一種基于熒光探針技術的鴨坦布蘇病毒核酸檢測方法的建立

郭瑞，付燕峰，婁亞坤，苗銀萍，瞿超杰，任寶紅

（鄭州中道生物技術有限公司 鄭州 450000）

鴨坦布蘇病毒（duck tembusu virus，DTMUV）是一種可以引起鴨坦布蘇病的單鏈RNA 蟲媒病毒，屬于黃病毒科（flaviviridae），黃病毒屬（flavivirus），恩塔亞病毒群（ntaya virus group）。該病毒最早在1955 年發(fā)現(xiàn)于東南亞地區(qū)，90 年代傳入我國，并在2010 年后，在我國東南部等地區(qū)大面積感染鴨類，發(fā)病率高達90%，死亡率為5%～30%[1,2]。該病毒傳播速度快，感染性強，不分日齡鴨均易感染，導致雛鴨生長緩慢，蛋鴨產(chǎn)蛋下降或停產(chǎn)，給我國養(yǎng)鴨業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟損失。據(jù)不完全統(tǒng)計，鴨坦布蘇病毒病僅2010 年造成的經(jīng)濟損失就達數(shù)十億元。此外，還能引起雞和鵝的感染和發(fā)病[3,4]。

DTMUV 病毒具有一個約11kb 的單股正鏈RNA 基因組，它由一個單獨開放閱讀框（ORF）組成，兩側(cè)分別是5'端和3'端非編碼區(qū)（UTR）。5'端被一個m7GppAmpN2 結構所覆蓋，3'端沒有poly A 尾巴[5,6]。ORF 共編碼三種結構蛋白：囊膜蛋白（E）、前膜蛋白（prM）和衣殼蛋白（C），以及七種非結構蛋白（NS1、NS2A、NS2B、NS3、NS4A、NS4B 和NS5）。同其他黃病毒一樣，DTMUV 的E 蛋白為病毒最大的結構蛋白和主要的抗原蛋白，同時在病毒復制過程中，對病毒吸附、膜融合以及受體結合等方面發(fā)揮著至關重要的作用，決定著病毒的細胞嗜性[7,8]。

目前，檢測鴨坦布蘇病毒的實驗室方法主要有病毒分離鑒定、血清學檢測、分子生物學檢測等。病毒分離鑒定費時費力，不利于快速檢測；血清學檢測包括有瓊脂擴散試驗、中和試驗、間接免疫熒光等，整體存在敏感性低、特異性弱、操作較困難，不適應于臨床快速診斷等缺點；分子生物學檢測，熒光探針技術具有特異性強、敏感性高、無毒害、可數(shù)據(jù)化，同時操作簡便、快速、應用廣泛，儼然成為主流核酸檢測技術。因此，本研究基于熒光探針技術，擬建立一種特異、敏感、穩(wěn)定的鴨坦布蘇病毒核酸檢測方法，以推進DTMUV 的早期、快速診斷，為養(yǎng)禽業(yè)的健康發(fā)展增添技術支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

1）樣品及來源。DTMUV 靶基因質(zhì)粒pUC57-DTMUV-E，委托華大基因合成；DTMUV WF-100 株，購自齊魯動物保健品有限公司；DTMUV HB 株，購自瑞普保定生物藥業(yè)有限公司；DTMUV FX2010-108P 株、鴨瘟病毒（DVEV）和新城疫-I 系（NDV），購自吉林正業(yè)生物制品股份有限公司；番鴨呼腸孤CA 株（MDRV），購自青島易邦生物工程有限公司；雞傳染性法氏囊B87 株（IBD）、雞傳染性喉氣管炎（ILTV）和禽流感-H7 亞型（AIV-H7），購自哈爾濱維科生物技術有限公司；健康鴨組織，購自大型生活超市。

2）主要試劑和儀器。核酸提取試劑盒（柱膜法），由鄭州中道生物技術有限公司生產(chǎn)；5× Neoscript RT Premix-UNG（ProbeqRT-PCR），購自珠海寶銳生物科技有限公司；Gentier 48E 實時熒光定量PCR 檢測系統(tǒng)，購自西安天隆科技有限公司。

1.2 方法

1）引物、探針設計與合成?；贜CBI 收錄DTMUV E 基因序列（登陸號KY626659.1），利用DNAman 軟件分析比對E 基因的相對保守區(qū)域，再結合軟件BD 8.0 設計引物和探針（見表1），同步對應的靶序列為靶基因；委托華大基因合成引物、探針、靶基因。

表1 DTMUV引物探針信息

2）鴨坦布蘇病毒熒光RT-PCR 核酸檢測方法的建立。以鴨坦布蘇病毒疫苗WF-100 株為樣品，按照核酸提取試劑盒（柱膜法）提取核酸作為陽性核酸模板；對合成質(zhì)粒pUC57-DTMUV-E 測定濃度，并用TE 緩沖液稀釋至107copies/μ L 作為陽性質(zhì)粒模板；以核酸模板和質(zhì)粒模板的CT 值最小為原則，對反應程序、引物濃度、探針濃度等條件，采用矩陣法摸索，優(yōu)化調(diào)試以建立鴨坦布蘇病毒熒光RT-PCR 核酸檢測方法。

3）特異性驗證。對DTMUV（WF-100 株、FX2010-108 株、HB株）、DVEV、NDV、MDRV、IBD、ILTV、AIV-H7、健康鴨組織等10 種樣品，按照核酸提取試劑盒（柱膜法）提取核酸作為特異性驗證核酸模板；使用建立的鴨坦布蘇病毒熒光RT-PCR 核酸檢測方法，對特異性驗證核酸模板進行特異性檢測驗證。

