag编码的P27蛋白抗原 将冻干AV228稀释至500 L,取 分别用实时RT—PCR和RT— 建立的 目前未见实时RT—PCR用 200txL接种鸡胚成纤维细胞(CEF). PCR检测10倍系列稀释(101—109)标 于ALV检测的报道[11—12]。本实验针对 37℃C0 培养箱培养,每隔3天传代 准阳性样本.以比较其灵敏度。 ALV的gag基因设计引物,建立了检 一次.连续传至第3代备用。 1.2.5实时RT—PCR检测临床样本 测ALV的实时RT—PCR.为ALV的 1.2.3 阳性标准品的制备 采集临床表现为生长发育不良. 快速诊断、监测及分子流行病学调查 用RNAiso Reagent提取 胸腺、法氏囊萎缩为主要特征的病鸡 提供了有力工具 AV228细胞培养物总RNA.按照反 肝脏、法氏囊及骨髓.按1.2.3提取总 1材料与方法 转录试剂盒说明书合成cDNA。以 RNA.反转录合成cDNA.以本研究 1.1材料 cDNA为模板,用下述条件扩增gag 建立的实时RT-PCR进行检测.阳性 1.1.1毒株及鸡胚 ALV参考毒株 基因片段:在25txL反应体系中依次 样本PCR产物克隆测序 AV228、新城疫病毒(NDV)F48E9购 加入P1、P2各 1 L f10umol/L); 1.2.6病毒分离 自中国兽药监察所:禽流感病毒 dNTP 2 L f2.5mM);250 mM MgC12 随机挑选4个实时RT—PCR阳 (AIV)H5亚型、禽网状内皮综合症病 1.5 L;10 xPCR缓冲液2.5 L; 性样本.研磨和无菌处理后接种SPF 毒(REV)、减蛋综合症病毒fEDSV)抗 TaqDNA聚合酶f5U/ L)0.1257L, 鸡胚成纤维细胞,37 oC 5%CO 培养 原由中国动物卫生与流行病学中心 DNA模板2 L,用超纯水补足至 箱培养,每隔3天传代一次.连续传至 提供:传染性支气管炎(IB)H52弱毒 251 ̄L:扩增参数为:95oC 3min:94oC 第3代,将细胞培养物用1.2-3中的方 疫苗、鸡传染性法氏囊(IBD)弱毒疫 30s,55℃30s,72℃30s,35个循环: 法提取RNA.反转录后用本实验室建 苗、马立克氏病(MD)疫苗由乾元浩 72℃延伸10min:4℃结束反应.PCR 立的实时RT—PCR进行鉴定 生物股份有限公司生产:传染性喉气 产物用2.5%琼脂糖凝胶电泳.GOLD 1.2.7健康商品蛋鸡携带ALV的分 管炎(ILT)弱毒疫苗由Bio Laryngo VIEW染色.目的片段连接PMD18一T 子流行病学调查 公司生产:鸭瘟病毒(DPV)由西南民 Vector.转化DH5o ̄感受态细胞.挑选 用本研究建立的实时RT-PCR对 族大学动物医学教研室分离保存 阳性菌落.进行菌液PCR鉴定后.用 重庆市14个县的14个健康商品蛋鸡 SPF鸡胚为从南京兽医药械厂购买 质粒提取试剂盒提取阳性质粒DNA. 群的134份粪便棉拭子进行检测 的SPF种蛋自行孵化 送成都金杰生物技术有限公司测序 2结果 1.1.2主要仪器73o0型荧光定量 经测序验证的阳性质粒用紫外分光 2.1引物的特异性 PCR仪.美国ABI公司:VerSa 光度计测定DNA标准品在260nm 本研究设计的引物能从阳性标 Doe2000凝胶成像系统.美国Bio— 处光吸收值(A260).采用文献㈣介绍 准样本中扩增出100bp左右的产物. Rad公司:PX2梯度PCR仪.美国 的方法,按如下公式计算其拷贝数: 与预计片段大小相符.(图1) Ther/lClo Hybaid公司:DU ̄800紫外 1 g 1000bp DNA=9.1×10“ 分光光度计.美国Backman公司: 作为本研究的标准阳性样本 5804R台式高速冷冻离心机.德国 1.2.4实时RT—PCR方法的建立 Eppendorf公司。 1.2.4.1反应体系优化 1.1.3 主瑟拭剂:RNAiso Reagent、 以得到最小的CT值并且在熔解 dNTP、SYBR Premix Ex TaqTM、pMD 曲线分析中不产生非特异性峰为指 18一T Vector、反转录试剂盒由日本 标。