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犬呼吸道冠状病毒(CRCoV)是犬传染性呼吸道疾病复合体(CIRDC)的主要病原,现有检测方法存在灵敏度不足等问题。本研究开发纳米板逆转录数字 PCR(RT-dPCR)技术,其灵敏度较 RT-qPCR 高 100 倍,在 rectal swabs 等样本中检测率显著提升,为 CRCoV 精准诊断提供新工具。
犬呼吸道冠状病毒(Canine Respiratory Coronavirus, CRCoV)作为犬传染性呼吸道疾病复合体(Canine Infectious respiratory disease complex, CIRDC)的核心病原,长期以来因其隐蔽传播性和临床症状非特异性,给犬类健康监测带来挑战。传统检测手段如逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)仅能定性分析,而逆转录定量 PCR(RT-qPCR)虽可定量却受标准曲线和样本背景干扰,尤其在低病毒载量或复杂样本(如 rectal swabs)中易漏检。随着犬群密集饲养环境增多(如动物收容所、宠物医院),CRCoV 在全球范围内的流行态势加剧,开发兼具高灵敏度与抗干扰能力的检测技术成为当务之急。
为破解这一难题,泰国朱拉隆功大学(Chulalongkorn University)兽医学院的研究团队开展了一项创新性研究。他们聚焦 CRCoV 的刺突蛋白基因(spike gene),开发了基于纳米板平台的逆转录数字 PCR(Reverse Transcription Digital PCR, RT-dPCR)检测方法,并在多种临床样本中验证其性能。研究成果发表于《BMC Veterinary Research》,为 CRCoV 的精准检测提供了关键技术突破。
关键技术方法
研究采用纳米板 RT-dPCR 技术,其原理是通过将反应体系分割至 26,000 个微反应单元,利用泊松分布实现病毒核酸绝对定量,无需依赖标准曲线。研究人员同步优化了 RT-qPCR 条件(退火温度 53℃,引物 / 探针浓度 0.3/0.15 μM),并将其迁移至 RT-dPCR 平台。实验使用 162 份临床样本(包括 nasal swabs、oropharyngeal swabs、rectal swabs),覆盖健康犬与呼吸道症状犬,通过对比两种技术的检测率、灵敏度和特异性,系统评估 RT-dPCR 的应用价值。
研究结果
1. 分析性能验证
RT-dPCR 的检测限(Limit of Detection, LOD)低至 1.83 copies/μL,较 RT-qPCR(1.83×102 copies/μL)灵敏度提升 100 倍。两者均展现良好重复性(RT-qPCR 批内变异系数 < 2.25%,RT-dPCR 批内 < 6%)和特异性,与犬瘟热病毒(CDV)、犬流感病毒(CIV)等常见病原无交叉反应。
2. 临床样本验证
在 162 份临床样本中,RT-dPCR 的总体阳性率显著高于 RT-qPCR:nasal swabs(66.67% vs 50%)、oropharyngeal swabs(62.96% vs 42.59%)、rectal swabs(53.70% vs 22.22%)。尤其在 rectal swabs 中,RT-dPCR 检测率提升超 30%,提示其对低载量样本的检测优势。统计显示,RT-dPCR 在 oropharyngeal swabs 和 rectal swabs 中的阳性率差异具有统计学意义(P<0.05)。
3. 检测范围与互补性
RT-qPCR 检测动态范围更广(3.65×10?至 1.83×102 copies/μL),适合高病毒载量样本的初筛;RT-dPCR 则在低载量区间(3.65×10?至 1.83 copies/μL)表现优异,但对 > 3.65×10? copies/μL 样本存在 “过载” 现象,无法精准定量。两者形成技术互补,覆盖不同检测场景。
结论与讨论
本研究首次建立纳米板 RT-dPCR 检测 CRCoV 的方法,证实其在低病毒载量、复杂背景样本中的卓越性能,尤其为 rectal swabs 等传统难检样本提供了可靠方案。研究发现 CRCoV 在粪便中的检出(rectal swabs 阳性率 53.7%),提示病毒可能存在胃肠道传播路径,这对 CRCoV 的传播机制研究具有重要启示。
尽管 RT-dPCR 在定量变异系数和检测范围上存在局限,但其无需标准曲线的绝对定量特性,使其在疫苗研发、抗病毒药物疗效评估等场景中具有独特价值。与 RT-qPCR 联合使用,可构建 “初筛 - 精确定量” 的完整检测体系,提升 CIRDC 的综合防控能力。该研究为全球犬类呼吸道疾病监测提供了关键工具,也为其他动物冠状病毒的检测技术开发提供了方法论参考。未来研究可进一步扩大样本量,探索病毒载量与临床症状的关联,完善 CRCoV 的致病机制认知。