4）敏感性驗證。標準曲線的建立：將合成質(zhì)粒pUC57-DTMUV-E 用TE 緩沖液10 倍連續(xù)梯度稀釋，制備107～101copies/μ L 7 個梯度標準濃度模板，同時設立TE 緩沖液為空白對照。

敏感性驗證：使用建立的鴨坦布蘇病毒熒光RT-PCR 核酸檢測方法對標準曲線7 個梯度質(zhì)粒模板檢測，分析該方法敏感性情況。并繪制標準曲線，分析線性關系。

5）重復性驗證。使用建立的鴨坦布蘇病毒熒光RT-PCR 核酸檢測方法，對標準曲線7 個梯度質(zhì)粒模板，進行3 次重復檢測。分別統(tǒng)計分析各梯度的CT 值平均值、標準差（SD）和變異系數(shù)（CV，%），驗證所建立方法的重復性。

2 結果

2.1 鴨坦布蘇病毒熒光RT-PCR 核酸檢測方法的建立

本研究經(jīng)過一系列以鴨坦布蘇病毒疫苗WF-100 株陽性核酸和合成基因的陽性質(zhì)粒為模板，對反應程序、引物濃度、探針濃度等條件優(yōu)化調(diào)試。最終確定鴨坦布蘇病毒熒光RT-PCR 核酸檢測方法的引物終濃度為500nM，探針終濃度為300nM；反應體系為25μ L，其中模板添加量為5μ L；反應程序為：45℃/15min；95℃/30s；94℃/10s，60℃/30s，40 個循環(huán)。

2.2 特異性驗證

采用鴨坦布蘇病毒熒光RT-PCR 核酸檢測方法分別對DVEV、NDV、MDRV、IBD、ILTV、AIV-H7、健康鴨組織等提取核酸樣品進行檢測，結果顯示均為陰性，而對DTMUV 的WF-100 株、FX2010-108 株、HB 株三種疫苗的提取核酸樣品檢測結果均為陽性。試驗結果顯示該檢測方法與常見禽類病毒核酸無交叉反應，特異性為100%（圖1）。

圖1 qRT-PCR 檢測DTMUV 特異性驗證擴增曲線

2.3 敏感性驗證

DTMUV 陽性質(zhì)粒pUC57-DTMUV-E 用TE 緩沖液10 倍連續(xù)梯度稀釋，制備107～101copies/μ L 的7 個梯度標準濃度，模板檢測結果顯示，鴨坦布蘇病毒熒光RT-PCR 核酸檢測方法的敏感性10copies/μ L（見圖2）。根據(jù)以陽性質(zhì)粒濃度的對數(shù)為X 軸，以Ct值為Y 軸，繪制回歸方程，可得到DTMUV qRT-PCR 標準曲線（圖3），計算分析相關系數(shù)R2=0.9995，回歸方程式y(tǒng)=-3.2871x+40.541，擴增效率為99.0%。說明該方法擴增效率高，梯度線性關系良好。

圖2 qRT-PCR 檢測DTMUV 敏感性驗證試驗擴增曲線

圖3 qRT-PCR 標準曲線

2.4 重復性驗證

經(jīng)過對DTMUV 標準曲線7 個梯度質(zhì)粒模板（107～101copies/μ L）的三重復檢驗，計算各梯度平均值、標準差（SD）和變異系數(shù)（CV，%），結果顯示，該方法各梯度CV 值在0.07%～0.65%區(qū)間，整體小于0.5%（見表2）。說明該方法重復性良好，多次檢測數(shù)據(jù)波動小。

表2 qRT-PCR重復性試驗結果

3 分析與討論

鴨坦布蘇病毒最早發(fā)現(xiàn)于東南亞地區(qū)的馬來西亞，近年來在東南亞的泰國、馬來西亞等地區(qū)仍比較流行[9]。從地理傳播路線是東南亞至我國東南部，并沿海向北至山東等地。我國與東盟之間的經(jīng)貿(mào)往來正在迅速增長，也暗示著鴨坦布蘇病毒可能會在疫情傳播中增強，需要我們加強關注。

本研究針對鴨坦布蘇病毒E 基因的保守片段設計特異性引物和探針，建立了一種基于熒光探針RT-PCR 技術的核酸檢測方法，并對該方法的特異性、敏感性、標準曲線和重復性等進行了充分的分析和驗證。結果表明，該方法特異性100%，與家禽常見的新城疫病毒、番鴨呼腸孤病毒、鴨瘟病毒、傳染性腦脊髓炎病毒、傳染性法氏囊病毒、傳染性喉氣管炎病毒、禽流感病毒H7 亞型等均無交叉反應。檢測敏感性為10copies/μ L；文獻顯示YAN L等[10]采用的熒光探針法建立的坦布蘇病毒敏感性為50copies/μ L，王巧萍等[11]建立的熒光定量RT-PCR 檢測方法敏感性為3× 102copies/μ L；對比可見，本法的敏感性優(yōu)異。同時在曲線的擴增效率為99.0%，標準曲線相關系數(shù)為0.9995，且各質(zhì)粒梯度的重復性CV 值在0.07%～0.65%間，均小于1%，適宜于病原核酸的定量檢測分析。

綜上所述，本研究針對DTMUV 的E 基因保守序列，基于熒光探針RT-PCR 技術建立的核酸檢測方法，在特異性、敏感性、重復性等方面性能良好，可為DMTUV 的臨床診斷和流行性病學調(diào)查提供一種技術支撐。