分别优化退火温度和引物浓度 Takara公司生产.E.Z.N.A.Plasmid 1.2.4.2实时RT—PCR标准曲线建立 Mini Kit I质粒提取试剂盒由 将标准阳性样本连续l0倍系列 OMEGA公司生产.ALV—AG ELISA 稀释.用优化的实时RT—PCR条件进 Kit由美国IDEXX公司生产 行扩增.以病毒拷贝数为横坐标.以 M:DNA分子量标准;1泳道:无模板对照: 1.2方法 Ct值为纵坐标建立标准曲线 2~s泳道:阳性质粒 1.2.1引物设计 1.2.4.3实时RT—PCR方法的特异性 圈1 标准阳性样本PCR产物电泳圈 参考GenBank中30个ALV毒 用优化的实时RT—PCR条件分 PCR产物测序结果分析显示为 株的gag mRNA核苷酸序列.利用 别检测AIV、NDV、EDSV、IBV、REV、 ALV gag基因特异性序列.与Gen— DNAstar生物软件进行同源性分析比 IBDV、IL1’V、MDV、DPV 以及正常 Bank中30个ALV gag基因核苷酸 较.选出高度保守且特异的核苷酸区 SPF鸡胚成纤维细胞的核酸样本.以 序列同源性为97.8~98.9% 域。利用Primet 5.0和Oligo6.0软件. 评价其特异性 2.2实时RT_PCR反应优化条件 设计一对引物.采用BLAST工具进 1-2.4.4复性和再现性 采用20 L反应体系:sY 行检索.初步验证其特异性。引物由 用优化的实时RT—PCR条件对 Premix Ex TaqTM 10 L,ROX 0.4 L 成都金杰生物技术有限公司合成 从10—2到10-s的4个稀释度标准阳 P1、P2各0.4 ,cDNA 2 ,用ddH20 维普资讯 http://www.cqvip.com 一27一 中国动物检疫2008年第25卷第9期 补到201. ̄L。反应条件为95℃2 min: 表1 实时RT-PCR检 ̄IJALV的可重复-陛 94℃15s。58℃30s共40个循环。 2-3标准曲线 实时RT—PCR的标准曲线图见 图2 表2实时RT-PCR检测ALV的再现性 本。而且反应都在一个密闭管系统中 进行,避免了PCR产物污染问题:检 测速度快。从病料处理到报告结果检 测可在5 h内完成。本方法的建立. 不仅克服了定期检测时病毒细胞分 离费时、费力的缺点.而且可以用于 活禽和禽产品中的快速检测.为鸡场 尽快采取针对措施节省时间.减少损 失。也为以后禽白血病的临床辅助诊 断、检疫、疫苗中ALV污染检测、流 行病学调查以及药物筛选等提供了 新的检测方法 3.2 AL对养禽业危害严重 ALV感 染前期虽不产生明显可见肿瘤.但可 实时RT—PCR对临床样本中 诱发鸡群的免疫抑制状态.引起感染 ALV的检出率为83/151.测序结果分 鸡只消瘦.产蛋下降等问题.还会导 析显示.扩增片段为ALV gag基因的 致不同程度的继发感染、二重感染和 特异片段.与ALV gag基因核苷酸的 多重感染。如新城疫、大肠杆菌病等 同源性为97.8—98.9%。 [ 。韦平[15 q等用PCR方法对广西6 2.9病毒分离鉴定 个地区的139个鸡群中临床表现为 将病毒分离培养物在优化的条 免疫抑制、多重感染的505只病、死 图2实时RT-PCR标准曲线的建立 件下进行常规PCR扩增.经2.5%琼 鸡的肿瘤及可疑肿瘤组织样品共 标准曲线在8.2xl02 8.2X107拷贝范 脂糖凝胶电泳分析 在100bp位置左 1570份进行检测.ALV阳性率为 围内呈现良好的线性关系.相关系数 右出现一条特异性条带.表明分离到 6.73%.鸡群阳性率为14.39% 本研 为(r=0.9995,扩增效率为94.6%,检 的病毒为ALV(图4)。 究对临床表现为生长发育不良.胸 测下限为82拷贝)。 腺、法氏囊萎缩、骨髓褪色为主要特 2.4熔解曲线分析 征的病鸡组织中ALV的检出率为 熔解曲线分析可见.