技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本
發(fā)明涉及一種快速檢測(cè)非洲
豬瘟病毒核酸的RPA引物及制備方法和試劑盒,屬
生物技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
[0002] 非洲豬瘟(African?swine?fever,ASF)又稱非洲豬瘟疫,是由非洲豬瘟病毒(African?swine?fever?virus,ASFV)感染引起的一種嚴(yán)重危害豬及野豬的急性、高度
接觸性傳染病,其病程短,死亡率高達(dá)100%,是目前對(duì)世界養(yǎng)豬業(yè)危害最嚴(yán)重的烈性傳染病之一。該病屬于世界動(dòng)物衛(wèi)生組織(OIE)要求報(bào)告的動(dòng)物疫病,在我國(guó)動(dòng)物病原
微生物名錄中ASFV被列為一類動(dòng)物病原微生物。我國(guó)是以農(nóng)業(yè)為主的養(yǎng)豬大國(guó)之一,目前雖然沒(méi)有發(fā)生本病的報(bào)道,但與我國(guó)接壤的俄羅斯多次發(fā)生該病,中俄之間頻繁的畜產(chǎn)品貿(mào)易往來(lái)導(dǎo)致該病輸入我國(guó)的
風(fēng)險(xiǎn)不斷增加。同時(shí),由于ASF在臨床上和豬瘟(CSF)難以
鑒別診斷,目前我國(guó)對(duì)ASF防控只能依賴于嚴(yán)格的疫病檢疫和監(jiān)測(cè)措施。因此,研發(fā)ASFV快速檢測(cè)方法對(duì)于防止ASF傳入我國(guó)具有十分重要的意義。
[0003] ASFV屬于非洲豬瘟病毒科(Asfarviridae)非洲豬瘟病毒屬(Asfivirus)成員,也是目前已知唯一的蟲媒DNA病毒。ASFV基因組為線性雙鏈DNA,大小約為170~193kb,編碼151~167個(gè)病毒蛋白。
[0004] ASFV快速檢測(cè)方法對(duì)于防控ASF具有重要的意義,但國(guó)內(nèi)尚沒(méi)有商品化ASFV快速檢測(cè)試劑盒。目前,ASFV的檢測(cè)主要通過(guò)病毒分離、血清學(xué)檢測(cè)和分子生物學(xué)檢測(cè)等方法。然而,ASFV的分離需要在三級(jí)生物安全(BSL-3)以上的高級(jí)別實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行,不適合于
基層單位普通實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用。在血清學(xué)檢測(cè)上,
熒光抗體試驗(yàn)(FAT)是檢測(cè)ASFV感染的常用方法,通過(guò)利用熒光素標(biāo)記的抗ASFV特異性抗體檢測(cè)病料中的ASFV
抗原,可用于可疑豬或?qū)嶒?yàn)室接種豬病變組織的ASFV抗原檢測(cè)。雖然該方法具有快速、敏感和特異的優(yōu)點(diǎn),但是需要昂貴的熒光
顯微鏡、高
質(zhì)量的熒
光標(biāo)記抗體和專業(yè)的實(shí)驗(yàn)員,目前該方法僅作為診斷ASF的輔助檢測(cè)方法。雙抗體夾心阻斷ELISA也是檢測(cè)ASFV感染的一種血清學(xué)檢測(cè)方法,該方法利用特異性的ASFV單克隆抗體包被酶標(biāo)板,加入待檢樣本后,如果樣本中含有ASFV抗原,則ASFV抗原與單抗特異性結(jié)合,再加入ASFV抗原另一表位的酶標(biāo)單抗,形成雙抗體夾心復(fù)合物,加入底物顯色后指示樣本中是否含有ASFV抗原。Vidal等以抗ASFV?P72蛋白的單克隆抗體建立了夾心ELISA方法。西班牙生產(chǎn)了INGENASA夾心ELISA試劑盒,以包被的P72單抗檢測(cè)病死豬血液及組織中的樣本中的ASFV抗原,具有良好的特異性和敏感性,被OIE
指定為ASFV檢測(cè)的參考試劑盒。然而,該試進(jìn)口試劑盒價(jià)格昂貴,限制了該試劑盒在我國(guó)的廣泛使用。
[0005] 隨著分子生物學(xué)的發(fā)展,國(guó)內(nèi)外已經(jīng)建立了檢測(cè)ASFV核酸的常規(guī)RT-PCR、real-time?RT-PCR和巢式RT-PCR等多種分子生物學(xué)方法。常規(guī)RT-PCR方法具有商度的特異性和靈敏度、操作過(guò)程較為簡(jiǎn)單,并且其生物安全性較高,散毒危險(xiǎn)小,且不需要對(duì)病原進(jìn)行分離培養(yǎng),廣泛運(yùn)用于ASFV的檢測(cè),被OIE列為ASFV的PCR標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法。real-time?RT-PCR比常規(guī)PCR的檢測(cè)更見(jiàn)快速和敏感,并且該檢測(cè)在封閉體系中進(jìn)行,不需進(jìn)行
電泳試驗(yàn),避免了因電泳引起的交叉污染而造成
