猪繁殖与呼吸综合征(PRRS)的检测技术
陈晓辉+薛梅+朱俊平
摘要:猪繁殖与呼吸综合征(PRRS)是一种严重危害养猪业的传染病,常与其他病原混合感染,临床诊断非常困难,要确诊需要进行实验室检测。而及时诊断是防控PRRS的关键环节。从抗体的检测和病原的检测两个方面对PRRS的检测技术进行了简要综述,旨在为诊断PRRS提供指导。
关键词:猪繁殖与呼吸综合征;抗体检测;病原检测
中图分类号:S858.28 文献标识码: 文章编号:1007-273X(2016)12-0009-02
猪繁殖与呼吸综合征(Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome, PRRS)是由猪繁殖与呼吸综合征病毒(Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome virus,PRRSV)引起的一种严重危害养猪业的传染病。以妊娠母猪流产、死产、弱胎、木乃伊胎等繁殖障碍及各年龄阶段猪的呼吸道症状为特征[1-3]。该病毒具有抗原变异性、嗜巨噬细胞性、持续感染性及抗体依赖增强性作用,临床上常与其他病原混合感染使临床表现形式复杂化[4-5]。要确诊需要进行实验室检测,实验室检测方法很多,每种方法在检测的特异性、敏感性、成本等方面存在差异。因此,建立有效且适合基层使用的PRRS检测方法是防控PRRS的重要环节,本文就PRRS检测方法进行了综述,供参考。
1 抗体的检测
免疫荧光抗体(IFA)试验、免疫过氧化酶单层细胞试验(IPMA)、血清中和(SVN)试验及酶联免疫吸附试验(ELISA)等都可用于检测PRRSV的特异性抗体,通过检测抗体水平可以对猪个体或整个猪群的PRRSV感染状况或疫苗免疫效果给予一定的评价。
1.1 PRRSV抗体检出时间及维持时间
当猪感染PRRSV 7~14 d后,机体首先产生IgG抗体,机体产生的抗体随着时间的积累呈增加的趋势,当抗体达到峰值后在体内维持一段時间,然后抗体水平逐渐下降,不同检测方法检测出的抗体出现峰值时间、峰值维持时间以及抗体在体内存留时间均不一致。在试验感染条件下,通过IgG-IFA、IPMA、ELISA、SVN方法可分别在感染后5~9、9~11、9~13、9~28 d内检测到抗体。PRRSV特异性IgM抗体在接种后5 d可以检测到,并可持续21~28 d。不同的方法检测出的抗体峰值时间各不相同:IFA 30~50 d、IPMA 35~50 d、ELISA 30~50 d、SVN 60~90 d,随后抗体滴度逐渐下降。感染PRRSV后用各种方法检测的抗体消失时间为: IFA 4~5个月、ELISA 4~10个月以上、IPMA 11~12个月、SVN12个月[6-8]。疫苗免疫后各种方法的检测结果与上述时间段基本一致。
1.2 酶联免疫吸附试验(ELISA)
ELISA适于大规模检测,方便、易行,操作过程及结果判断能够标准化,且具有高度的特异性和敏感性,以间接ELISA和阻断ELISA常见[6-8]。利用ELISA检测血清中PRRSV抗体出现的时间与用IPMA和IFA检测抗体出现时间基本相同,但是血清中PRRSV抗体持续时间明显长于IPMA和IFA所检测出的抗体维持时间,检出时间长达1年左右。
ELISA诊断抗原有2种,一种是从细胞培养物中纯化的全病毒抗原,另一种是重组的PRRSV核衣壳蛋白。无论是用全病毒还是用基因表达产物作为诊断抗原建立的ELISA,均具有较强的背景反应。IDEXX公司生产的PRRSV抗体ELISA检测试剂盒在全球范围内推广使用,曾被认为是PRRSV抗体检测的金标准。但不久通过对照试验对该试剂盒检测效果进行评价,发现IDEXX试剂盒存在假阳性结果,PRRSV全病毒抗原间接ELISA与IDEXX HerdChek ELISA试剂盒相比,前者特异性仅为26.6%,敏感性也仅为48.8%。如果该方法应用于实际生产中,将会对PRRS的净化以及后备种猪的筛选带来严重后果。因此,在ELISA试剂盒研制上还需要广大从事ELISA试剂盒研制的人员做出更大的努力来弥补现有试剂盒的不足之处,进一步完善中国ELISA诊断试剂盒标准[8-10]。
