牛支原体检测方法研究进展
2024-03-09
来源:星星旅游
牛支原体检测方法研究进展 庄金秋,张颖,梅建国,刘吉山,姚春阳 (山东省滨州畜牧兽医研究院,山东滨州 256600) 摘要:随着规模化养牛业的不断发展,牛支原体已经成为危害养牛业的一种重要致病性支原体。本文介绍了 牛支原体病原学、血清学及分子生物学方面实验室检测方法的研究进展,为我国牛支原体病的防治提供了参考。 关键词:牛支原体;检测方法:病原学;血清学;分子生物学;研究进展 中图分类号:¥852.65 文献标识码:A 文章编号:1005—944X(2016)11-0066—05 DOI:10.3969/j.issn.1005—944X.2016.11.019 Research Progress on Detection Methods of Mycoplasma Bovis Zhuang Jinqiu,Zhang Ying,Mei Jianguo,Liu Jishan,Yao Chunyang (Binzhou Animal Husbandry and Veterinary Academy,Binzhou,Shandong 256600) Abstract:With the development of the large scale cattle industry,Mycoplasma bovis has been becoming one of the most important pathogenic Mycoplasma species causing serious damage.In order to offer reference for its prevention and control in our country,the research progress of laboratory detection methods for Mycoplasma bovis was introduced, which included etiology,serology and molecular biology. Key words:Mycoplasma bovis;detection method;etiology;serology;molecular biology;research progress 牛支原体( boris)属支原体科支原体属, 是一种介于细菌和病毒之间的无细胞壁的原核微生 物。 6ov 可引起犊牛肺炎、乳腺炎、关节炎、 年,辛九庆等 首次从患肺炎的犊牛肺脏中分离 到该病原。 6ov 是危害犊牛健康的重要致病性 病原体,具有较高的感染率和死亡率,即使是治疗 后症状缓解的牛,一般都发育迟缓甚至成为废牛, 严重影响了牛奶的产量和质量。近年来,MbAD 已经在世界范围内广泛传播,且 幻 可明显增 加其他病原的继发感染,给世界养牛业造成了巨大 的经济损失。牛支原体感染后无特殊症状,因此很 难对该病进行感官判断,需借助实验室诊断确诊。 本文综述了近年来 幻1, 感染的最新实验室检测 方法研究进展,以期对该病的预防和控制提供参考。 1 牛支原体分离鉴定 支原体分离鉴定方法应严格按照无菌操作规 角膜结膜炎、耳炎、生殖道炎,甚至流产与不孕等 多种疾病。这些疾病常统称为牛支原体相关疾病 (MbAD)。牛传染性胸膜肺炎(CBPP),简称 牛肺疫,就是由与 6Dv如同属的丝状支原体丝状 亚种SC型(MmmSC)引起的烈性传染病,被世 界动物卫生组织(OIE)列为须通报的动物疫病。 MmmSC和 6D1,括都是对牛致病力较强的支原体, 可导致相似的临床症状和病理剖检变化,不易鉴别 诊断。1961年,Halel1 在美国首次从一例患乳腺 炎的牛乳中分离出 bov ̄;1976年,美国首次报 道由 6Dv 引起的肺炎;1983年,黎济申等[21 首次从我国患乳腺炎的牛乳中分离到该病原;2008 基金项目:山东省现代农业产业技术体系牛产业创新 团队项目(SDAIT-09.12);山东省重点研发计划项目 (2015GSF121027) 程,将患病动物的组织病料接种于培养基中。支原 体培养的营养需求较高,通常要在培养基中加入 l0%~20%马血清,置于37℃、5%CO,培养箱中 培养3~5 d。在类胸膜肺炎微生物(PPLO)固体培 养基中进行分离培养时,在光学显微镜下,菌落呈 囝 2016年第33卷第11期 现典型的“煎蛋状”、边缘整齐、表面光滑、中 间厚周边薄的菌膜斑点。如若7 d未发现生长迹象, 可判断为阴性。初步鉴定后,在含酚红的液体培 养基中培养,观察培养基颜色是否由红变黄,且 稍浑浊,之后根据配套的生化反应进行鉴定。