假陽(yáng)性,同時(shí),也減少了EB的污染。巢式PCR方法涉及兩次對(duì)PCR的擴(kuò)増。先用外引物對(duì)其DNA模板進(jìn)行特異性擴(kuò)増,擴(kuò)増產(chǎn)物為第二次擴(kuò)増的模板,在進(jìn)行內(nèi)引物的PCR擴(kuò)増。兩次連續(xù)特異性擴(kuò)増降低了因?yàn)榘形稽c(diǎn)過(guò)多而發(fā)生錯(cuò)配出現(xiàn)的非特異性擴(kuò)增的可能,因此在靈敏度及特異化上,都較常規(guī)的PCR高,檢測(cè)結(jié)果具有更好的準(zhǔn)確性。然而,上述方法或需要昂貴的儀器設(shè)備,或需要技術(shù)嫻熟的技術(shù)人員,或需要設(shè)計(jì)復(fù)雜的引物和探針,或反應(yīng)試劑需要冷鏈運(yùn)輸和保存,不適合普通實(shí)驗(yàn)室的推廣應(yīng)用。2006年,一種新等溫基因擴(kuò)增技術(shù)--重組酶聚合酶擴(kuò)增(Recombinase? polymerase?amplification,RPA)被發(fā)明。該技術(shù)可在37~42℃條件下、10~30min內(nèi)等溫體外大量擴(kuò)增目的基因
片段。隨后,英國(guó)TwistDx公司開發(fā)出了RPA商品化試劑盒,加快了RPA技術(shù)的研發(fā)、推廣和應(yīng)用。與聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)相比,PRA具有擴(kuò)增速度快、反應(yīng)
溫度恒定、所需儀器簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),特別適用于DNA或RNA的快速檢測(cè)。目前,RPA已經(jīng)在病毒、衣原體、支原體、細(xì)菌、寄生蟲等病原檢測(cè)方面得到了開發(fā)與應(yīng)用。該技術(shù)通過(guò)利用重組酶結(jié)合引物形成蛋白-DNA混合物,啟動(dòng)尋找模板DNA上的同源序列;當(dāng)同源序列
定位后,則會(huì)引發(fā)鏈置換反應(yīng)。引物結(jié)合到對(duì)應(yīng)模板上,聚合酶進(jìn)而從引物3’末端開始啟動(dòng)DNA合成,實(shí)現(xiàn)了在常溫下兩條引物對(duì)靶基因的幾何級(jí)數(shù)擴(kuò)增。同時(shí),在RPA反應(yīng)體系中,對(duì)引物
堿基突變具有較強(qiáng)的耐受性,在引物個(gè)別堿基突變后,RPA反應(yīng)依然可以順利進(jìn)行。
[0006] 免疫側(cè)流層析技術(shù)(Lateral?flow?assay,LFA)是當(dāng)將含有待測(cè)抗原(或抗體)的樣品滴在加樣區(qū),待測(cè)樣品中的抗原(或抗體)與結(jié)合墊中的膠體金標(biāo)記的抗體(或抗原)結(jié)合并通過(guò)毛細(xì)作用向前層析,當(dāng)達(dá)到檢測(cè)區(qū)后,與檢測(cè)線上固定的抗體(或抗原)結(jié)合,形成膠體金微粒-抗體-抗原-抗體夾心復(fù)合物并被固定在檢測(cè)線(T線)上,而多余的熒光微球標(biāo)記物繼續(xù)向前層析,與固定在質(zhì)控線(C線)二抗結(jié)合。若將RPA和LFA技術(shù)相結(jié)合,既可以實(shí)現(xiàn)ASFV核酸的等溫體外快速擴(kuò)增,又可以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果的
可視化,在無(wú)需特殊儀器設(shè)備下即可實(shí)現(xiàn)ASFV的分子生物學(xué)快速檢測(cè),為ASF的臨床快速診斷提供了一種新的手段,對(duì)
預(yù)防和控制ASF在我國(guó)的流行具有十分重要的意義。
[0007] 本發(fā)明通過(guò)利用重組酶聚合酶擴(kuò)增-免疫側(cè)流層析(RPA-LFA)技術(shù)實(shí)現(xiàn)ASFV核酸的快速、可視化檢測(cè)。針對(duì)ASFV基因組中髙保守的特異性序列P72基因?yàn)閿U(kuò)增的靶基因序列,根據(jù)RPA引物的設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)了3對(duì)RPA特異性引物,上游引物5'端用地高辛標(biāo)記,下游引物5'端用生物素標(biāo)記,通過(guò)對(duì)含有ASFV?P72基因的重組質(zhì)粒DNA進(jìn)行RPA擴(kuò)增試驗(yàn),從中篩選出1對(duì)特異性高、敏感性強(qiáng)的RPA引物,建立了檢測(cè)ASFV核酸的RPA檢測(cè)方法。在此
基礎(chǔ)上,將膠體金標(biāo)記的兔抗地高辛抗體鋪在結(jié)合墊上,NC膜上檢測(cè)線包被鏈霉親和素,質(zhì)控線上包被豬抗兔IgG,配合加樣墊和吸收墊組裝LFA層析
試紙條。將RPA擴(kuò)增產(chǎn)物滴加于LFA試紙條上樣墊上,建立了檢測(cè)ASFV特異性核酸的RPA-LFA可視化檢測(cè)方法。利用建立的檢測(cè)方法分別對(duì)豬瘟病毒(CSFV)、豬藍(lán)
耳病病毒(PRRSV)、
口蹄疫病毒(FMDV)、豬流感病毒(SIV)、豬2型