1.3 免疫过氧化酶单层细胞试验(IPMA)
IPMA是广泛用于该病诊断的一种方法,其敏感性和特异性都较好,可用于PRRSV的血清抗体检测、病毒鉴定及抗原检测。自1991年建立至今,仍是欧洲和美洲国家广泛使用的血清学诊断方法。利用IPMA和商品化的PRRSV ELISA试剂盒检测抗体,并进行比较,发现利用同源性抗原检测抗体,IPMA比ELISA试剂盒检测出抗体的时间提前2~3 d,特别是对母源抗体的灵敏度更高,然而ELISA却能在不损失特异性的基础上提高敏感性,所以相比之下,ELISA更适合用来诊断PRRSV。由于IPMA结果判定具有一定主观性,不能自动显示,同时费时,检测费用高,不适合大规模检测,因此在实际生产中未得到广泛应用[9,10]。
1.4 免疫荧光抗体(IFA)试验
IFA法在美国被广泛利用,该法需进行细胞培养、荧光镜检,结果借助肉眼来观察,因实验室操作方法的不同、技术人员的不同和非特异性荧光等原因产生较大的主观性。对IFA和ELISA方法进行比较,结果发现二者具有很高的符合率,不符合的原因可能是血清抗体的水平太低。ELISA可以检测抗体滴度比较低的血清,而用IFA则检测不到,由此造成假阴性结果。
利用间接荧光抗体试验对试验感染PRRSV的猪的抗体进行检测,结果表明,在感染病毒后9~14 d,首先检测出IgG抗体,高滴度的IgG抗体可以维持7周;感染病毒后35 d再次接种PRRSV,体内IgG抗体滴度不发生变化,病毒血症仍可检测到。在接种5~28 d可以检测到IgM抗体,35 d后再次接种病毒其抗体在短时间内增加。利用荧光抗体试验在不同时间对IgM抗体水平进行检测,在短时间内有助于鉴别是否感染PRRSV。因此,在实际生产过程中要尽可能避免假阴性结果的出现,在条件允许情况下结合其他检测结果得出结论[9-11]。
血清中和试验与IFA和ELISA相比,其敏感性低,原因可能是由于PRRSV特异的中和抗体出现比较晚,要在感染后30~60 d才能检测到。对于急性感染的敏感性更差,与其他检测方法的结果符合率低,达不到早期诊断的目的。因此,该方法不适合应用于实际生产中,仅限于实验室诊断[10-12]。
血清学呈阳性的结果并不能确定PRRSV是否能引起临床发病,也不能区别是感染野毒还是疫苗毒,也不能说明动物机体是否为病毒的携带者,仅能说明曾经感染过PRRSV。对于血清学阴性可能是未感染PRRSV或感染但还未产生抗体,或以前感染过但现在血清转阴,或是检测方法的敏感性不够或操作误差。因此,现有的血清学方法不适合监测整个猪群的群体情况,其仅能对单个个体作出初步诊断,要作出更准确的诊断,还应与免疫状况或病毒分离或抗原的检测相结合,才能达到对PRRS诊断、疫情净化的目的[10-12]。
2 病原的检测
病原的检测主要包括免疫学检测以及生物学检测,其中免疫学检测包括免疫荧光染色法、免疫过氧化物酶染色法以及免疫胶体金技术等,而生物学检测主要进行病毒的分离;核酸的检测主要利用分子生物学技术对病毒特定的基因组进行检测。由于免疫学检测存在较大的弊端,下面仅对生物学检测以及核酸检测技术作一简单的概述。
2.1 生物学检测—病毒的分离
用于PRRSV分离的细胞有原代猪肺巨噬细胞(PAM)、传代细胞系CL2621和Marc145。其中PAM最常用,因为传代细胞系对该病毒易感性差,故不能完全代替PAM,而且由于不是每批巨噬细胞对病毒的易感性都相同,所以在用PAM进行分离病毒前,还要进行批次试验,只有当特定滴度的标准病毒在新的巨噬细胞中生长良好时,方可使用,该方法是诊断PRRSV感染的经典方法,多用于急性病例的确诊和新疫区的确定,但是也存在不足之处,如费用较高、劳动强度较大,耗时多,且有可能污染其他病毒等,因此该方法不利于大规模猪场疫病的检测[10-12]。
2.2 核酸检测(反转录-聚合酶链式反应)
