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新型多重qPCR检测技术:特异性鉴别马链球菌兽疫亚种(S. zooepidemicus)与马链球菌马亚种(S. equi)
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月24日 来源:Research in Veterinary Science 2.2
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本研究针对马链球菌兽疫亚种(S. zooepidemicus)与马链球菌马亚种(S. equi)因97%基因同源性导致的鉴别诊断难题,开发了基于sodA、seeH和lacD基因的多重qPCR检测体系。该技术特异性达98%,检测限低至10-100拷贝/μL,为临床提供快速、经济且高灵敏的解决方案,显著优于传统培养法。
马链球菌兽疫亚种(S. zooepidemicus)和马链球菌马亚种(S. equi)这对"近亲"细菌,在兽医临床中制造了不少麻烦。前者是机会致病菌,能引起马匹呼吸道疾病、子宫内膜炎甚至流产;后者则是高度传染性疾病"马腺疫"(Strangles)的元凶,全球每年造成严重经济损失。尽管两者致病性差异显著,但高达97%的DNA同源性让传统检测方法束手无策——培养法需2-3天且灵敏度低,现有PCR技术又依赖"排除法"间接判断。更棘手的是,两种细菌常混合感染,而目前缺乏针对S. zooepidemicus的特异性检测靶点。
来自英国研究团队在《Research in Veterinary Science》发表的研究,带来了突破性解决方案。研究人员从300份临床样本(含100份S. equi阳性、100份S. zooepidemicus阳性和100份阴性对照)出发,创新性地锁定三个关键基因:S. zooepidemicus特有的lacD基因(位于5kb缺失区)、S. equi独有的seeH毒力基因,以及两者共有的sodA基因。通过生物信息学分析和实验验证,开发出可独立运行或联用的多重qPCR检测体系。
关键技术包括:1) 基于lacD/seeH/sodA基因设计特异性引物探针;2) 使用300份临床样本验证(来源:Animal Health Trust和Rossdales Laboratories);3) 建立98%特异性的检测标准;4) 灵敏度测试(10-100拷贝/μL)。
【阳性对照材料与临床样本】
研究采用6株S. equi参考菌株和94份临床样本(含咽囊冲洗液、鼻洗液等),以及8株S. zooepidemicus参考菌株和92份临床样本,确保检测体系的广泛适用性。
【新型引物设计】
通过序列比对发现,S. equi特有的seeH基因(编码内毒素)和S. zooepidemicus的lacE-F-T基因簇缺失区域,为特异性检测提供理想靶点。BLAST分析证实引物无交叉反应。
【引物特异性评估】
实验显示,针对seeH和lacD的引物仅对目标菌株起反应,与马源β-溶血链球菌等近缘种无交叉,克服了传统ICE元件检测可能出现的假阳性问题。
【讨论与结论】
该研究首次实现S. zooepidemicus的直接特异性检测,打破既往依赖排除法的局限。检测限达10-100拷贝/μL,可识别培养法易漏诊的低载量感染。相较于Alber等(2004)的两步PCR法和Cordoni等(2015)的ICE靶向检测,新方法将鉴别诊断缩短至单次反应,且规避了可移动遗传元件(如phiSeq4噬菌体)带来的假阳性风险。
研究团队特别指出,lacD基因在S. zooepidemicus中的保守性使其成为稳定靶点,而seeH基因虽位于phiSeq4前噬菌体上,但在S. equi中呈现高度特异性。这种"双靶点+内参"的设计思路,为动物病原体快速诊断提供了新范式。该技术已具备商业化转化条件,对马业疾病防控和公共卫生监测具有重要价值。
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