圓環(huán)病毒(PCV-2)、豬偽狂犬病毒(PRV)等多種病毒進(jìn)行擴(kuò)增,證實(shí)本發(fā)明所建立的ASFV?RPA-LFA可視化檢測(cè)方法具有很高的特異性和敏感性,為基層單位普通實(shí)驗(yàn)室ASFV感染的診斷提供了一個(gè)快速、簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確的檢測(cè)方法。
發(fā)明內(nèi)容
[0008] 本發(fā)明的目的是利用重組酶聚合酶擴(kuò)增-側(cè)向?qū)游黾夹g(shù)(RPA-LFA)建立檢測(cè)ASFV核酸的可視化快速檢測(cè)方法。通過(guò)對(duì)其他病毒核酸樣本的檢測(cè)證實(shí)建立的ASFVRPA-LFA可視化檢測(cè)方法具有很高的特異性和敏感性,為ASFV感染的診斷提供了一個(gè)快速、簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確的檢測(cè)方法。
[0009] 本發(fā)明通過(guò)利用重組酶聚合酶擴(kuò)增-免疫側(cè)流層析(RPA-LFA)技術(shù)實(shí)現(xiàn)ASFV核酸的快速、可視化檢測(cè)。針對(duì)ASFV基因組中髙保守的特異性序列P72基因?yàn)閿U(kuò)增的靶基因序列,根據(jù)RPA引物的設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)若干對(duì)RPA特異性引物,上游引物5'端用地高辛標(biāo)記,下游引物5'端用生物素標(biāo)記,通過(guò)對(duì)含有ASFV?P72基因的重組質(zhì)粒DNA進(jìn)行RPA擴(kuò)增試驗(yàn),從中篩選出1對(duì)特異性高、敏感性強(qiáng)的RPA引物,即上游引物<210>2和下游引物<210>3,通過(guò)所述的引物進(jìn)一步建立了快速檢測(cè)ASFV核酸的RPA檢測(cè)系統(tǒng)。
[0010] 在此基礎(chǔ)上,將膠體金標(biāo)記的兔抗地高辛抗體鋪在結(jié)合墊上,NC膜上檢測(cè)線包被鏈霉親和素,質(zhì)控線上包被豬抗兔IgG,配合加樣墊和吸收墊組裝LFA層析試紙條。將RPA擴(kuò)增產(chǎn)物滴加于LFA試紙條上樣墊上,建立了檢測(cè)ASFV特異性核酸的RPA-LFA可視化檢測(cè)方法。利用建立的檢測(cè)方法分別對(duì)豬瘟病毒(CSFV)、豬藍(lán)耳病病毒(PRRSV)、口蹄疫病毒(FMDV)、豬流感病毒(SIV)、豬2型圓環(huán)病毒(PCV-2)、豬偽狂犬病毒(PRV)等多種病毒進(jìn)行擴(kuò)增,證實(shí)本發(fā)明所建立的ASFV?RPA-LFA可視化檢測(cè)方法具有很高的特異性和敏感性,為基層單位普通實(shí)驗(yàn)室ASFV感染的診斷提供了一個(gè)快速、簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確的檢測(cè)手段。
[0011] 將重組酶聚合酶擴(kuò)增技術(shù)(RPA)和免疫側(cè)流層析(LFA)技術(shù)有效結(jié)合,建立了可快速檢測(cè)ASFV核酸可視化方法。首先利用重組酶聚合酶擴(kuò)增技術(shù)(RPA)對(duì)ASFV核酸進(jìn)行擴(kuò)增,由于RPA的上游引物5'端用地高辛標(biāo)記,下游引物5'端用生物素標(biāo)記,因此RPA擴(kuò)增結(jié)果為陽(yáng)性時(shí),RPA擴(kuò)增產(chǎn)物可與和膠體金標(biāo)記的兔抗地高辛抗體IgG結(jié)合,繼續(xù)擴(kuò)散后又與親和素發(fā)生結(jié)合,因此在NC膜的檢測(cè)線(T線)上會(huì)出現(xiàn)特異性的膠體金條帶;隨著膠體金標(biāo)記兔抗地高辛抗體IgG的遷移,會(huì)與羊抗兔IgG結(jié)合,在質(zhì)控線(C線)也會(huì)出現(xiàn)條帶。當(dāng)RPA擴(kuò)增結(jié)果為陰性時(shí),上游引物會(huì)被膠體金標(biāo)記抗地高辛抗體所吸收,下游引物雖然能與親和素發(fā)生結(jié)合,但沒(méi)有攜帶膠體金顆粒,因此在NC膜的檢測(cè)線(T線)上不出現(xiàn)特異性的條帶;同時(shí)隨著膠體金標(biāo)記的兔抗地高辛抗體復(fù)合物的遷移,會(huì)與豬抗兔IgG結(jié)合,因此在NC膜的質(zhì)控線(C線)上會(huì)出現(xiàn)膠體金條帶。
[0012] 本發(fā)明主要涉及以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:
[0013] 1、ASFV?P72基因的合成及其重組質(zhì)粒的構(gòu)建
[0014] 2、ASFV?P72基因重組質(zhì)粒拷貝數(shù)的確定
[0015] 3、ASFV?RPA引物的設(shè)計(jì)
[0016] 4、ASFV?RPA反應(yīng)體系的配制及操作程序
[0017] 5、ASFV?RPA反應(yīng)條件的優(yōu)化
