病毒性出血性败血症病毒核酸检测
病毒性出血性败血症(Viral Hemorrhagic Septicemia, VHS)是一种由弹状病毒科病毒(VHSV)引起的、对野生和养殖鱼类(尤其是鲑鳟鱼类)危害极大的高度传染性疾病。该病以全身性出血、高死亡率为主要特征,已被世界动物卫生组织(WOAH, 原OIE)列为必须通报的水生动物疫病。早期、快速、准确地检测VHSV对于防控疫情爆发、减少经济损失、保障水产养殖业和水生生态安全至关重要。核酸检测技术,特别是基于聚合酶链式反应(PCR)及其衍生技术的方法,因其极高的灵敏度、特异性和快速性,已成为诊断VHSV感染的金标准。
检测项目
病毒性出血性败血症病毒核酸检测的核心目标是特异性识别样本中是否存在VHSV的核酸(RNA)。检测项目具体包括:
1. VHSV定性检测: 确证待检样本(如鱼体组织匀浆液、血液、精卵液、水样或环境擦拭子等)中是否存在VHSV核酸,用于诊断感染状态、疫病监测和无疫认证。
2. VHSV基因型/亚型鉴定: 通过对特定基因片段(如糖蛋白G基因、核蛋白N基因或非编码区)进行测序和分析,确定流行毒株的基因型(I, II, III, IV等)或亚型(如IVa, IVb),用于分子流行病学溯源和风险分析。
3. (可选)病毒载量定量(如适用): 使用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术测定样本中VHSV核酸的拷贝数或相对含量,可用于评估感染程度、疾病进程或治疗效果。
检测仪器
进行VHSV核酸检测需要一系列精密的实验室仪器设备:
1. 样品制备设备: * 组织匀浆器/研磨仪:用于粉碎鱼体组织。 * 离心机(高速、超高速):用于分离样品中的病毒颗粒、细胞碎片和杂质。 * 生物安全柜(II级及以上):提供无菌环境和操作人员保护,防止气溶胶污染和生物危害。 * 微量移液器(多量程):精确转移微量液体。
2. 核酸提取设备: * 核酸提取仪(自动化):常用磁珠法或柱膜法自动化提取病毒RNA,提高效率和一致性。 * (或)涡旋混合器、水浴锅/金属浴:用于手工法核酸提取时的混匀和孵育。 * NanoDrop分光光度计/Qubit荧光计:用于测定提取RNA的浓度和纯度(A260/A280比值)。
3. 核酸扩增与检测设备: * 逆转录酶聚合酶链式反应仪(RT-PCR仪):用于传统的终点法RT-PCR,通常需要后续进行凝胶电泳分析。 * 实时荧光定量PCR仪(qRT-PCR仪): 目前最主流的设备。在PCR扩增过程中实时监测荧光信号,实现“闭管”检测和定量(或半定量)分析,具有高灵敏度、高特异性、快速、避免开盖污染等显著优势。
4. 结果分析设备: * 凝胶成像系统:用于可视化终点法RT-PCR产物的琼脂糖凝胶电泳结果。 * 计算机及专业分析软件:与qRT-PCR仪配套,用于采集、分析荧光数据,生成扩增曲线、熔解曲线,计算Ct值(循环阈值)和定量结果。
检测方法
VHSV核酸检测主要基于分子生物学技术,核心流程包括:
1. 样品采集与前处理: 严格按照规范采集病鱼或疑似鱼的组织(肾、脾、心脏、脑是首选)、体液或环境样本。样品需在低温下保存运输,并在实验室进行匀浆、离心等处理以释放病毒颗粒。
2. 病毒RNA提取: 使用商品化的病毒RNA提取试剂盒(通常基于磁珠法或硅胶膜柱法),从处理后的样品上清液中纯化出病毒基因组RNA。此步骤需严防RNA酶降解。
3. 逆转录(RT): 利用逆转录酶和特异性引物或随机引物/oligo dT,将提取的单链RNA逆转录为互补DNA(cDNA)。
