CN102409112B - 一种用于检测ndv的荧光定量rt-pcr试剂盒及其用途 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一组用于检测各亚型的新城疫病毒(NDV)的特异性核苷酸序列，以及一种用于检测NDV感染的荧光定量RT-PCR快速检测试剂盒。该试剂盒用于临床及科研领域，包括对NDV感染进行快速定性定量检测，以及对鸡群、禽类产品和制品中NDV的监测。本发明还提供了不用于诊断目的的用于检测鸡新城疫病毒感染的荧光定量RT-PCR方法。

Description

一种用于检测NDV的荧光定量RT-PCR试剂盒及其用途

技术领域

本发明所涉及的一种特异性检测鸡新城疫病毒(NDV)感染的荧光定量RT-PCR快速检测试剂盒及其应用方法，属于病毒核酸检测领域，适用于临床及科研中对鸡新城疫病毒的快速定性和定量检测，以及对于鸡新城疫病毒感染的辅助诊断。

背景技术

鸡新城疫(Newcastle Disease，ND)也称亚洲鸡瘟或伪鸡瘟，是由禽I型副粘病毒科新城疫病毒(Newcasde Disease Virus，NDV)引起的鸡、鸽和火鸡急性高度接触性传染病。强毒株可使鸡群全群毁灭，弱毒株仅引起鸡群呼吸道感染和产蛋量下降，但由于生产性能的降低所造成的损失也十分严重。本病一年四季均可发生，尤以寒冷和气候多变季节多发。各种日龄的鸡均能感染，以20～60日龄鸡最易感，死亡率也高，是危害全球家禽养殖业的严重疾病之一。

新城疫的诊断方法很多，其中国家标准所规定的诊断方法包括临床诊断、病毒分离鉴定、血凝试验、血凝抑制试验、反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)等技术。血清学方法多存在费时、费力、不够灵敏而导致准确率低等缺点，病毒分离虽敏感、特异，但耗时较长(约3周)，操作繁琐。而临床症状和病理变化常因动物种类、年龄、病程长短及感染毒株毒力强度等不同而有所不同。分子生物学的常规方法虽然在某些方面可以弥补这些方法的不足，但假阳性、环境污染、重复性不高等不足限制了推广应用。近年来逐渐发展起来的实时荧光定量PCR技术是在普通PCR技术的基础上，在扩增反应体系中加入一对特异性引物和一个特异性的荧光探针或荧光染料，利用能够实时监测的荧光PCR仪来检测病原体靶核苷酸序列的技术。它不但克服了传统PCR技术的缺点，而且具有结果直观可靠、特异性强、灵敏度高、快速简单等优点，可以直观的从分子生物学水平检测到病毒核酸的存在，已成为临床上检测和诊断疾病的一个重要发展方向。

发明内容

本发明目的在于提供一种特异性检测鸡新城疫病毒感染的荧光定量RT-PCR快速检测试剂盒，可以定量检测鸡新城疫病毒拷贝数。

本发明的另一个目的是提供一种上述荧光定量RT-PCR检测试剂盒的应用，包括鸡新城疫病毒感染的早期临床诊断以及科研中对鸡新城疫病毒的快速定量检测。

为实现上述目的，本发明采用的主要技术方案有：

1.引物探针设计

通过分析不同基因型鸡新城疫病毒的基因片段保守性，并结合荧光PCR引物探针设计特点，确定新城疫病毒HN基因的保守区序列片段作为本方法中荧光PCR引物探针设计的模板。然后利用Primer Express及DNAStar软件设计多对检测鸡新城疫病毒的引物和探针，进一步实验筛选出最佳引物和探针组合，确定为本方法中所使用的引物和探针。其中引物探针序列如下：

上游引物PF：5’-GATGGAACGCAGAGTAGAAAAGAAT-3’(SEQ ID NO：1)

下游引物PR：5’-TGCAGAGATCACTCACACTCACATC-3’(SEQ ID NO：2)