[0018] 6、RPA-LFA可視化檢測(cè)方法的建立、操作步驟及結(jié)果判定
[0019] 7、RPA-LFA可視化檢測(cè)方法特異性的評(píng)價(jià)
[0020] 8、RPA-LFA可視化檢測(cè)方法敏感性的評(píng)價(jià)
[0021] 本發(fā)明具體過(guò)程如下:
[0022] 1、ASFV?P72基因的合成及其重組質(zhì)粒的構(gòu)建
[0023] 根據(jù)GenBank中登錄的ASFV基因組參考序列(登錄號(hào):AY578706),確定P72基因序列(1941bp),進(jìn)行P72全長(zhǎng)cDNA(1941bp)的體外合成,并克隆至pMD-18T載體,獲得重組質(zhì)粒pT-ASFV-P72。將pT-ASFV-P72質(zhì)粒轉(zhuǎn)化至感受態(tài)細(xì)胞DH5α,通過(guò)PCR和測(cè)序?qū)?gòu)建的重組質(zhì)粒進(jìn)行驗(yàn)證。PCR擴(kuò)增結(jié)果可得到出現(xiàn)一條特異性條帶;對(duì)擴(kuò)增產(chǎn)物測(cè)序結(jié)果表明,該序列與ASFV?P72基因(AY578706)的同源性為100%。將含有重組質(zhì)粒的重組陽(yáng)性菌過(guò)夜培養(yǎng)后,提取質(zhì)粒,并測(cè)定濃度。經(jīng)測(cè)定,重組質(zhì)粒pT-ASFV-P72濃度為52ng/μL。
[0024] 2、ASFV?P72基因重組質(zhì)??截悢?shù)的確定
[0025] 根據(jù)下列公式,計(jì)算重組質(zhì)粒pT-ASFV-P72拷貝數(shù):拷貝數(shù)(copies/μL=6.02×1023×質(zhì)粒濃度(ng/μL)×10-9/(質(zhì)粒堿基數(shù)×660)。
[0026] 對(duì)合成的質(zhì)粒進(jìn)行用OIE推薦的引物(表1)進(jìn)行PCR鑒定,結(jié)果出現(xiàn)一條特異性條帶,大小約257bp。測(cè)序結(jié)果表明序列與ASFV?P72基因(AY578706)的同源性為100%。提取重組質(zhì)粒pT-ASFV-P72的濃度為52ng/μL,重組質(zhì)粒的堿基數(shù)為4633bp,經(jīng)計(jì)算得知提取質(zhì)粒的拷貝數(shù)為1.02×1010拷貝/μL。經(jīng)系列倍比稀釋,將pT-ASFV-P72質(zhì)粒拷貝數(shù)稀釋在1×1080
~10拷貝/μL之間。
[0027] 3、RPA引物的設(shè)計(jì)
[0028] 下載GenBank中登錄的ASFV?P72基因序列,利用BioEdit分子生物學(xué)
軟件對(duì)31個(gè)ASFV不同毒株的P72基因進(jìn)行序列比對(duì),篩選出高度保守的區(qū)域作為RPA引物設(shè)計(jì)的靶序列。根據(jù)RPA引物的設(shè)計(jì)原則,引物長(zhǎng)度30~35bp,設(shè)計(jì)了3對(duì)特異性引物(表1),用地高辛標(biāo)記上游引物5'端,用生物素標(biāo)記下游引物5'端,擴(kuò)增片段大小約為220bp。以重組質(zhì)粒pT-ASFV-P72DNA為模板進(jìn)行RPA擴(kuò)增,通過(guò)對(duì)擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行2%的瓊脂糖凝膠電泳,根據(jù)擴(kuò)增產(chǎn)物的特異性、敏感性和產(chǎn)量來(lái)評(píng)價(jià)和篩選引物擴(kuò)增效率及特異性,以此選擇最佳引物。同時(shí),合成OIE推薦的實(shí)時(shí)熒光PCR方法使用的引物(表1)。
[0029] 4、RPA反應(yīng)體系的配制及操作程序
[0030] 配制50μL?RPA反應(yīng)體系,其中RPA-F和RPA-R(均10μM)各2.4μL,Rehydration?Buffer?29.5μL,dd?H2O?12.2μL,模板1μL,280mM
醋酸鎂(MgAc)2.5μL。將模板DNA和MgAc之外的所有試劑預(yù)混后,加入含有凍干酶制劑的0.2mL?PCR反應(yīng)管中,并充分混勻。將1μL模板加入反應(yīng)管中,并將2.5μL?MgAc加入反應(yīng)管蓋中,蓋緊后瞬時(shí)離心并渦旋,置于40℃恒溫
水浴鍋中進(jìn)行RPA反應(yīng)。
[0031] 5、RPA最佳反應(yīng)條件的優(yōu)化
[0032] 5.1RPA最佳反應(yīng)時(shí)間的確定
[0033] 為確定RPA最佳反應(yīng)時(shí)間,以1×103拷貝/μL的重組質(zhì)粒pT-ASFV-P72DNA為模板,分別以10min、20min、30min和40min為不同的反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行RPA擴(kuò)增。RPA反應(yīng)結(jié)束后,取5μL產(chǎn)物進(jìn)行2%瓊脂糖凝膠電泳,并用紫外凝膠成像系統(tǒng)分析電泳結(jié)果。結(jié)果發(fā)現(xiàn),40℃下RPA反應(yīng)時(shí)間為20min時(shí),電泳即可獲得一條大小約為220bp的特異性條帶。對(duì)RPA產(chǎn)物條帶用紫外凝膠成像系統(tǒng)進(jìn)行半定量分析,RPA反應(yīng)30min后,條帶約為20min時(shí)條帶的6.9倍,而反應(yīng)40min后擴(kuò)增的條帶沒(méi)有顯著增加,因此將ASFV?RPA最佳反應(yīng)時(shí)間確定為30min。
