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《中國獸醫科學雜志》2014年第八期
1材料與方法
1.1糞樣和對照樣品本研究所用的112份流浪貓糞樣采自廣州市某寵物救助站。陽性對照樣品巴西鉤蟲為美國諾華動物保健有限公司StephenEBienhoff博士贈送。陽性對照樣品犬鉤蟲和錫蘭鉤蟲以及陰性對照樣品貓弓首蛔蟲、犬復孔絳蟲、狐毛尾線蟲蟲卵,藍氏賈第蟲包囊、貓等孢球蟲卵囊均為華南農業大學寄生蟲病教研室保存。
1.2主要試劑糞便DNA提取試劑盒為OMEGA公司產品。UNIQ-10柱式pcr產物純化試劑盒為生工生物工程(上海)股份有限公司產品。ExTaqDNA聚合酶、pMD18-T載體及JM109感受態細胞均為寶生物工程(大連)有限公司產品。
1.3顯微鏡檢查在待檢的貓糞樣品中加入2倍體積的蒸餾水攪勻,0.246mm的篩網過濾1次,吸取1~2mL過濾液于5mL離心管中,加入2倍體積蒸餾水,4000r/min離心5min,棄上清液,加入2.5mL33.3g/L的硫酸鋅溶液,攪勻,1500r/min離心3min,再加入33.3g/L的硫酸鋅溶液直至加滿離心管,其上放置一蓋玻片,靜置5min后,移開蓋玻片,放置于載玻片上,盧戈氏碘液染色,在40×10倍鏡下檢查。
1.4糞便DNA的提取吸取1.3中的糞便過濾液1.5mL于2mL離心管中,4000r/min離心5min,棄上清液,加入適量的玻璃珠并在-80℃和100℃中反復凍融5次,然后加入適量的緩沖液和蛋白酶K,漩渦振蕩30min,55℃消化16h。之后,按照糞便DNA提取試劑盒使用說明書提取蟲卵基因組DNA。
1.5PCR反應條件的優化擴增引物為鉤蟲ITS部分序列的保守引物AF:5′-CTTTGTCGGGAAGGTTGG-3′和AR:5′-TTCACCACTCTAAGCGTCT-3′[12],預期擴增片段的大小為404bp。PCR反應體系(25μL)為:10×Buffer2.5μL,dNTP5nmol,上、下游引物各25pmol,ddH2O17.3μL,模板2μL,ExTaqDNA聚合酶0.2U。PCR反應條件:94℃預變性5min;94℃變性30s,51.9~69.5℃退火30s,72℃延伸45s,35個循環;72℃后延伸7min。根據不同退火溫度下目的條帶的亮度確定最佳退火溫度。
1.6特異性試驗按照1.5中的最佳退火溫度,分別取錫蘭鉤蟲、犬鉤蟲、巴西鉤蟲和陰性對照的基因組DNA2μL作為模板,同時設立滅菌雙蒸水作為空白對照進行PCR擴增,重復2次,檢測該方法的特異性。
1.7敏感性試驗測定提取的鉤蟲蟲卵基因組DNA濃度,然后按10倍倍比連續稀釋,每個倍數稀釋樣品取2μL作為模板進行PCR擴增,重復2次,檢測該方法的敏感度。
1.8PCR方法的臨床檢測對112份流浪貓糞樣進行3次碘液染色鏡檢,同時提取糞便DNA進行PCR檢測,比較兩種方法的檢出率。以3次鏡檢作為貓鉤蟲病診斷的金標準,按照診斷試驗真實性評價方法計算PCR方法的敏感度、特異度、陽性預測值和陰性預測值。計算方法如下:敏感度=真陽性/(真陽性+假陰性);特異度=真陰性/(假陽性+真陰性);陽性預測值=真陽性/(真陽性+假陽性);陰性預測值=真陰性/(假陰性+真陰性)。PCR擴增后,隨機抽取5個陽性樣品進行切膠并按照膠回收試劑盒說明書回收純化PCR產物,將純化產物連接到pMD18-T載體上,連接之后的載體轉入JM109感受態細胞中,然后將連接產物均勻涂布于含有氨芐青霉素、IPTG和X-gal的固體營養瓊脂培養基上,37℃培養過夜后挑取單個菌落,37℃搖床培養6h,菌液PCR鑒定,將含有目的片段的菌液送至北京華大生物技術有限公司測序。
