蒙古牛群布鲁氏菌病监测新策略:基于牛奶qPCR检测的高灵敏度分子诊断技术

【字体: 时间:2025年07月16日 来源:BMC Veterinary Research 2.3

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  本研究针对蒙古国布鲁氏菌病流行现状,开发了基于IS711插入序列的牛奶qPCR检测技术,通过分析326头奶牛样本发现qPCR阳性率(33.1%)显著高于传统细菌分离(1.5%),证实该方法在早期泌乳阶段检测效率最高。该技术为布鲁氏菌病防控提供了非侵入性、高灵敏度的监测方案,对保障畜牧业生产和公共卫生安全具有重要意义。

  

在广袤的蒙古草原上,布鲁氏菌病(Brucellosis)已成为威胁畜牧业和公共卫生的重要人畜共患病。尽管自1975年起实施疫苗接种计划,但蒙古仍是全球人类布鲁氏菌病发病率最高的地区之一,2010年牛群血清阳性率高达16%。传统监测方法面临严峻挑战:血清学检测存在假阴性风险,细菌培养耗时长且灵敏度低,而疫苗株S19的持续干扰更使疫情评估雪上加霜。

蒙古国立生命科学大学兽医公共卫生系的研究团队在《BMC Veterinary Research》发表突破性研究。他们创新性地采用牛奶作为检测样本,建立基于IS711插入序列的定量PCR(qPCR)技术,对乌兰巴托周边6个牧场的326头奶牛进行系统分析。研究发现qPCR检测阳性率(33.1%)远超细菌培养(1.5%),且通过clpX基因SNP分析成功区分野生株与疫苗株。值得注意的是,早期泌乳阶段(0-60天)的检测阳性率显著高于中期,为优化采样时机提供重要依据。

研究采用三大关键技术:1) 建立IS711-qPCR标准曲线,检测限低至0.42-2.70 CFU/mL;2) 同步进行Rose Bengal Test(RBT)血清学检测和Milk Ring Test(MRT)乳清检测;3) 开发clpX基因SNP分型法鉴别疫苗株。所有样本来自2020-2022年间有布鲁氏菌病病史的牧场,涵盖早、中、晚三个泌乳阶段。

【Estimation of Brucella bacterial counts by qPCR】

通过构建Ct值-CFU标准曲线证实IS711-qPCR的极高灵敏度,检测限达亚CFU级别。标准曲线决定系数(R2)维持在0.985-0.996,显示优异的重现性。

【Detection of Brucella spp. by qPCR and bacterial isolation】

牧场间qPCR阳性率差异显著(13.3%-60%),Farm D同时呈现最高细菌分离率(16.7%)。值得注意的是,31.8%的RBT/MRT双阴性样本仍检出qPCR阳性,提示存在传统方法无法识别的潜伏感染。

【Estimation Brucella spp. levels in milk samples】

早期泌乳阶段布鲁氏菌载量中位数(2.79 CFU/mL)显著高于中期(1.35 CFU/mL),且所有细菌培养阳性样本均来自qPCR预估载量前5的样本。

【Discrimination of field strains】

clpX-SNP分析显示72份阳性样本均为野生株,未检出S19疫苗株,表明疫苗接种后1年内疫苗株排泄终止。

这项研究开创性地证实牛奶qPCR可作为布鲁氏菌病监测的"黄金标准"。其非侵入性特点使大规模筛查成为可能,而103倍的灵敏度提升彻底改变了传统监测格局。研究揭示的泌乳阶段差异为优化采样策略提供科学依据,建立的SNP分型技术则解决了疫苗干扰这一世界性难题。该成果不仅为蒙古国的疫情防控提供关键技术支撑,更为全球畜牧业布鲁氏菌病监测体系革新树立了典范。随着该技术的推广应用,有望显著降低人畜共患病传播风险,保障乳品安全产业链。

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