基于MSH_02330基因SNP位点的双重实时荧光定量PCR新方法:精准区分鸡滑液囊支原体MS-H疫苗株与野毒株

《Poultry Science》:Enhancing Mycoplasma synoviae control: A novel quantitative real-time PCR approach to differentiate MS-H vaccine strain and field strains

【字体: 时间:2025年11月02日 来源:Poultry Science 4.2

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  本研究针对鸡滑液囊支原体(Mycoplasma synoviae, MS)防控中MS-H疫苗株与野毒株难以精准区分的难题,开发了一种基于MSH_02330基因131位点(A/G)单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism, SNP)的新型双重TaqMan实时荧光定量PCR(Duplex qPCR)方法。该方法具有高灵敏度(检测限10 copies/μL)、高特异性和良好重复性(变异系数<2.5%),可有效避免obg基因回复突变导致的假阳性,为疫苗免疫效果评估和MS净化提供了可靠技术支撑。

  
鸡滑液囊支原体(Mycoplasma synoviae, MS)是严重危害家禽健康的重要病原体,可导致气囊炎、传染性滑膜炎和蛋壳顶端异常等多种疾病,造成巨大的经济损失。疫苗接种是控制MS感染的关键策略之一,其中温度敏感性活疫苗Vaxsafe?MS(MS-H株)在全球范围内广泛应用。然而,在实际防控工作中,准确区分疫苗株和田间野毒株对于评估疫苗免疫效果、制定后续防控方案至关重要。传统鉴别方法如细菌分离、基因测序、PCR-RFLP(聚合酶链式反应-限制性片段长度多态性)和MLST(多位点序列分型)等操作繁琐、耗时长,难以满足大规模临床检测的需求。
更棘手的是,此前基于obg基因367位点SNP的鉴别方法面临着一个潜在风险:MS-H疫苗株在传代过程中可能发生obg基因的回复突变,导致其丧失温度敏感性,从而在检测中被误判为野毒株,出现假阳性结果。这种误判会严重影响对田间野毒株感染压力的准确评估,干扰防控决策。因此,开发一种不受obg基因回复突变干扰、能够稳定区分MS-H疫苗株和野毒株的新型检测方法,成为当前MS防控工作中亟待解决的技术瓶颈。
为了解决这一难题,发表在《Poultry Science》上的这项研究,旨在筛选出MS-H谱系特有的、更为稳定的SNP标记,并据此建立一种高精度、高通量的鉴别检测新方法。
研究人员首先对24个MS基因组进行了比对分析,从中筛选出18个MS-H谱系特有的SNP位点。通过测序验证,最终选定位于MSH_02330基因第131位的一个(A/G) SNP作为理想靶点。该位点不仅具有序列保守性,其碱基变化还引起了氨基酸性质的改变(甘氨酸→谷氨酸),增加了其作为稳定鉴别标记的可靠性。基于此SNP,研究团队成功建立了一种新型的双重TaqMan MGB探针实时荧光定量PCR(Duplex qPCR)检测方法。
本研究的关键技术方法主要包括:1)基于基因组比对筛选MS-H谱系特异性SNP位点;2)针对选定的MSH_02330基因131位点(A/G) SNP,设计特异性TaqMan MGB探针和引物,建立双重qPCR检测体系;3)以重组质粒和临床样本(来自河北和江苏三省蛋鸡养殖场的143份腭裂拭子样本)为材料,系统评估所建立方法的灵敏度、特异性、重复性以及混合模板检测能力;4)通过与基于obg基因的qPCR方法以及vlhA基因测序分型结果进行对比,验证新方法的准确性。
The Duplex qPCR Assay Based on obg Gene
研究人员首先建立了基于obg基因367位点SNP的双重qPCR方法作为参照。该方法检测限达到10 copies/μL,扩增效率分别为97.99%(疫苗株)和94.45%(野毒株),相关系数(R2)均为0.999,显示出良好的线性关系。特异性试验表明,该方法能准确区分MS-H疫苗株(VIC通道信号)和MS野毒株(FAM通道信号),且与鸡毒支原体(Mycoplasma gallisepticum, MG)无交叉反应。重复性试验显示,不同浓度质粒的Cq值变异系数(CV)均低于1.5%。然而,在混合模板检测中,当野毒株与疫苗株模板浓度差异较大时,高浓度模板会抑制低浓度模板的扩增。
Selection of the SNP
通过对候选SNP位点(14181、481287、498421、522899)进行扩增和测序,发现位点14181、522899和481287为MS-H谱系特有。其中,位点498421在MS-H疫苗株和山东/2017-2野毒株中均为C,不具备特异性。位点522899位于MSH_02330基因第131位,其SNP导致氨基酸由非极性变为酸性(Gly→Glu),可能影响蛋白二级结构,因此被选为建立新鉴别方法的靶点。
The Duplex qPCR Assay Based on MSH_02330 Gene
基于MSH_02330基因131位点SNP建立的新型双重qPCR方法,检测限同样为10 copies/μL。标准曲线显示,疫苗株和野毒株的扩增效率分别为99.44%和99.22%,R2均为0.999。该方法特异性强,能准确区分疫苗株和野毒株,且与MG无交叉反应。重复性试验中,Cq值的CV均低于2.5%。混合模板检测再次表明,存在显著浓度差异时,精确定量受限,但不影响定性判断优势菌株。
Comparison of Two Duplex qPCR Methods
对143份临床样本的检测结果进行对比分析发现,基于obg基因的方法检出32份野毒株阳性,54份疫苗株阳性;而基于MSH_02330基因的新方法检出20份野毒株阳性,59份疫苗株阳性。以vlhA基因测序分型结果为金标准(59份为C型,与MS-H疫苗株序列完全一致;20份为L型,对应野毒株),新方法的鉴别准确率达到100%,显著高于基于obg基因方法的93.67%。这证实了新方法能有效避免因obg基因回复突变而导致的假阳性问题。
该研究的结论与讨论部分强调,新建立的基于MSH_02330基因SNP的双重qPCR方法,成功克服了现有obg基因检测方法可能因回复突变而产生假阳性的缺陷。该方法操作简便、快速、灵敏度高、特异性强,适用于临床样本(纯培养物和腭裂拭子)的高通量检测。其核心SNP分型技术基于成熟的TaqMan MGB探针原理,具备开发成商业化试剂盒的潜力,为大规模监测MS-H疫苗株定植情况、评估野毒株感染压力、优化免疫程序提供了强有力的技术工具。特别是在obg基因回复突变率较高的地区,该方法可替代原有的obg基因检测方案,从而更准确地指导MS的防控与净化,对保障家禽健康、减少经济损失具有重要意义。研究人员表示,正在与国际实验室合作,收集不同地域、菌株、养殖场和免疫程序的样本,以进一步验证该方法的全球适用性。
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