鉴 定为支原体后,需应用聚合酶链式反应(PCR)等 方法来鉴别诊断是否为 bovis或者其他支原体。 常用的液体培养基包括Hayfiick、Edward、Frey、 MEM—KMZ、SP一4等。 bovis对外界环境要求较 高,采集的病料如未能及时送往实验室,极易导 致病原死亡。一般病料需冷藏运输,运输时间不 要超24 h,也可将其冻存于运输培养基中进行运 输。对于病料的采集,一般在下呼吸道比上呼吸 道分离出病原的概率大。虽然牛支原体分离鉴定 可以确诊是否有 bovis的感染,但是分离难度大, 分离周期长,不能作为快速诊断 bovis感染的 有效方法来使用。 2血清学方法 血清学方法是检测M.bovis感染的可靠方法, 尤其对于经抗生素治疗或慢性的病例。血清抗体检 测方法比病原培养方法更敏感,包括酶联免疫吸附 试验、间接血凝试验、胶体金免疫层析试纸条和免 疫组化技术等。 2.1 酶联免疫吸附试验(ELISA) 利用全菌抗原或重组抗原建立的间接ELISA 方法是检测血清抗体的首选方法,应用最为广泛。 用处理过的M.bovis全菌蛋白作为包被抗原的间 接ELISA方法,不仅能够检测血清抗体,还可以 检测患有乳腺炎奶牛的乳清抗体,被广泛应用于 M.bovis感染的流行病学调查。但是由于建立该方 法的抗原为全菌蛋白,其特异性有待提高。鉴于 此,研究者先后建立了以M.bovis的VSP重组蛋白 和膜脂蛋白P48作为包被抗原的间接ELISA方法, 用以检测对应抗体。2014年,Fu等[41利用P48 重组蛋白作为包被抗原,其相应的单克隆抗体用 HRP进行标记,建立了直接竞争ELISA方法检测 M.bovis抗体。以P48蛋白作为包被抗原的ELISA 方法能检测M.bovis的所有分离株,且不与感染牛 的其他六种支原体反应,对于检测M.bovis感染有 很好的应用前景。2014年,Wawegama等 鉴别 出一种可以具有脂肪酶活性的膜蛋白(MilA)。 该蛋白氨基末端与 bovis抗体有很强的免疫反 应。利用大肠杆菌诱导表达的该段蛋白建立了间 接ELISA方法,其敏感性达到92.86%,特异性高 达98.7%。2014--2015年,金云云等嘲、Han等【 ] 以M.bovis全菌蛋白作为包被用抗原,建立了检测 M.bovis血清抗体的间接ELISA方法。该方法可以 区分出感染牛和免疫牛,从而可以判断牛感染程度 高低以及疫苗是否有效。国外商品化检测 bovis 抗体的ELISA试剂盒有瑞士、加拿大和比利时等 国家研制的试剂盒。2011年,刘洋等[8 将纯化后 的P28重组蛋白作为抗原建立了检测M.bovis血清 抗体的间接ELISA方法,并组装成试剂盒,填补 了国内ELISA试剂盒的空白。该试剂盒具有良好 的敏感性、特异性和稳定性,能在一次反应中对 M.bovis和MmmSC作出鉴别诊断,与加拿大商品 化试剂盒Kit 1的检测结果符合率高达92%,各种 技术指标相当,可作为进口试剂盒的替代品,用于 M,bovis的临床诊断与流行病学调查。 2.2间接血凝试验(IHA) IHA是一种经典的免疫学诊断技术,因具有操 作简单、稳定、成本低、敏感性和特异性较高,且 对试验条件要求低等优点,被广泛应用于兽医实验 室检测、田间血清学调查和基层兽医部门的辅助诊 断。2015年,简莹娜等『9 以纯化的P48重组蛋白 致敏醛化一鞣酸化的绵羊红细胞并对其工艺进行优 化,建立了检测 bovis抗体的IHA方法。该方 法与国外商品化的ELISA试剂盒比较,平均符合 率为96.15%。对833份田间血清和1 084份乳清 进行检测,阳性率分别是15.37%和19.56%。该方 法敏感性高、特异性强重复性好,可用于 bovis 抗体水平监测、牛支原体病的辅助诊断和流行病学 调查。 2.3胶体金免疫层析试纸条 2015年,简莹娜 0]利用牛支原体P48重组蛋 白,建立了检测 bovis抗体的胶体金免疫层析试 囫 纸条。应用该试纸条检测临床血清200份和乳清 108份,阳性率分别是21.50%和17.59%,与IHA 方法相比符合率为96.53%,表明该试纸条敏感、 特异、快速,适合于 bovis抗体的快速检测。 2.4免疫组化技术 免疫组化技术是一门将免疫学与组织化学相 结合的技术,在组织细胞原位通过抗原.抗体特异 性结合反应和组织化学显色反应,借助可见的标记 物对相应抗原或抗体进行定位、定性和定量检测, 不仅能准确判断是否有病原感染,而且能清晰反映 病原在组织器官和细胞中的定位及分布。该方法操 作简便、不需要专门的仪器设备,适合于基层临床 的快速诊断,并且对于研究病原在机体内的致病 机制及分布规律也有一定的辅助作用。