一种同时快速检测猪圆环病毒 3 型和 4 型的双重实时重组酶辅助扩增法的开发

【字体: 时间:2025年02月10日 来源:Virology Journal 4

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  为解决猪圆环病毒 3 型(PCV3)和 4 型(PCV4)因相似临床症状及共感染导致的诊断难题,研究人员开展了开发同时检测 PCV3 和 PCV4 的双重实时重组酶辅助扩增(RAA)法的研究。结果显示该方法便捷、灵敏、特异,为相关疾病防控提供有力支持。

  在猪的养殖世界里,猪圆环病毒如同隐藏的 “杀手”,给养猪业带来了不小的麻烦。猪圆环病毒家族不断壮大,目前已发现 4 种成员,其中猪圆环病毒 1 型(PCV1)被证实无致病性 ,但 PCV2 却是引发猪圆环病毒相关疾病(PCVAD)的重要病原体,给全球畜牧业造成了巨大的经济损失。随着科学技术的发展,PCV3 和 PCV4 这两种新型病原体也相继被发现,它们在全球多个国家和地区的家猪和野猪群体中被检测到,偶尔还会在其他健康动物身上现身。
PCV3 和 PCV4 感染引发的临床症状主要包括猪皮炎肾病综合征(PDNS)、繁殖障碍、呼吸道疾病和腹泻等 。而且,它们单独感染时症状可能较轻微,甚至不出现亚临床症状,但一旦与其他猪圆环病毒或猪病原体共同感染或继发感染,就会使病情加重。由于这些症状相似,难以从临床上区分,再加上目前对于 PCV3 和 PCV4 的发病机制尚不明确,这给相关疾病的预防和控制带来了极大的挑战。因此,开发一种能够快速、准确且同时检测 PCV3 和 PCV4 的方法迫在眉睫。

为了解决这一难题,浙江省动物疫病预防控制中心等机构的研究人员开展了一项研究,成功开发出一种双重实时重组酶辅助扩增(RAA)法,相关研究成果发表在《Virology Journal》上。这一成果意义重大,为 PCV3 和 PCV4 的精准诊断和流行病学研究提供了可靠的工具,有助于更好地防控相关疾病,保障养猪业的健康发展。

研究人员在开展此项研究时,运用了多种关键技术方法。首先是核酸提取技术,从临床样本和人工添加样本中提取病毒核酸,用于后续检测;其次是引物和探针设计与合成技术,根据 PCV3 和 PCV4 的基因组序列设计特异性引物和探针;最后是双重实时 RAA 检测技术及优化,建立并优化反应体系,对样本进行检测 。

下面来看看具体的研究结果:

  1. 筛选最佳引物和探针组合:研究人员对 30 种 PCV3 菌株和 29 种 PCV4 菌株的全基因组序列进行比对,找出高度保守区域,设计了多组引物和探针。经过筛选实验,确定 PCV3 F2R2 P2/PCV4 F2R2 P1 为最佳引物 - 探针组合,该组合在靶向各自保守区域时扩增性能更好,速度更快,荧光值更高。
  2. 优化反应体系:通过对引物对和探针浓度进行一系列稀释梯度实验,发现 400 nM 的 PCV3 和 PCV4 引物对以及 150 nM 的 PCV3 和 PCV4 探针浓度组合,能产生最佳扩增效果,荧光信号更强,反应时间更短 。
  3. 分析方法的特异性:利用该方法对 9 种临床重要猪病原体的核酸和标准质粒进行检测,结果显示,该方法仅对 PCV3 和 PCV4 标准质粒及二者混合物呈阳性扩增,与其他常见猪病毒无交叉反应,特异性良好。
  4. 测定方法的敏感性:将 PCV3 和 PCV4 标准质粒进行 10 倍系列稀释后作为模板进行扩增实验,通过概率回归分析确定该方法对 PCV3 和 PCV4 的检测限均为 73.67 拷贝 / 反应(95% 置信区间),表明其敏感性可靠。
  5. 评估方法的重复性和再现性:使用不同浓度的标准质粒进行批内和批间实验,结果显示批内变异系数(CV)在 2.08 - 3.91% 之间,批间 CV 在 3.33 - 4.97% 之间,均低于 5%,说明该方法重复性和再现性良好。
  6. 检测临床样本和人工添加样本:对 60 个样本(55 个临床样本和 5 个人工添加样本)进行检测,并与 qPCR 法对比。结果显示,双重实时 RAA 法与 qPCR 法检测结果的总体符合率较高,kappa 值分别为 0.966(PCV3)和 1(PCV4),表明该方法可应用于临床实践。

综合研究结论和讨论部分,这项研究成功建立了一种能够同时快速检测 PCV3 和 PCV4 的双重实时 RAA 法。该方法检测操作简单,能在 39℃、20 分钟内高效完成。它具有良好的特异性、敏感性、重复性和再现性,是准确诊断 PCV3 和 PCV4 以及开展流行病学研究的可靠工具。此外,该方法在临床样本检测中表现出色,对共感染的检测效果显著,检测结果与 qPCR 法相当,适合用于 PCV3 和 PCV4 的初步临床检测。这一研究成果为兽医病原体的多重检测提供了坚实的基础,提升了对 PCV3 和 PCV4 的防控能力,也为新兴圆环病毒的流行病学研究提供了有力支持。未来,研究人员还将探索将该方法与可视化技术相结合,开发更便于现场检测的设备和技术,进一步推动猪圆环病毒检测技术的发展。
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