在Tm= 54.97%.对健康商品蛋鸡群粪便中 81.7+0.8cI=出现一单特异峰.无引物 ALV的检出率为38.1%.说明ALV在 二聚体及非特异性产物(图3)。 鸡群和环境中普遍存在 我们对这些 嘲 蛾 }} } _ 被检临床病例的流行病学调查分析 发现.免疫器官损伤病例多见30 70  ,13龄,ALV可能是通过种蛋感染.也 { r 可能是出壳后经环境或污染疫苗感 b一 一’— 染.我们对不同厂家生产的几种弱毒 1:DNA分子量标准;2:无模板对照; 疫苗的检测结果显示.疫苗中ALV 3:阳性对照;4"-7:病毒分离培养物 污染严重(未发表)。这可能是造成我 图3实时RT.PcR的熔解曲线Tm=81.7--I-0.8℃ 图4分离瘸毒的RT—PCR鉴定 国目前鸡的一些重要传染病免疫失 2.5可重复性及再现性 3讨论 败的重要因素之一旧 实时RT—PCR检测ALV的组间 3.1本研究建立的实时RT—PCR方 3.3 由于本研究是针对ALV的群 变异系数为0.28 1.45%(表1),组内 法特异性强、灵敏度高、重复性好、操 特异性基因设计引物建立的实时 变异系数为2.13 3.84%(表2)。 作简便 禽白血病给我国养禽业造成 RT—PCR.无法鉴别样本中检出ALV 2.6特异性 的经济损失巨大,但本病目前并无有 的gag基因序列是来自内源性还是 特异性检测结果显示实时RT— 效的治疗方法.也无有效的药物及疫 外源性感染.因此.对临床样本的检 PCR只能从ALV阳性样本中检出扩 苗.建立快速、特异和高通量的检测 测不可避免假阳性结果的出现.这是 增信号.不与AIV、NDV、EDSV、IBV、 方法.及时检出和淘汰病鸡是控制本 本方法的缺陷 实时RT—PCR的检测 REV、IBDV、IL1V、MDV、DPV以及正 病的主要手段。本研究首次建立了检 结果需结合临床症状综合判定 常SPF鸡胚成纤维细胞等发生交叉 测禽白血病的RRT—PCR方法.该方 参考文献 反应。 法特异性好.只从禽白血病阳性样本 【1】Silva R F,Fadly A F.Evolution of ALV-J 2.7灵敏度 中能检测出特异性扩增信号.不与本 Strains [A]//International symposium on 实时RT—PCR的最低检测限是 研究检测的其他常见家禽病原发生 ALV-J and other avian mtmvimses【C】. 82拷贝/反应.而常规RT—PCR最低 非特异性反应.扩增片段经测序证明 Rauischholzhausen,Germany:Justus Liebig 检测限是8.2x104拷贝/反应。 为禽白血病病毒的特异序:对ALV University,2000.23-30. 2.8临床样本实时RT—PCR检测结 检测的敏感性达到82个拷贝/反应: f21 B.w.卡尔尼克.禽病学(第十版)fM]//高 福.刘文军译.北京:中国农业大学出版社。 果 通量高.一次可以实时检测96个样 1999,5—9. 维普资讯 http://www.cqvip.com 中国动物检疫2008年第25卷第9期11]成子强『一28一M1北京:中国农业31甘盂侯中国禽病学『『出版社1999:3540....郝永清等应用ELISA方法调查禽骨髓细胞瘤病『J1中国,赵心力,,.[17】SilvaveRFo,FadlyAMTaylorSP,.De—.lopmerenentafavpolymerasecvhaiirusnreactionsuto[4]oSmithLM,BrowentannSRHow,esKDevel.—家禽200224f6):910—,,.fdifH,itteateciannleoreukosisan’fALvJconvaccban—pmdapplicationtesuofpolymeraseochainsu[12】LegofeJl—,BouhlaleGreansenguetnvvGo,groups:detiofALVtamint.reaction(PCRlavtsforthedetectionvfbe—tna1.RsaeaTimPCRoqusicatiotifxfsincommercialMa,ksdiseaseines[J】groupJsearc,ianlekosis—Jrus【J】Virus.