2結果
2.1PCR最佳退火溫度的篩選溫度梯度PCR擴增的電泳結果顯示,退火溫度為61.2℃時擴增效果最好(見圖1)。
2.2特異性試驗特異性PCR擴增產物經瓊脂糖凝膠電泳檢測,只有鉤蟲的基因組DNA樣品擴增出404bp的條帶(見圖2)。
2.3敏感性試驗經核酸測定儀測定,鉤蟲蟲卵基因組DNA的質量濃度為107.2μg/mL。重復試驗顯示,該反應體系的最低檢測限為1∶108的稀釋度,即最低可檢測1.07fg鉤蟲蟲卵基因組DNA(見圖3)。
2.4臨床初步應用兩種方法的檢測結果顯示,鏡檢法第1次的檢出率為34.8%,3次的檢出率為43.8%;PCR方法一次的檢出率為43.8%(見表1)。以3次鏡檢作為貓鉤蟲病診斷的金標準,根據公式計算,得出該PCR檢測方法的敏感度、特異度、陽性預測值和陰性預測值均為100%。測序結果顯示,5個隨機樣品的序列長度均為404bp,同源性比對發現,1個序列(登錄號:KJ840829)與GenBank中收錄的1株錫蘭鉤蟲ITS序列(登錄號:KF279136)的一致性為99%,另外4個序列(登錄號:KJ840825~KJ840828)與1株犬鉤蟲ITS序列(登錄號:KC755025)的一致性均為99%。
3討論
貓鉤蟲是一種土源性寄生蟲,其感染性幼蟲在適宜的外界環境中可存活數周,污染環境,造成宿主反復感染,對犬貓和人類的健康構成潛在威脅。目前大多采取化學防治的防控措施,但藥物治療對鉤蟲的再次感染影響甚微,并且長期的藥物驅蟲使得輕度感染越來越普遍,造成糞便鏡檢的漏檢率升高。采用重復糞便鏡檢雖然可以提高檢出率,但費時費力,特別是對于大規模的鉤蟲病流行病學調查時,過長的鏡檢還會引起糞便中蟲卵的變形或溶解。因此,急需建立一種適合臨床使用的鉤蟲敏感、特異、快速的檢測方法。內轉錄間隔區(internaltranscribedspacers,ITS)是介于核糖體18S、5.8S和28SDNA之間的區域。多項研究表明,ITS序列可以作為鉤蟲的分子標記與其他寄生蟲進行區分。因此,本研究根據鉤蟲ITS部分序列的保守引物建立了貓鉤蟲的PCR檢測方法。特異性試驗中只有貓鉤蟲擴增出目的條帶,貓的其他常見寄生蟲沒有擴增產物出現。
在敏感性試驗中,最低檢測到1.07fg鉤蟲基因組DNA。上述結果表明該方法具有較高的特異性和敏感性。在對112份臨床貓糞的檢測中,PCR方法的檢出率比首次糞便鏡檢高9%,而與重復3次的鏡檢結果一致。近年來,越來越多的PCR檢測技術已應用于人鉤蟲病的診斷,顯示了較高的敏感性和特異性。Schr等比較了糞便鏡檢法和PCR方法對人體鉤蟲的檢出率,結果PCR方法的檢出率比糞便鏡檢法高11%。Wang等應用糞便鏡檢法和兩種PCR方法同時對人糞便中的美洲鉤蟲進行檢測,結果顯示兩種PCR方法均較糞便鏡檢法敏感。本試驗中,以3次鏡檢作為貓鉤蟲病診斷的金標準時,PCR方法的敏感度、特異度、陽性預測值和陰性預測值均達到了100%。5個隨機樣品的測序結果顯示序列長度均為404bp,同源性比對發現5個序列與GenBank中收錄的錫蘭鉤蟲和犬鉤蟲的ITS序列一致性達99%,說明擴增結果正確。另外,該方法運用試劑盒,僅對糞便進行簡單處理即可快速簡便地提取糞便中的鉤蟲蟲卵DNA,提高了檢測效率。臨床初步應用結果說明,該方法適用于鉤蟲病的流行病學調查和臨床診斷。
作者:胡偉劉遠佳鄭國超譚立娉羅琴李國清單位:華南農業大學獸醫學院