[0034] 5.2RPA最佳反應(yīng)溫度的確定
[0035] 為準(zhǔn)確比對(duì)不同溫度下RPA-LFA反應(yīng)的擴(kuò)增效率,配制50μL?RPA反應(yīng)體系,充分混勻后,分別放入20、25、30、35、40和45℃水浴箱內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)增反應(yīng),30min后分別從各管中取10μL擴(kuò)增液。結(jié)果該檢測(cè)體系在25~45℃的溫度范圍內(nèi)均可有效進(jìn)行,其中40℃時(shí)擴(kuò)增效率最佳,紫外凝膠成像系統(tǒng)分析時(shí)條帶最深,因此最佳反應(yīng)溫度確定為40℃。
[0036] 5.3RPA最佳引物的篩選
[0037] 配制50μL?RPA反應(yīng)體系,以重組質(zhì)粒pT-ASFV-P72?DNA為模板,分別用3對(duì)ASFV?RPA引物(RPA?FP1-RP1、RPA?FP2-RP2、RPA?FP3-RP3)進(jìn)行RPA擴(kuò)增,隨后用對(duì)擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行2%的瓊脂糖凝膠電泳,用紫外凝膠成像系統(tǒng)進(jìn)行半定量分析,評(píng)價(jià)引物擴(kuò)增效率及特異性,以此選擇最佳引物。結(jié)果引物(RPA?FP2-RP2)的引物擴(kuò)增效率及特異性最高,成功篩選出檢測(cè)ASFV的最佳RPA引物RPA?FP2-RP2。
[0038] 6、RPA-LFA檢測(cè)方法的建立及結(jié)果判定
[0039] 6.1金標(biāo)抗體的制備
[0040] 采用
檸檬酸三鈉還原法制備制備平均顆粒直徑為40nm的膠體金溶液。吸取1mL膠體金溶液加入試管中,向其中加入5μg兔抗地高辛抗體IgG,恒溫緩慢振蕩30min。4℃、13?000r/min離心40min。棄去上清液,沉淀溶解于0.1moL/L的Tris-HCL緩沖溶液中(pH=8.0)。
制備好的溶液4℃密封保存,備用。
[0041] 6.2RPA-LFA試紙條的制備
[0042] RPA-LFA試紙條由加樣墊、結(jié)合墊、
硝酸纖維素膜(NC膜)[檢測(cè)線(T線)和質(zhì)控線(C線)]、吸收墊和PVC塑料墊5個(gè)部分組成(圖1)。將制備的膠體金標(biāo)記兔抗地高辛抗體IgG用移液槍均勻滴加噴到NC膜上,迅速放在
真空干燥箱中37℃干燥10min,取出,作為結(jié)合墊(金標(biāo)墊)。在NC膜上,檢測(cè)線(T線)上包被經(jīng)PBS(0.01moL/L,pH=7.4)緩沖液稀釋至2mg/mL的鏈霉親和素(Streptavidin,SA),質(zhì)控線(C線)上包被2mg/mL的豬抗兔IgG,室溫下干燥30min。組裝的順序依次為:在PVC板的中間區(qū)域貼上NC膜,結(jié)合墊貼在NC膜的前方區(qū)域;為保證良好的接觸,結(jié)合墊壓NC膜2mm,再在結(jié)合墊的前方貼上樣品墊,樣品墊壓結(jié)合墊2mm,最后將吸水墊在NC膜的后方,吸水墊壓NC膜2mm。用試紙條切割刀切為4mm的試紙條。將制備好的試紙條置于放有干燥劑的
錫箱袋內(nèi),4℃
冰箱中儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?br>
[0043] 6.3RPA-LFA檢測(cè)方法操作步驟及結(jié)果判定
[0044] 在RPA擴(kuò)增結(jié)束后,用微量移液器取5μL?RPA產(chǎn)物,稀釋至80μL,滴加于RPA-LFA試紙條加樣墊。為了分析RPA-LFA體系的最適反應(yīng)時(shí)間,將加樣完畢的裝置放入37℃孵育0、1、5、10、15min,取出RPA-LFA試紙條,用肉眼觀察結(jié)果。結(jié)果顯示,在反應(yīng)5min時(shí),試紙條上開始出現(xiàn)陽(yáng)性條帶,但條帶
顏色較淺;當(dāng)反應(yīng)10min時(shí),條帶變得深且清晰。因此,以反應(yīng)10min作為結(jié)果判讀時(shí)間。若質(zhì)控線(C線)和檢測(cè)線(T線)均顯色,則判讀結(jié)果為陽(yáng)性;若僅質(zhì)控線顯色,則為陰性;若質(zhì)控線不顯色,表明試紙條失效。
[0045] 7、RPA-LFA檢測(cè)方法的特異性的評(píng)價(jià)
