猪瘟病毒和牛病毒性腹泻病毒微滴式数字PCR检测方法的建立与应用

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猪瘟(Classical swine fever,CSF)是由猪瘟病毒(Classical swine fever virus,CSFV)引起的急性、发热、接触性的传染病,被世界动物卫生组织(OIE)列为必须申报的动物传染病,我国将其列为一类动物疫病。CSFV在自然条件下不感染其他动物,但是不同年龄、不同品种的公猪、母猪及野猪都易感染,并且全年均易感染,没有明显的季节性。牛病毒性腹泻病毒(Bovine viral diarrhea virus,BVDV)与CSFV一样属于黄病毒科瘟病毒属,BVDV不仅可以感染牛,也可感染猪,引起的临床症状与病理变化与猪瘟相似,CSFV与BVDV核苷酸同源性约60%,氨基酸同源性约为85%,在血清学上存在交叉反应,因而血清学上难以区分。BVDV可在实验室培养的细胞中建立持续感染,这种感染不容易被发现。由于在细胞培养时需要使用犊牛血清,猪瘟细胞苗在生产过程中如果使用了被BVDV污染的细胞或者被污染的犊牛血清等原材料,存在微量BVDV污染的风险,需要一种能够检测出猪瘟疫苗中是否存在BVDV的高敏感性检测方法;目前猪瘟疫苗的质量和效价检测一般采用兔体定型热反应,该方法存在耗时长,易受兔体质量影响的缺点,急需一种操作快捷,灵敏度高的检测方法;在猪瘟净化过程中和其他病毒含量极低的状况下也需要一种灵敏度高的痕量猪瘟病毒检测方法。因此本实验开发了新型的、准确灵敏且操作简单快捷的CSFV和BVDV微滴式数字PCR(droplet digital PCR,dd-PCR)检测方法。本实验根据NCBI上已发表的CSFV基因序列和BVDV基因序列,分别设计了CSFV和BVDV的PCR扩增引物,并成功扩增出目的基因,纯化后通过连接转化构建到p UC-T载体上,作为CSFV和BVDV质粒标准品。在此基础上再设计一对特异性的引物及探针,并在实验过程中不断的对引物探针的浓度、退火温度进行条件优化,最终建立了分别检测CSFV和BVDV的dd-PCR检测方法。将制成的CSFV和BVDV质粒标准品进行10浓度稀释,使用建立的两种dd-PCR检测方法进行检测,结果表明这两种dd-PCR检测方法灵敏度高,其最低检测均约为1.9拷贝/μL。利用建立的CSFV和BVDVdd-PCR检测方法CSFV、BVDV、猪繁殖与呼吸障碍综合征病毒(PRRSV)、猪伪狂犬病毒(PRV)、口蹄疫病毒(FMDV)、猪传染性胃肠炎病毒(TGEV)和水,结果只有对应样本显示阳性,其余样本均显示为阴性,,表明建立的两种dd-PCR检测方法特异性强。在重复性实验中,将同一浓度的CSFV质粒分为8个模板进行CSFVdd-PCR试验,结果显示8个结果的变异系数(CV%)为4.4%;将同一浓度的BVDV质粒分为8个模板进行BVDVdd-PCR试验,结果显示8个结果的变异系数(CV%)为3.7%,因此建立的dd-PCR检测方法的稳定性好,可用于临床样本的检测。使用CSFVdd-PCR检测方法对12种不同厂家的猪瘟疫苗进行CSFV含量检测,测得病毒含量在0.98×10~4copies/μL到8.16×10~4copies/μL之间,病毒含量最大差距为8.4倍,表明不同厂家生产的猪瘟疫苗质量存在较大差异。使用BVDVdd-PCR检测方法对不同厂家的猪瘟疫苗进行BVDV检测,所有疫苗均未检测出BVDV存在。
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