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文章信息
- 张琳, 苗广青, 侯学霞, 李博, 郝琴
- ZHANG Lin, MIAO Guang-qing, HOU Xue-xia, LI Bo, HAO Qin
- 巢式PCR和实时荧光定量PCR在莱姆病宿主动物监测中的应用评价
- Evaluation of nested PCR and real-time PCR in host surveillance of Lyme disease
- 中国媒介生物学及控制杂志, 2018, 29(5): 425-427
- Chin J Vector Biol & Control, 2018, 29(5): 425-427
- 10.11853/j.issn.1003.8280.2018.05.001
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文章历史
- 收稿日期: 2018-04-09
- 网络出版时间: 2018-08-03 17:12
2 新疆维吾尔自治区疾病预防控制中心, 乌鲁木齐 830001
2 Xinjiang Center for Disease Control and Prevention
莱姆病是一种主要经蜱传播的人兽共患病,可引起人体多系统、多器官损害。其致病病原体为伯氏疏螺旋体(Borrelia burgdorferi),俗称莱姆病螺旋体。据报道,全世界现已有五大洲70多个国家存在莱姆病,且发病区域和发病率均呈扩大和上升趋势,该病已被WHO列为重点防治研究对象[1]。我国自20世纪80年代开始研究莱姆病以来,已报道29个省(自治区、直辖市)开展的血清学调查工作。被调查人群血清抗体阳性率为0.22%~44.18%,从20个省(自治区、直辖市)的病例、动物和/或蜱中分离出病原体,证实我国存在莱姆病自然疫源地,部分地区还有典型的莱姆病病例存在[2-4]。我国莱姆病疫区主要分布于东北部、西北部和华北地区,分布范围广,高危人群多。新疆维吾尔自治区(新疆)位于我国西北部,是我国莱姆病的重要疫区,存在大量莱姆病病例。新疆古尔图地区是天山灰旱獭(Marmota baibacina)-长尾黄鼠(Spermophilus undulatus)鼠疫自然疫源地的重要组成部分,已证实有多种自然疫源性、人畜共患传染病存在[5],但该地区尚未有莱姆病相关报道。通过调查该地区啮齿动物携带伯氏疏螺旋体情况,为当地莱姆病的防控提供依据。
目前,伯氏疏螺旋体带菌率的检测方法主要为PCR方法,包括普通PCR和巢式PCR。常用的靶基因有5S-23S rRNA基因间隔区、ospA和fla等[6-9]。巢式PCR较普通PCR敏感度和特异度高而被广泛应用。近年来,实时荧光定量PCR(qRT-PCR)实现了PCR由定性到定量的飞跃,其具有特异性强、灵敏度高、定量准确、速度快和全封闭反应等优点,成为分子生物学研究的重要工具[10]。2014年耿震等[11]建立了针对伯氏疏螺旋体的RT-PCR方法,用于检测标本中的伯氏疏螺旋体。本研究使用巢式PCR和qRT-PCR对标本进行检测,现将结果报告如下。
1 材料与方法 1.1 标本采集2017年7-9月,在新疆古尔图地区野外放置鼠夹,采集啮齿动物,并鉴别物种,随后对其解剖,收集肾及脾脏,置离心管内,于-80 ℃保存。
1.2 试剂DNA提取试剂盒(DNeasy® Blood & Tissue Kit)购自德国Qiagen公司。巢式PCR引物由北京擎科兴业生物技术有限公司合成,qRT-PCR引物和探针由上海基康生物技术有限公司合成。PCR相关试剂由TaKaRa公司提供。
1.3 菌株来源伯氏疏螺旋体阳性对照为我国B. garinii基因型代表菌株PD91,由中国CDC传染病预防控制所提供。将实验室保存的PD91菌株于BSKⅡ培养基中传代培养,当菌体浓度达到107~108/ml时,收集菌株,置于离心管中,以13 000×g离心30 min,弃上清液,再用0.01 mol/L pH值7.4的PBS溶液洗涤3次,弃上清液。最后加入100 μl ddH2O重悬,恒温金属浴100 ℃水煮10 min,最后5 000×g离心5 min,吸取上清液保存于-20 ℃冰箱,备用。
1.4 伯氏疏螺旋体的检测 1.4.1 DNA提取采用Qiagen的DNA提取试剂盒,按照使用说明书,提取标本DNA 134份。