4. 核酸扩增与检测: * 常规RT-PCR: 将cDNA作为模板,使用针对VHSV高度保守区域(如G基因、N基因)设计的特异性引物进行PCR扩增。扩增产物通过琼脂糖凝胶电泳分离,结合溴化乙锭或其他核酸染料染色,在紫外灯下观察是否有预期大小的特异性条带。该方法成本较低,但步骤繁琐,易污染,灵敏度相对qRT-PCR稍低,且不能定量。 * 实时荧光定量RT-PCR(qRT-PCR): * **探针法(如TaqMan):** 最常用。在PCR反应体系中加入针对目标序列的特异性荧光标记探针(如FAM标记)。探针在完整时,报告基团(Reporter)的荧光被淬灭基团(Quencher)淬灭。扩增过程中,Taq酶具有5'→3'外切酶活性,会水解与模板结合的探针,使报告基团游离并释放荧光信号。仪器实时监测荧光强度,达到设定阈值(Ct值)的循环数反映起始模板量。 * **染料法(如SYBR Green I):** 使用能嵌入双链DNA小沟的荧光染料。PCR扩增过程中,双链产物形成后染料结合并发出荧光。具有成本优势,但需通过熔解曲线分析(Melting Curve Analysis)确认产物的特异性和单一性,否则非特异扩增或引物二聚体也会产生荧光信号造成假阳性。
5. 结果判读: * RT-PCR:凝胶电泳出现预期大小的条带判为阳性。 * qRT-PCR (探针法):检测通道出现典型的S型扩增曲线,且Ct值小于预设的阳性判定阈值(通常为35-40个循环,依具体验证方案而定),判为阳性。阴性对照无扩增,阳性对照正常扩增。 * qRT-PCR (染料法):除满足扩增曲线要求外,熔解曲线必须出现单一的、与预期产物Tm(熔解温度)值相符的峰。
6. 基因分型/测序(如需): 对阳性PCR产物进行纯化后直接测序,将序列与数据库中的参考序列进行比对和进化树分析,确定基因型/亚型。
检测标准
VHSV核酸检测的操作规程和质量控制需遵循国际和国家/地区的权威标准,确保结果的准确性、可靠性和可比性:
1. 世界动物卫生组织(WOAH)标准: * WOAH《水生动物疾病诊断手册》中详细规定了VHS的诊断方法,包括基于细胞培养的病毒分离(金标准)和替代方法——主要是核酸检测(RT-PCR和qRT-PCR)。手册提供了推荐的引物探针序列、样本类型、核酸提取方法、检测流程、阳性/阴性判定标准和质量控制要求(如内参基因、阴阳性对照、防污染措施等)。WOAH认证实验室需严格遵循。
2. 国际标准(ISO): * ISO 17025: 检测和校准实验室能力的通用要求。要求实验室建立完善的质量管理体系。 * ISO 16140 系列:微生物学检测方法的验证和国际认可协议。适用于分子检测方法的验证(特异性、灵敏度、重复性、再现性等)。
3. 国家标准(例如中国): * 《GB/T 15805.5-XXXX 鱼类检疫方法 第5部分:病毒性出血性败血症病毒(VHSV)》或相关国标/行标。这些标准通常会引用或等效采用WOAH手册的核心内容,并结合本国实际情况制定具体的采样、检测技术要求和判定标准。
4. 欧盟指令/法规: * 欧盟针对水生动物疫病防控有详细的指令(如Council Directive 2006/88/EC及其修订版),对包括VHS在内的法定疫病的监测、控制、检测方法和实验室要求进行规定。
5. 内部质量控制(IQC)与外部质量评估(EQA): * 每次检测必须包含无模板阴性对照(NTC)、阳性对照(含已知量VHSV RNA或质粒)以及内参对照(如宿主β-actin基因或18S rRNA,监测RNA提取效率和抑制情况)。 *