1995年, Adegboye等基于单克隆抗体建立了免疫组化方法, 检测犊牛肺组织中的M.bov&。2001年,Haines等 建立的免疫组化技术,对牛场M.bov&感染所致的 急、慢性呼吸道疾病、肺炎、乳腺炎等进行了病 原体检测。2004年,Khodakaram—Tafif等采用免 疫组化方法进行M.bov&的诊断,不仅能对福尔马 林固定的组织进行M.bov&检测,还能清楚地显示 出M.bov&在病灶内的具体位置,直观地观察病变 组织的病理变化以及M.bov&侵袭机体后的分布情 况。2013年,金云云等 Ⅵ以鸡抗M.bov&IgY为 一抗,以HRP标记的羊抗鸡IgG为二抗,建立了 检测M.bov&的间接免疫组化法。该方法可用于检 测临床病例组织样本及培养物中的M.bov&,为探 究该病原在机体内的定位、动态分布规律及致病机 理提供了手段。 2.5其他血清学方法 如应用兔源高免疫血清鉴定M.bov&的抗体检 测方法,其包括生长抑制试验(GI)、生物膜形 成抑制试验(FI)、荧光抗体试验(FA)和新陈 代谢抑制试验(MI)等。由于这些试验无商品化 抗血清,需在实验室自行制备,因此操作时较为费 时费力。 3分子生物学方法 由于牛在养殖场环境中停留2~4周后都存在可 固 检测滴度的M.bov&抗体,所以血清学检测方法无 法准确诊断牛肺炎病例是否由M.bov&引起。分子 生物学方法相对快捷方便,而且灵敏度高,己被广 泛应用于M.bov&的实验室检测。分子生物学方法 包括PCR技术、荧光定量PCR技术、环介导等温 扩增技术(LAMP)和双向电泳技术等。 3.1 PCR技术 早期国外研究者利用PCR方法扩增16S rRNA 用来检测M 6Dv 的感染,但是由于其与无乳支 原体( agalactiae)的16S rRNA同源性高达 99.8%,在不结合其他方法的情况下无法区分这两 种病原的感染。于是研究者又通过16S rRNA的 PCR和酶切系统来鉴别这两种支原体。后来,研 究者先后选取DNA修复基因uvrC、ATP结合蛋白 oppD/F基因、p81基因作为靶基因进行特异性扩增, 应用于临床患病牛的病原学检测,并对M.bov ̄ 和 agalactiae作鉴别诊断。我国自2008年开始 对M bovis进行深入研究,p81蛋白是M.bovis和 agalactiae共有的蛋白,但两者的同源性仅为 67%。2009年,李媛等 ]根据P81基因引物建立 了PCR方法,可以从人工感染牛的鼻拭子和临床 发病牛肺中扩增出目的片段,与分离培养结果完全 符合,为国内首次建立的敏感、特异、快速的牛 支原体PCR检测方法。同年李媛等利用oppD/F为 靶基因设计引物,建立了套式PCR方法,成功鉴 别了M.bov ̄和 agalactiae。2009年,李彦芹fJ 3_ 利用通用引物扩增16S rRNA建立了能够快速鉴别 诊断MmmSC、M.bov ̄、 agalactiae和绵羊肺炎 支原体的多重PCR方法。2010年,刘洋等ll 建 立了可以同时鉴别检测M.bov ̄和MmmSC的双重 PCR方法。2011年,李大伟等l1 5J建立了一种可一 次性区分上述三种支原体的三重PCR方法,用于 临床诊断和流行病学调查。2015年,胡国明 卅根 据牛支原体P48基因设计引物,建立了M.bov&与 agalactiae、MmmSC、滑液支原体、鸡毒支原体 等病原的PCR鉴别诊断方法,具有很高的特异性 和敏感性,对M.bovis感染的临床快速、准确的诊 断具有较高的实用价值。 2016年第33卷第11期 3.2荧光定量PCR技术 实时荧光定量PCR技术也被用于M.bovis检 测的研究。2005年,Cai等应用杂交探针和退火温 度建立了扩增16S rRNA基因序列的实时定量PCR 方法,用以检测奶牛乳以及肺组织中的M.bov&, 在检测牛乳时其敏感性达100%,检测肺组织时其 敏感性达96.6%。2000年,Sachse等针对OppD 基因,设计了实时定量PCR引物及探针,在患乳 腺炎及呼吸道疾病的病牛中,能够灵敏特异地鉴别 出M.bovis,检测限能够达到100 cfu/mL。2010年, Rossetti等根据uvrC基因设计引物,建立了实时定 量PCR方法。该方法不需要处理牛乳及组织样品 获取纯化的DNA,可直接用于实时定量PCR检测, 具有良好的特异性高度敏感性,方便用于M.bovis 的检测。 3.3环介导等温扩增技术(LAMP) LAMP方法具有操作简便、快速、高效、敏感、 特异、经济等特点,适于基层实验室的监测。