荧光探针PB：5’FAM-CCTGTTGCAGATGTCCGAAGCACACC-BHQ 13’(SEQ IDNO：3)

2.病毒RNA的提取

2.1组织样品RNA的提取：取待检样本50～100mg于无菌1.5ml离心管中，按1∶5比例加入PBS液，匀浆仪充分匀浆，4000rpm离心10min，取上清液200μL于新的无菌1.5mL离心管中，编号备用。

取若干个1.5mL灭菌(因待检样品份数而定)无RNA酶污染的离心管，作好标记。各加入600μL RNA提取液，然后分别加入上述相应编号的样本以及试剂盒中的阴性对照各200μL，吸打混匀；加入200μL氯仿，振荡混匀，静置5min，12,000rpm离心10min；分别吸取各管中的上层液相(切勿吸入下层液体)转移至新的1.5ml无RNA酶污染的离心管中，加入200μL-20℃预冷的异丙醇，作好标记，颠倒混匀。静置5min，12,000rpm离心10min；轻轻倒去上清，倒置于吸水纸上，沾干液体；加入600μL 75％乙醇，颠倒洗涤，12,000rpm离心5min；轻轻倒去上清，倒置于吸水纸上，尽量沾干液体，4,000rpm离心10sec，用微量加样器尽量将残余液体吸干，室温干燥1～5min；加入20μL DEPC水，轻弹混匀，溶解管壁上RNA，保存-18℃以下备用。

2.2液体样品RNA的提取(如全血，血清，泄殖腔液，尿囊液，细胞培养上清等)：直接取200μL样本于无菌1.5ml离心管中，作好标记，分别加入600μL RNA提取液，然后再按上述组织RNA的提取方法进行。

3.RT-PCR反应体系的配制

配制25μL的反应体系：NDV RT-PCR Mix 21μL、反转录酶0.5μL、DNA聚合酶0.5μL、RNA模板3μL。

4.RT-PCR反应参数的设置

第一步：42℃，20min，95℃，3min，1cycle；

第二步：95℃，5sec，60℃，40sec(收集荧光信号)，40cycles。

5.结果判定

结果分析条件设定：点击分析界面，取3～10或3～15个循环的荧光信号确定基线(baseline)。阈值(threshold)设定原则以阈值线刚好超过正常阴性对照品及阴性样本的扩增曲线(无规则的噪音线)的最高点，不出现Ct值并且与阳性对照的指数期相交为准。

结果判定：检测样本Ct值≤30.0，且曲线有明显的指数增长期，测定结果有效，可直接报告样本阳性；检测样本35.0＜Ct值＜40时，需重复一次，如果Ct值仍小于40，且曲线有明显的指数增长期，可报告样本阳性，否则报告样本阴性；检测不到样本Ct值或Ct值为40，报告样本阴性。

6.待检样本的定量

通过比较各待检样本和标准品的阈值循环数对待检标本的起始拷贝数进行定量。

本发明的主要技术原理：实时荧光定量PCR技术是通过在PCR反应体系中加入荧光基团，利用荧光信号的变化实时检测PCR扩增反应中产物量的变化，通过Ct值和标准曲线的分析对起始模板进行定量分析。Ct值(cycle threshold，Ct)是指PCR扩增过程中扩增产物的荧光信号达到设定的阈值时所经过的扩增循环次数，它与模板的起始拷贝数的对数存在线性关系，模板DNA量越多，荧光到达阈值的循环数越少，Ct值越小。利用已知起始拷贝数的标准品可作出标准曲线，因此只要获得未知样品的Ct值，即可从标准曲线上计算出该样品的起始拷贝数。该技术包括染料法和探针法两种。染料法是利用能与双链DNA结合的染料(如SYBR Green)结合到双链DNA产物内部从而根据检测到的荧光信号实现定量的目的，然而这种方法无法区分引物二聚体及非特异产物信号；探针法是在常规的PCR基础上加入一条特异性的荧光探针(如TaqMan探针)，根据探针两边标记的报告荧光基团和淬灭荧光基团之间产生的荧光共振能量转移原理，释放的荧光信号强度与扩增产物的量呈正比关系，从而达到定量的目的。