[0046] 用病毒RNA提取試劑盒提取CSFV、PRRSV、FMDV、SIV的總RNA,并參照反轉(zhuǎn)錄試劑盒(Prime?Script?RT-PCR?Kit,TaKaRa)的操作,將提取的RNA制備成cDNA,–20℃保存?zhèn)溆?。用病毒DNA提取試劑盒提取PRV和PCV-2的病毒基因組DNA,–20℃保存?zhèn)溆?。分別以上述病毒的cDNA、DNA及pT-ASFV-P72為模板,進(jìn)行RPA擴(kuò)增反應(yīng),確定是否出現(xiàn)特異性擴(kuò)增條帶。結(jié)果只有pT-ASFV-P72為模板的DNA樣品在檢測(cè)線上出現(xiàn)了特異性的膠體金條帶,其他病毒的cDNA或DNA為模板的檢測(cè)結(jié)果均為陰性,表明沒(méi)有與其他病毒的DNA樣品發(fā)生交叉反應(yīng),證實(shí)本發(fā)明所建立的ASFV?RPA-LFA檢測(cè)方法具有良好的特異性。
[0047] 8、RPA-LFA檢測(cè)方法的敏感性的評(píng)價(jià)
[0048] 將重組質(zhì)粒pT-ASFV-P72進(jìn)行10倍倍比稀釋,使其濃度在1×108~1×100拷貝/μL之間,并將其作為模板進(jìn)行RPA反應(yīng),確定該方法的最低檢測(cè)濃度。同時(shí)比較與OIE推薦的常規(guī)PCR方法的敏感性。檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn),RPA-LFA最低可以檢測(cè)到1×101拷貝/μL重組質(zhì)粒DNA,常規(guī)PCR檢測(cè)方法最低也可以檢測(cè)到1×101拷貝/μL重組質(zhì)粒DNA,表明RPA-LFA與常規(guī)PCR方法的敏感性相同,證實(shí)本發(fā)明所建立的ASFV?RPA-LFA檢測(cè)方法具有良好的敏感性。
[0049] 本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0050] 本發(fā)明提供了一種用于檢測(cè)ASFV核酸的RPA-LFA新方法。與普通PCR方法相比,RPA-LFA具有以下優(yōu)勢(shì):首先,RPA-LFA屬于等溫?cái)U(kuò)增技術(shù),對(duì)儀器設(shè)備要求低,僅需要恒溫水浴鍋即可完成反應(yīng)。其次,RPA-LFA檢測(cè)速度快,反應(yīng)時(shí)間在40min,比常規(guī)PCR反應(yīng)時(shí)間要短。第三,可實(shí)現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果的可視化,這些特點(diǎn)使得本發(fā)明建立的RPA-LFA方法可以用于基層單位普通實(shí)驗(yàn)室ASFV快速檢測(cè)和鑒別診斷。
附圖說(shuō)明
[0051] 圖1為ASFV?RPA-LFA檢測(cè)試紙條的組裝示意圖。
[0052] 圖2為RPA-LFA對(duì)pT-ASFV-P72基因重組質(zhì)粒DNA可視化RPA-LFA檢測(cè)結(jié)果。
[0053] 圖2中:1,3:以pT-ASFV-P72重組質(zhì)粒DNA為模板的陽(yáng)性檢測(cè)結(jié)果;2:以CSFV?cDNA為模板的陰性檢測(cè)結(jié)果。
[0054] 圖3為表1,為本發(fā)明所設(shè)計(jì)的ASFV特異性引物。
具體實(shí)施方式
[0055] 1、ASFV?P72基因的合成及其重組質(zhì)粒的構(gòu)建
[0056] 根據(jù)GenBank中登錄的ASFV基因組參考序列(登錄號(hào):AY578706),確定P72基因序列(1941bp),進(jìn)行P72全長(zhǎng)cDNA(1941bp)的體外合成,并克隆至pMD-18T載體,獲得重組質(zhì)粒pT-ASFV-P72。將pT-ASFV-P72質(zhì)粒轉(zhuǎn)化至感受態(tài)細(xì)胞DH5α,通過(guò)PCR和測(cè)序?qū)?gòu)建的重組質(zhì)粒進(jìn)行驗(yàn)證。PCR擴(kuò)增結(jié)果可得到出現(xiàn)一條特異性條帶;對(duì)擴(kuò)增產(chǎn)物測(cè)序結(jié)果表明,該序列與ASFV?P72基因(AY578706)的同源性為100%。將含有重組質(zhì)粒的重組陽(yáng)性菌過(guò)夜培養(yǎng)后,提取質(zhì)粒,并測(cè)定濃度。經(jīng)測(cè)定,重組質(zhì)粒pT-ASFV-P72濃度為52ng/μL。
[0057] 2、ASFV?P72基因重組質(zhì)??截悢?shù)的確定
[0058] 根據(jù)下列公式,計(jì)算重組質(zhì)粒pT-ASFV-P72拷貝數(shù):拷貝數(shù)(copies/μL=6.02×1023×質(zhì)粒濃度(ng/μL)×10-9/(質(zhì)粒堿基數(shù)×660)。
[0059] 對(duì)合成的質(zhì)粒進(jìn)行用OIE推薦的引物(表1)進(jìn)行PCR鑒定,結(jié)果出現(xiàn)一條特異性條帶,大小約257bp。測(cè)序結(jié)果表明序列與ASFV?P72基因(AY578706)的同源性為100%。提取重組質(zhì)粒pT-ASFV-P72的濃度為52ng/μL,重組質(zhì)粒的堿基數(shù)為4633bp,經(jīng)計(jì)算得知提取質(zhì)粒10 8