1.4.2 巢式PCR参照文献[6-7]的rrf(5S)-rrl(23S)rRNA基因间隔区巢式PCR引物,见表 1。50 μl反应体系:2×Taq Master Mix 25 μl,正、反向引物(100 mol/L)各1 μl,第1轮模板4 μl,第2轮模板0.5 μl。反应条件:94 ℃预变性5 min,94 ℃变性45 s,53 ℃退火45 s(第2轮退火温度为55 ℃),72 ℃延伸45 s,35个循环,72 ℃延伸5 min。巢式PCR产物经2%琼脂糖凝胶电泳检测,利用凝胶成像仪拍照。阳性片段250 bp左右。
1.4.3 qRT-PCR引物设计参照文献[11],选择伯氏疏螺旋体特异性基因recA作为检测靶基因。引物探针序列见表 1。20 μl反应体系:2×Taq Master Mix10 μl,正、反向引物(10 μmol/L)各0.5 μl,探针(10 μmol/L),模板4 μl,阳性对照1 μl。反应条件:94 ℃预变性2 min;94 ℃变性10 s,54 ℃退火30 s,40个循环;40 ℃保存。产物检测使用荧光定量PCR系统(Roche LightCycle 480,瑞士)分析数据。
2 结果 2.1 啮齿动物带菌率采用巢式PCR和qRT-PCR方法共检测啮齿动物标本134份,包括长尾黄鼠119份、小林姬鼠(Apodemus sylvaticus)7份、高山银䶄(Alticola roylei)2份和旱獭(Marmota baibacina)6份。巢式PCR检测阳性率为13.43%(18/134),qRT-PCR检测阳性率为12.69%(17/134),差异无统计学意义(χ2=0.000,P=1.000),阳性标本均为长尾黄鼠。啮齿动物标本总阳性率为20.15%(27/134),全部为长尾黄鼠,其他3种动物均未检测到伯氏疏螺旋体。
2.2 巢式PCR和qRT-PCR方法比较对134份啮齿动物标本进行检测,其中8份标本经巢式PCR和qRT-PCR检测均为阳性。10份巢式PCR检测为阳性的标本经qRT-PCR检测为阴性;9份qRT-PCR检测为阳性的标本经巢式PCR检测为阴性。
对rrf-rrl基因间隔区进行巢式PCR检测的18份阳性标本进行测序,并通过美国国立生物技术信息中心BLAST比对发现,9份标本与B. garinii有99%~100%相似,另9份标本与B. afzelii有99%~100%相似。采用qRT-PCR方法共检出伯氏疏螺旋体阳性17份,阳性标本的Ct值为33.49~37.89,见图 1。
3 讨论莱姆病是一种自然疫源性疾病,广泛分布于我国大部分省(自治区、直辖市),传播病原体为伯氏疏螺旋体,其在自然界的存活依赖于宿主动物与媒介的相互传播。伯氏疏螺旋体的宿主主要为啮齿动物。在我国和欧洲,普遍认为啮齿目姬鼠属和䶄属为主要宿主。本研究发现,古尔图地区优势鼠种长尾黄鼠的带菌率达20.15%,提示长尾黄鼠可能为当地伯氏疏螺旋体的重要宿主。因样本量较小,本研究可能无法准确地显示小林姬鼠、高山银䶄和旱獭携带伯氏疏螺旋体情况,需扩大标本量进行深入调查。
对巢式PCR阳性标本rrf-rrl基因间隔区进行测序发现,有9份标本与B. garinii基因型相似,9份与B. afzelii基因型相似,提示新疆古尔图地区宿主动物感染伯氏疏螺旋体的基因型主要为B. garinii和B. afzelii型。qRT-PCR检测结果表明,长尾黄鼠阳性标本的Ct值为33.49~37.89。耿震等[11]报道,感染动物的伯氏疏螺旋体载量较低,为10~100个菌,揭示了古尔图地区虽然存在伯氏疏螺旋体感染,但带菌量较低。目前,古尔图地区尚无人感染莱姆病病例报道,但结合本结果可以发现,该地区伯氏疏螺旋体对啮齿动物的感染率较高,同时牧民、矿工等野外作业人员接触长尾黄鼠的概率极高[5]。虽然感染动物的伯氏疏螺旋体载量偏低,但综合以上各因素,揭示古尔图地区依然存在人感染莱姆病的风险,需进一步开展伯氏疏螺旋体感染人群和媒介的调查。
本研究使用巢式PCR和qRT-PCR方法检测古尔图地区啮齿动物伯氏疏螺旋体的带菌率,标本阳性率差异无统计学意义。但进一步比较发现,2种方法检测结果不同,可能因选取的靶基因、敏感性及体系中酶活性不同等[12]。本研究发现,同时使用2种方法检测不仅使结果更加全面和准确,同时可以了解该地伯氏疏螺旋体感染的基因型,并且可量化标本的细菌载量。
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