因此，在一个实施方案中，本发明提供了一种用于检测鸡新城疫病毒(NDV)感染的荧光定量RT-PCR快速检测试剂盒，其特征在于所述试剂盒包括用于扩增NDV基因序列的引物对。

在其他实施方案中，所述引物对的上游引物序列为5’-GATGGAACGCAGAGTAGAAAAGAAT-3’(SEQ ID NO：1)；下游引物序列为5’-TGCAGAGATCACTCACACTCACATC-3’(SEQ ID NO：2)。

在其他实施方案中，所述试剂盒还包括用于检测扩增产物的TaqMan探针。

在其他实施方案中，所述探针的序列为5’-CCTGTTGCAGATGTCCGAAGCACACC-3’(SEQ ID NO：3)，5’端标记荧光报告基团FAM，3’端标记荧光淬灭基团BHQ1。

在其他实施方案中，所述引物对和TaqMan探针被包括在RT-PCR反应液中，所述RT-PCR反应液包括以下组分：1×RT-PCR缓冲液、1mM dNTP混合物、0.1μM TaqMan探针、0.2μM上游引物和0.2μM下游引物。

在其他实施方案中，所述试剂盒还包括如下组分：RNA提取试剂、DEPC水、DNA聚合酶、反转录酶、工作标准品、阳性对照和阴性对照。

本发明的工作标准品是含有已知量的鸡新城疫病毒特异性目的基因片段的非传染性体外转录RNA，例如含有10⁶、10⁵、10⁴、10³、10²或10¹拷贝数的RNA溶液。

在一些实施方案中，本发明还提供了上述荧光定量RT-PCR快速检测试剂盒的应用，其特征在于该试剂盒使用时包括如下步骤：提取样品的RNA；一步法RT-PCR，将RNA反转录成cDNA，同时进行荧光定量PCR；对数据进行处理和分析。在一个实施方案中，所述应用不用于诊断目的。

在其他实施方案中，所述应用可用于临床及科研领域，包括对NDV感染进行快速定量检测。

本发明的优点

1.本发明使用一对特异性的引物和一条高特异性的Taqman荧光探针，具有很高的准确性，特异性良好，假阳性率极低。

2.本试剂盒可检测低至10³拷贝/mL的病毒量，说明检测灵敏度较高。

3.本发明所用的TaqMan探针5’端标记荧光报告基团FAM，3’端标记了本身不发光的荧光淬灭基团BHQ1，降低了背景荧光信号，提高信噪比，使得实验结果更加精确。

4.整个扩增和检测过程均在同一个封闭管内进行，有效避免了气溶胶污染而造成的假阳性。同时反转录和PCR过程一步完成，操作简单、自动化，整个检测过程仅需1～2个小时。与病毒分离和常规PCR方法相比，大大提高了检测时间和效率。

附图说明：

图1是显示了本发明方法特异性的动力学曲线。如图所示，鸡新城疫病毒样本和试剂盒中的阳性对照品检测结果为阳性，而禽流感病毒、鸡传染性法氏囊病毒、鸡传染性支气管炎病毒和试剂盒中的阴性对照品检测结果均为阴性。其中A是阳性对照品，B是鸡新城疫病毒I系，C是鸡新城疫病毒疫苗毒LaSota株，D是禽流感病毒，E是鸡传染性法氏囊病毒，F是鸡传染性支气管炎病毒，G是阴性对照品。

图2是显示了本发明方法灵敏度的动力学曲线。如图所示，在10¹～10⁶拷贝数/μL的范围内可以得到良好的动力学曲线。其中A～F分别为10⁶、10⁵、10⁴、10³、10²、10¹拷贝数的检测动力学曲线。