2005 年,Saito等利用LAMP方法对肺炎支原体进行检 测,相同时间内LAMP检测法的灵敏度远高于实 时定量PCR法,在对70例患者及25例正常人咽 试纸检测中的阳性率为100%,无假阳性。2012年, Churchward等同时用竞争性ELISA、套式PCR及 LAMP对丝状支原体进行诊断,结果显示LAMP 法的敏感性远高于竞争性ELISA和套式PCR。 2011—2012年,白智迪 】、侯轩等[181先后根据 M.bovis的uvrC基因设计引物,建立了LAMP方法, 其敏感性较PCR方法高100倍。在对167个临床 鼻拭子样本的检测中,LAMP方法检测结果的阳性 率(26.95%)高于PCR检测阳性率(19.16%)。 2014年,金云云等[1 9]根据P81基因设计引物建立 了 LAMP方法,其最低检出限为1.1 ng/L。LAMP 方法方便快速,成本低廉,可被大范围推广使用。 3.4双向电泳技术 2012年,陈维等【2伽成功建立了M.bov&蛋 白质组学双向电泳技术。由于国际上目前尚无 M.bov ̄蛋白组学的相关报道,所以该方法可以鉴 定出相应的致病性蛋白,为M.bov ̄致病机理的研 究提供蛋白质组信息。 4小结 随着养牛业的不断发展,牛支原体病的流行范 围越来越广,发生频率也越来越高,严重威胁了我 国养牛业的发展。我国对于本病的研究起步较晚, 国内外对该病原的研究不透彻,特别是对牛支原体 疫苗及其遗传稳定性的研究资料非常缺乏,国际上 也尚无公认的特异性诊断方法,对于该病致病机制 的研究尚未达成共识,从而给该病的预防控制带来 了不便。因此,建立快速、准确的检测方法,开发 新型疫苗等防控产品,具有十分重要的意义。上述 各种检测方法各有优点和实用性,实际中需根据不 同的场合、条件等选择使用其中的一种或者多种方 法。随着人们对M.bov ̄的深入研究,相信该病的 检测方法将不断得到改进,更加简便化、快速化和 准确化。 参考文献: [1]Hale H H,Helmboldt C F,Plastridge W N,et a1. 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(责任编辑:杜宪) (上接第55页) 实习效果进行全面考核验收,具体方式可以采用不 同岗位学生集体汇报的形式。 通过安排动物医学专业学生在库车县动物疫控 2.7实习团队的后勤岗位 该岗位主要负责打理实习学生的生活和饮食, 丰富实习期间的业余文化生活,举办相关的实习交 流和实习汇报工作。 3实习的轮岗流程 每个岗位安排两名学生,不同岗位交叉进行, 中心轮岗实习,该轮岗实习模式仍处于摸索研究阶 段,有待于进一步的完善并全面付诸实施,实现派 出单位和实习接收单位双赢的局面。 参考文献: [1]计红,王春仁,张旭,等.动物医学专业校内实践基地 建设的实践[J1.黑龙江畜牧兽医,2010(2):150—151. [2】张秀峰,李国江.动物医学专业校内实训基地建设的模 式研究【J].黑龙江畜牧兽医,2013(12):187一l89. 其中,一名学生为前一轮实习过的学生,另外一名 学生为新进实习生,这样既方便学习又不会对实习 单位的日常工作造成较大的影响。每个岗位一周进 行一次轮换,保证每个学生在3个月内能在不同的 实习岗位轮换2~3遍,对每个实习岗位的具体工作 能够做到得心应手。 [3]华彦,肖向红.新形势下的动物医学人才培养【J].畜牧兽 医杂志,2010,29(3):42—44. 【4]王静.畜牧兽医专业学生实践能力培养研究[JJ.畜牧与饲 料科学,2012,33(1):62—63. 4轮岗实习的日常管理 实习学生的日常管理主要由实习带队老师负 责,不同岗位由实习单位的管理人员具体负责,实 习期间遇到的具体业务问题,由实习带队老师和岗 位管理人员当场协调解决。实习结束时可以安排学 [5】严芬,黄志坚.动物医学和动物科学专业学生毕业实习 管理的思考和对策[J].中国林业教育,2012(3):15 17. [6】农业部.《动物检疫管理办法》[EB/OL].(2016—04— 06)[2016—10—10】.http: ̄lhz.yuelu.gov.cn/yuelugov/yl—xxgk/ bmxxgkml/qnlcmj/zcwj/1 023993/index.htm1. 生进行基本的业务技能考核,了解学生对基本业务 技能的掌握情况,作为轮岗实习考核的主要依据。 实习结束后,学院会同实习单位对本届实习学生的 [7]李怀旺.谈对动物产地检疫如何进行定位【J].中国动物检 疫,2010,27(2):8-10. (责任编辑:孙荣钊) 囫