的拷貝數(shù)為1.02×10 拷貝/μL。經(jīng)系列倍比稀釋,將pT-ASFV-P72質(zhì)粒拷貝數(shù)稀釋在1×10~100拷貝/μL之間。
[0060] 3、RPA引物的設(shè)計(jì)
[0061] 下載GenBank中登錄的ASFV?P72基因序列,利用BioEdit分子生物學(xué)軟件對(duì)31個(gè)ASFV不同毒株的P72基因進(jìn)行序列比對(duì),篩選出高度保守的區(qū)域作為RPA引物設(shè)計(jì)的靶序列。根據(jù)RPA引物的設(shè)計(jì)原則,引物長(zhǎng)度30~35bp,設(shè)計(jì)了3對(duì)特異性引物(表1),用地高辛標(biāo)記上游引物5'端,用生物素標(biāo)記下游引物5'端,擴(kuò)增片段大小約為220bp。以重組質(zhì)粒pT-ASFV-P72DNA為模板進(jìn)行RPA擴(kuò)增,通過(guò)對(duì)擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行2%的瓊脂糖凝膠電泳,根據(jù)擴(kuò)增產(chǎn)物的特異性、敏感性和產(chǎn)量來(lái)評(píng)價(jià)和篩選引物擴(kuò)增效率及特異性,以此選擇最佳引物。同時(shí),合成OIE推薦的實(shí)時(shí)熒光PCR方法使用的引物(表1)。
[0062] 4、RPA反應(yīng)體系的配制及操作程序
[0063] 配制50μL?RPA反應(yīng)體系,其中RPA-F和RPA-R(均10μM)各2.4μL,Rehydration?Buffer?29.5μL,dd?H2O?12.2μL,模板1μL,280mM醋酸鎂(MgAc)2.5μL。將模板DNA和MgAc之外的所有試劑預(yù)混后,加入含有凍干酶制劑的0.2mL?PCR反應(yīng)管中,并充分混勻。將1μL模板加入反應(yīng)管中,并將2.5μL?MgAc加入反應(yīng)管蓋中,蓋緊后瞬時(shí)離心并渦旋,置于40℃恒溫水浴鍋中進(jìn)行RPA反應(yīng)。
[0064] 5、RPA最佳反應(yīng)條件的優(yōu)化
[0065] 5.1RPA最佳反應(yīng)時(shí)間的確定
[0066] 為確定RPA最佳反應(yīng)時(shí)間,以1×103拷貝/μL的重組質(zhì)粒pT-ASFV-P72?DNA為模板,分別以10min、20min、30min和40min為不同的反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行RPA擴(kuò)增。RPA反應(yīng)結(jié)束后,取5μL產(chǎn)物進(jìn)行2%瓊脂糖凝膠電泳,并用紫外凝膠成像系統(tǒng)分析電泳結(jié)果。結(jié)果發(fā)現(xiàn),40℃下RPA反應(yīng)時(shí)間為20min時(shí),電泳即可獲得一條大小約為220bp的特異性條帶。對(duì)RPA產(chǎn)物條帶用紫外凝膠成像系統(tǒng)進(jìn)行半定量分析,RPA反應(yīng)30min后,條帶約為20min時(shí)條帶的6.9倍,而反應(yīng)40min后擴(kuò)增的條帶沒(méi)有顯著增加,因此將ASFV?RPA最佳反應(yīng)時(shí)間確定為30min。
[0067] 5.2RPA最佳反應(yīng)溫度的確定
[0068] 為準(zhǔn)確比對(duì)不同溫度下RPA-LFA反應(yīng)的擴(kuò)增效率,配制50μL?RPA反應(yīng)體系,充分混勻后,分別放入20、25、30、35、40和45℃水浴箱內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)增反應(yīng),30min后分別從各管中取10μL擴(kuò)增液。結(jié)果該檢測(cè)體系在25~45℃的溫度范圍內(nèi)均可有效進(jìn)行,其中40℃時(shí)擴(kuò)增效率最佳,紫外凝膠成像系統(tǒng)分析時(shí)條帶最深,因此最佳反應(yīng)溫度確定為40℃。
[0069] 5.3RPA最佳引物的篩選
[0070] 配制50μL?RPA反應(yīng)體系,以重組質(zhì)粒pT-ASFV-P72?DNA為模板,分別用3對(duì)ASFV?RPA引物(RPA?FP1-RP1、RPA?FP2-RP2、RPA?FP3-RP3)進(jìn)行RPA擴(kuò)增,隨后用對(duì)擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行2%的瓊脂糖凝膠電泳,用紫外凝膠成像系統(tǒng)進(jìn)行半定量分析,評(píng)價(jià)引物擴(kuò)增效率及特異性,以此選擇最佳引物。結(jié)果引物(RPA?FP2-RP2)的引物擴(kuò)增效率及特異性最高,成功篩選出檢測(cè)ASFV的最佳RPA引物RPA?FP2-RP2。
[0071] 6、RPA-LFA檢測(cè)方法的建立及結(jié)果判定
[0072] 6.1金標(biāo)抗體的制備
