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鹅细小病毒(GPV)、鹅副黏病毒(GPMV)、新型鹅呼肠孤病毒(NGRV)与坦布苏病毒(TMUV)四重RT-qPCR检测方法的开发与应用
《Poultry Science》:Development and application of a quadruple RT-qPCR assay for simultaneous detection of GPV, GPMV, NGRV, and TMUV
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为实现鹅细小病毒(Goose Parvovirus, GPV)、鹅副黏病毒(Goose Paramyxovirus, GPMV)、新型鹅呼肠孤病毒(Novel Goose Reovirus, NGRV)及坦布苏病毒(Tembusu Virus, TMUV)的快
为实现鹅细小病毒(Goose Parvovirus, GPV)、鹅副黏病毒(Goose Paramyxovirus, GPMV)、新型鹅呼肠孤病毒(Novel Goose Reovirus, NGRV)及坦布苏病毒(Tembusu Virus, TMUV)的快速同步检测,研究人员基于GPV的VP3基因、GPMV的F基因、NGRV的σC基因及TMUV的E基因分别设计合成特异性引物与TaqMan探针,并通过优化反应体系与条件成功建立了四重实时荧光RT-qPCR(quadruplex real-time fluorescent RT-qPCR, RT-qPCR)检测方法。所建立的该方法能特异性检出上述四种病毒,且与本研究涉及的其他常见禽病原无交叉反应。以含GPV特异性扩增序列的质粒DNA及GPMV、NGRV、TMUV体外转录RNA混合物为模板,该方法最低检测限达102 copies/reaction。批内与批间变异系数均低于2.65%,表明重现性良好。研究人员应用该方法检测306份肝脏样本与46份泄殖腔拭子样本,GPV、GPMV、NGRV与TMUV阳性率分别为38.07%(134/352)、20.74%(73/352)、17.33%(61/352)与18.46%(65/352)。其中79份样本(22.44%, 79/352)存在混合病毒感染,双重、三重及四重感染阳性率分别为10.80%、6.25%与8.24%。本研究建立的四重RT-qPCR在临床样本中表现良好,为鹅产业中GPV、GPMV、NGRV、TMUV感染的流行病学调查及疫病防控提供了有力的技术支持。
研究背景与意义
家禽养殖是中国畜牧业的重要组成部分,随着养鹅业发展,鹅养殖密度增加,多种病毒混合感染日益普遍,造成巨大经济损失。其中鹅细小病毒(GPV)、鹅副黏病毒(GPMV)、新型鹅呼肠孤病毒(NGRV)和坦布苏病毒(TMUV)较为流行,这四种病毒均可导致雏鹅精神沉郁、厌食及高死亡率。GPV属于细小病毒科细小病毒属,引起Derzsy病;GPMV属于副黏病毒科禽腮腺炎病毒属,即鹅新城疫病毒;NGRV属于呼肠孤病毒科正呼肠孤病毒属,致“白斑肝”;TMUV属于黄病毒科黄病毒属。这四种病毒感染临床症状相似,仅凭临床表现难以准确区分,传统病毒分离耗时费力,现有单一PCR或qPCR在大批量检测中效率低。多重RT-qPCR克服单次仅检一种病原体的局限,可在短时间内低成本完成大规模筛查。目前缺乏针对这四种病原体的多重RT-qPCR方法,因此研究人员基于TaqMan探针开发了可同时检测鉴别这四者的四重RT-qPCR方法,并应用于河北不同地区2024年8月至2026年1月的352份临床样本,为鹅产业疫病防控提供技术支持。该研究发表于《Poultry Science》。
主要关键技术方法
研究人员采集河北省不同地区12至27日龄雏鹅的306份肝脏样本与46份泄殖腔拭子共352份临床样本。使用病毒DNA/RNA提取试剂盒提取核酸。基于GenBank中GPV的VP3基因、GPMV的F基因、NGRV的σC基因及TMUV的E基因进行序列比对,利用软件设计特异性引物与TaqMan探针。构建GPV重组质粒及GPMV、NGRV、TMUV体外转录RNA标准品并计算拷贝数。采用矩阵法优化四重RT-qPCR反应体系中引物与探针浓度及退火温度。通过与其他常见禽病原核酸对比评估分析特异性;通过10倍梯度稀释标准品混合物评估分析敏感性及绘制标准曲线;通过高、中、低三种浓度标准品混合物评估批内与批间重复性。最终将优化后的方法用于临床样本检测,并与单重RT-qPCR及部分产物测序结果比对验证。
研究结果
Optimization results of the quadruplex RT-qPCR assay