核酸检测(反转录-聚合酶链式反应)反转录-聚合酶链式反应(Reverse transcription polymer-ase chain reaction, RT-PCR)廣泛应用于PRRSV的鉴定及临床诊断,并在方法上不断改进和提高,扩增的目的片段也主要是针对PRRSV的核衣壳蛋白基因,主要的原因是PRRSV基因组中ORF7编码的核衣壳蛋白(N蛋白)中包括所有毒株都保守的共同表位和区别于欧洲型的特异性决定簇。RT-PCR比病毒分离更省时、省力,敏感性和特异性更强。用于RT-PCR检测的样品包括血清、精液及肺脏、脾脏等组织[13-15]。
利用RT-PCR对试验感染猪进行抗原和抗体检测,并与病毒分离和ELISA抗体检测结果进行了比较,结果发现该方法可以在感染24 h后检测到病毒的核酸,但不能分离到病毒,而抗体只能在感染后第9d检测到,由此可见RT-PCR的灵敏度明显高于病毒分离和ELISA,有利于早期诊断[13-15]。
PCR方法可以区分欧洲株与美洲株,但其临床应用意义并不大。国外应用PCR诊断PRRSV已取得很大进展,许多学者根据PRRSV不同的ORF序列,设计了不同引物,建立了检测PRRSV核酸的RT-PCR方法。随着RT-PCR技术的发展,也陆续出现了荧光标记的RT-PCR方法,如采用TaqManTMRT-PCR或分子信标RT-PCR方法检测临床样品,这些方法比常规RT-PCR方法的特异性更强,敏感性更高,但需要更高的成本。应特别注意的是,因其敏感性特别高,易引起假阳性,因此在检测时应尽可能避免RNA的污染。RT-PCR方法在PRRS的诊断及监测中发挥很大作用,在ELISA检测为阳性的基础上,再用高敏感性的RT-PCR进行确诊,这不仅可以降低费用,而且可拓宽RT-PCR的应用前景,如后备种猪的筛选,持续性感染猪的诊断及猪群的净化等[13-15]。
参考文献:
[1] 陈溥言.家畜传染病学[M].第五版.北京:中国农业出版社,2006.
[2] WENSVOORT G,TERPST RA C,POL J M. Mystery swine disease in the Netherlands: the isolation of Lelystad virus[J].Vet Q,1991,13(3):121-130.
[3] 蔡宝样.猪繁殖与呼吸综合征病毒最新研究进展[J].中国畜禽传染病,1998(8):18-20.
[4] 吴加强,姜 平.猪繁殖与呼吸综合征[J].畜牧与兽医,1999 (S1):42-46.
[5] 杨汉春.我国猪繁殖与呼吸综合征的流行现状与控制对策动态[J].当代畜禽养殖业,2003(4):43-46.
[6] 孟令伟,孙颖杰.猪蓝耳病的几种血清学诊断方法[J].中国动物检疫,1995(2):14-15.
[7] 杨小燕,李晓华,沈绍新.猪繁殖与呼吸综合征的血清学调查[J].中国兽医杂志,2001(4):17-18.
[8] 温振标,汤瑞珍.猪繁殖与呼吸综合征血清学调查报告[J].广西畜牧兽医,1999,15(5):28-29.
[9] 陆文俊,黄 夏,赵国明,等.广西猪繁殖与呼吸综合征血清学调查[J].中国动物检疫,2002(3):29-30.
[10] (美)B.E.斯特劳,(加)S.D.阿莱尔,(美)W.L.蒙加林,等.猪病学[M].第八版.赵明德,张仲秋,沈建忠,译.北京:中国农业大学出版社,2003.
[11] KRISTENSEN C S,BOTNER A,TAKAI H,et al. Experilnental airborne transmission of PRRS virus[J].Vet Microbiol,2004,99:197-202.
[12] 陈继明.重大动物疫病监测指南[M].北京:中国农业科学技术出版社,2008.
[13] 童光志,周艳君,郝晓芳,等.高致病性猪繁殖与呼吸综合征病毒的分离鉴定及其分子流行病学分析[J].中国预防兽医学报,2007,29(5):323-327.
[14] 涂宜强,杨增歧,徐 辉.RT-PCR检测猪繁殖障碍与呼吸道综合征病毒方法的建立与应用[J].中国畜牧兽医,2005,32(6):52-53.
[15] 娄高明,杜伟贤,谢明权,等.猪繁殖与呼吸综合征RT-PCR诊断方法的建立[J].中国兽医学报,2000,20(2):141-144.