[0073] 采用檸檬酸三鈉還原法制備制備平均顆粒直徑為40nm的膠體金溶液。吸取1mL膠體金溶液加入試管中,向其中加入5μg兔抗地高辛抗體IgG,恒溫緩慢振蕩30min。4℃、13?000r/min離心40min。棄去上清液,沉淀溶解于0.1moL/L的Tris-HCL緩沖溶液中(pH=8.0)。
制備好的溶液4℃密封保存,備用。
[0074] 6.2RPA-LFA試紙條的制備
[0075] RPA-LFA試紙條由加樣墊、結(jié)合墊、硝酸
纖維素膜(NC膜)[檢測(cè)線(T線)和質(zhì)控線(C線)]、吸收墊和PVC塑料墊5個(gè)部分組成(圖1)。將制備的膠體金標(biāo)記兔抗地高辛抗體IgG用移液槍均勻滴加噴到NC膜上,迅速放在真空干燥箱中37℃干燥10min,取出,作為結(jié)合墊(金標(biāo)墊)。在NC膜上,檢測(cè)線(T線)上包被經(jīng)PBS(0.01moL/L,pH=7.4)緩沖液稀釋至2mg/mL的鏈霉親和素(Streptavidin,SA),質(zhì)控線(C線)上包被2mg/mL的豬抗兔IgG,室溫下干燥30min。組裝的順序依次為:在PVC板的中間區(qū)域貼上NC膜,結(jié)合墊貼在NC膜的前方區(qū)域;為保證良好的接觸,結(jié)合墊壓NC膜2mm,再在結(jié)合墊的前方貼上樣品墊,樣品墊壓結(jié)合墊2mm,最后將吸水墊在NC膜的后方,吸水墊壓NC膜2mm。用試紙條切割刀切為4mm的試紙條。將制備好的試紙條置于放有干燥劑的錫箱袋內(nèi),4℃冰箱中儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?br>
[0076] 6.3RPA-LFA檢測(cè)方法操作步驟及結(jié)果判定
[0077] 在RPA擴(kuò)增結(jié)束后,用微量移液器取5μL?RPA產(chǎn)物,稀釋至80μL,滴加于RPA-LFA試紙條加樣墊。為了分析RPA-LFA體系的最適反應(yīng)時(shí)間,將加樣完畢的裝置放入37℃孵育0、1、5、10、15min,取出RPA-LFA試紙條,用肉眼觀察結(jié)果。結(jié)果顯示,在反應(yīng)5min時(shí),試紙條上開始出現(xiàn)陽(yáng)性條帶,但條帶顏色較淺;當(dāng)反應(yīng)10min時(shí),條帶變得深且清晰。因此,以反應(yīng)10min作為結(jié)果判讀時(shí)間。若質(zhì)控線(C線)和檢測(cè)線(T線)均顯色,則判讀結(jié)果為陽(yáng)性;若僅質(zhì)控線顯色,則為陰性;若質(zhì)控線不顯色,表明試紙條失效。
[0078] 7、RPA-LFA檢測(cè)方法的特異性的評(píng)價(jià)
[0079] 用病毒RNA提取試劑盒提取CSFV、PRRSV、FMDV、SIV的總RNA,并參照反轉(zhuǎn)錄試劑盒(Prime?Script?RT-PCR?Kit,TaKaRa)的操作,將提取的RNA制備成cDNA,–20℃保存?zhèn)溆?。用病毒DNA提取試劑盒提取PRV和PCV-2的病毒基因組DNA,–20℃保存?zhèn)溆?。分別以上述病毒的cDNA、DNA及pT-ASFV-P72為模板,進(jìn)行RPA擴(kuò)增反應(yīng),確定是否出現(xiàn)特異性擴(kuò)增條帶。結(jié)果只有pT-ASFV-P72為模板的DNA樣品在檢測(cè)線上出現(xiàn)了特異性的膠體金條帶,其他病毒的cDNA或DNA為模板的檢測(cè)結(jié)果均為陰性,表明沒(méi)有與其他病毒的DNA樣品發(fā)生交叉反應(yīng),證實(shí)本發(fā)明所建立的ASFV?RPA-LFA檢測(cè)方法具有良好的特異性。
[0080] 8、RPA-LFA檢測(cè)方法的敏感性的評(píng)價(jià)
[0081] 將重組質(zhì)粒pT-ASFV-P72進(jìn)行10倍倍比稀釋,使其濃度在1×108~1×100拷貝/μL之間,并將其作為模板進(jìn)行RPA反應(yīng),確定該方法的最低檢測(cè)濃度。同時(shí)比較與OIE推薦的常規(guī)PCR方法的敏感性。檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn),RPA-LFA最低可以檢測(cè)到1×101拷貝/μL重組質(zhì)粒DNA,常規(guī)PCR檢測(cè)方法最低也可以檢測(cè)到1×101拷貝/μL重組質(zhì)粒DNA,表明RPA-LFA與常規(guī)PCR方法的敏感性相同,證實(shí)本發(fā)明所建立的ASFV?RPA-LFA檢測(cè)方法具有良好的敏感性。
[0082] 以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出的是,上述優(yōu)選實(shí)施方式不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的限制,本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以
權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。