研究人员利用GPV质粒DNA与GPMV、NGRV、TMUV体外转录RNA混合物优化体系与条件,确定最佳反应体系总体积25 μL,含12.5 μL 2×PerfectStartTM Probe One-Step qPCR SuperMix、0.5 μL酶混合液、各病原体上下游引物各0.4 μL(10 μmol/L)、GPV与GPMV探针各0.4 μL(10 μmol/L)、NGRV探针0.3 μL(10 μmol/L)、TMUV探针0.8 μL(10 μmol/L)、模板2 μL,余量ddH2O补足。最佳反应条件为45 °C 5 min,94 °C 30 s;40个循环94 °C 5 s,58 °C 30 s收集荧光。
Analysis of the analytical specificity
研究人员以GPV质粒DNA、GPMV、NGRV、TMUV体外转录RNA及AIV-H9、NDRV、GAstV-1、GAstV-2、FAdV-4核酸为模板,ddH2O为空白对照,三次重复结果显示仅GPV、GPMV、NGRV、TMUV产生特异性扩增曲线,其他禽病原40周期内无扩增,证实方法具有高特异性。
Analysis of the analytical sensitivity
研究人员以10倍梯度稀释的四者混合物为模板,五次重复结果显示当模板浓度为102 copies/reaction时四者均能稳定扩增,与单重RT-qPCR一致,故测定灵敏度均为102 copies/reaction。
Standard curves of the quadruplex RT-qPCR assay
研究人员利用10倍梯度稀释混合物扩增绘制标准曲线,在102至106 copies/reaction范围内,GPV、GPMV、NGRV、TMUV的Ct值均呈良好线性关系,相关系数(R2)分别为0.999、0.999、0.996、0.998,扩增效率分别为109%、101.2%、100.7%、107.9%。
Analysis of the repeatability
研究人员以107、105、103 copies/reaction高浓度、中浓度、低浓度混合物为模板,各浓度三平行三独立重复,批内变异系数(CV)为0.23%至1.23%,批间CV为0.81%至2.65%,均小于5.0%,表明重现性好。
Detection results of the clinical Samples
研究人员检测352份样本,GPV、GPMV、NGRV、TMUV阳性率分别为38.07%(134/352)、20.74%(73/352)、17.33%(61/352)、18.46%(65/352),与单重RT-qPCR结果一致。共感染率22.44%(79/352),其中双重感染10.80%(38/352)、三重6.25%(22/352)、四重8.24%(29/352)。对阳性产物测序比对GPV(JF333590.1)、GPMV(NC_005036.1)、NGRV(AJ251834.1)、TMUV(JQ314465.1)同源性分别达94.73%-98.68%、97.18%-100%、94.52%-98.63%、95.83%-100%,证实方法可有效用于临床样本检测。
讨论总结与研究结论翻译
讨论部分指出随着养禽业集约化发展,多病原共感染增加,这四种病毒致死率高且症状相似,急需实验室同步鉴别诊断方法。现有常规多重检测多用单一类型标准品,本研究为模拟临床实际DNA与RNA混合状态,采用GPV质粒DNA与另三者体外转录RNA混合物优化与敏感性分析。经矩阵法筛选引物探针浓度与退火温度确立最优体系。虽最低检测限102 copies/reaction略高于部分报道,但因高纯度质粒模板代表最优条件下LOD,且一步法简化反转录步骤,操作简便耗时短适合大规模检测。四者遗传多样性高,基于保守基因设计引物探针具高特异性与良好重复性(CV<2.65%)。标准曲线R2 0.996-0.999,扩增效率100.7%-109.0%。临床检测阳性率与安徽、上海、广东、广西报道一致,GPV占比最高,其次GPMV、TMUV,NGRV最低。因无现成四重方法验证,采用单重RT-qPCR与测序比对一致性证实方法有效性。
CONCLUSION部分翻译
在本研究中,研究人员成功开发了一种具有良好特异性、敏感性和重现性的四重RT-qPCR检测方法,可同时检测GPV、GPMV、NGRV和TMUV,并在临床样本中表现良好。所开发的方法可为鹅产业中GPV、GPMV、NGRV和TMUV感染的监测、流行病学调查及精准防控提供有前景的技术支持。
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