一Rgeital8798h199854:,,.(HSV),heddingndhumafimherpemunosimpleciruAvianDiseases200751(3):6376,,.ndefite.iencywirus5】宋素泉付朝阳高宏雷等.J亚群禽白【血病JL2株的分离鉴定[J】中国预防兽,一fHIVlnainwomen.coinfecdith,HSV44.dHIV[J1ClinMicrobi012006(2):181成子强赵振华郝永清等禽白血病『病毒J亚群(ALVJ1的血清学调查及PCR诊断【J】中国病毒学200217(4):,,.—.,,医学报2003,,25f5):142,~145.423432.324,329.『61萨姆布鲁克J弗里奇EL曼尼阿蒂斯T分子克隆实验指南(第2版)『M1北京:科..[13]GiuliettiAOverbea1An.rgh—lLVa,ckxD,et19】Yoon【aHA,EooSK,AleyaseuAGv,e—tovervaiewofrealtimequantitative1In.vesigationtfpsitedorabieosirusla学出版社2002..PCR:,.pplicatiopre.nsto.quantify,cytokine,tencyexinpnervousssuesfseropositive『71崔治中张志杜岩我国肉用型鸡群中J亚型白血病流行现状的调查『J]中国预,.—geneexssionfJ]1,Methods200125(4):pigsosedtoifld—strain【J].VetMed386401Sci,,.,2006,68(2):143,,148,.141韦平王桂军何秀苗等鸡肿瘤病快防兽医学报200224f41:292294『M】速鉴别诊断试剂盒及其应用研究【J】中[8】殷震刘景华动物病毒学(第2版)【国兽医科技200512(1):北京:科学出版社19976267,,.,...201蒋桃珍谷红李宁等禽白血病/N瘤『病毒群特异性抗原p27的分离纯化及其.—.....抗体的制备fJ】中国兽药杂志200640.,,[9]navPayneLNHistory.ofALV—/InJ[A]/anterra15]【oHauptliDBruckn,erseL,OttigerHPUse.tionanrelsymposiuvmon.ALVJdothe󰀀fReeacverseTranscriptanPolymcceraseeChainniatroirusess[C】Rauischholzhauerssen—,RnaitnonforDetectiou.ofVainsCo.tami—Germany:Justu,LiebigUniv,,.ity2000:3.9.tiobyAvianLe—kosisViruⅢJvjmI(10):1-421】王桂军PCR技术鉴别诊断鸡肿瘤病【的应用研究【D1南宁:广西大学2002f22I王桂军韦平李康然等PCR和核酸...,.,,,.10】韩静陈晨曹红等禽白血病病毒【p27基因在原核细胞的表达及生物学特Meth199766:7178,,,,性的初步分析[J]病毒学报.,200521(4),:5458.16】韦平王桂军何秀苗等鸡肿瘤病快【速鉴别诊断试剂盒的研制及其应用『J]中国兽医科技200232(12):35,.探针技术诊断鸡肿瘤病的比较研究『J1中国预防兽医学报200325f61:393490.—,,..。..23】韦平马立克氏病研究的最新进展[J]【广西农业生物科学200019f2):110115.一.,,.

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