图3是显示了本发明方法灵敏度的标准曲线。

具体实施方式

实施例1

鸡新城疫病毒荧光定量RT-PCR快速检测试剂盒的组成与试剂配制

1.NDV RT-PCR反应液：每个反应包括10×RT-PCR Buffer 2.5μL、25mM dNTP Mix1μL、10μM TaqMan探针PB 0.25μL、10μM上游引物PF 0.5μL、10μM下游引物PR 0.5μL、DEPC水16.25μL，共21μL。48个反应共计1008μL，分装至1管。

2.RNA提取液：30mL/瓶，分装至棕色瓶中，4℃保存。

3.DEPC水：在去离子水中加入终浓度0.1％的焦碳酸二乙酯，室温过夜，15磅高压20min，分装至1.5mL离心管中，1mL/管。

4.DNA聚合酶：Taq DNA聚合酶(5U/μL)25μL/管分装，-20℃保存。

5.反转录酶：AMV反转录酶(5U/μL)25μL/管分装，-20℃保存。

6.工作标准品：工作标准品为含有已知量的鸡新城疫病毒特异性目的基因片段的非传染性体外转录RNA，50μl/管分装，-20℃保存。

7.阳性对照品：为含有鸡新城疫病毒特异性目的基因片段的非传染性体外转录RNA，50μl/管分装，-20℃保存。

8.阴性对照品：为采自SPF鸡胚的灭活阴性尿囊液，PBS稀释后300μL/管分装，-20℃保存。

实施例2

鸡新城疫病毒荧光定量RT-PCR快速检测试剂盒的应用方法

1样本的核酸提取

1.1取若干个1.5mL灭菌(因待检样品份数而定)无RNA酶污染的离心管，作好标记。各加入600μL RNA提取液，然后分别加入样本以及试剂盒中的阴性对照各200μL，吸打混匀；再加入200μL氯仿，振荡混匀。静置5min，12,000rpm离心10min。

1.2分别吸取各管中的上层液相(切勿吸入下层液体)转移至新的1.5ml无RNA酶污染的离心管中，加入200μL-20℃预冷的异丙醇，作好标记，颠倒混匀。静置5min，12,000rpm离心10min。

1.3轻轻倒去上清，倒置于吸水纸上，沾干液体；加入600μL 75％乙醇，颠倒洗涤。12,000rpm离心5min。轻轻倒去上清，倒置于吸水纸上，尽量沾干液体。

1.44,000rpm离心10sec，用微量加样器尽量将残余液体吸干，室温干燥1～5min。

1.5加入20μL DEPC水，轻弹混匀，溶解管壁上RNA，保存-18℃以下备用。

2反应体系的配制

从试剂盒中取出NDV RT-PCR反应液，室温融化并颠倒混匀，2000rpm离心10sec。取出Taq酶及反转录酶，第一次使用时2000rpm离心10sec，以收集粘在管壁的酶贮液，每个测试反应体系配制如下：鸡新城疫病毒RT-PCR反应液21μL，Taq酶0.5μL，反转录酶0.5μL，计算好各试剂的使用量，加入一适当体积离心管中，完全颠倒混匀，2000rpm离心10sec，向设定的PCR反应管中分别加入22μL。将步骤1中制备好的样本RNA以及阴、阳性对照品各取3μL加入相应的反应管中，盖紧管盖，置于荧光PCR仪上，并记录好样本摆放孔位。

3荧光PCR反应条件设置

第一步：42℃：20min，95℃：3min，1个循环；

第二步：95℃：5sec，60℃：40sec(收集荧光FAM)，40个循环。

4特异性试验

在相同的条件下，同时提取鸡新城疫病毒(NDV)I系、鸡新城疫病毒疫苗毒LaSota株、H9N2亚型禽流感病毒(AIV)、鸡传染性法氏囊病毒(IBDV)以及鸡传染性支气管炎病毒(IBV)的RNA。应用鸡新城疫病毒荧光定量RT-PCR快速检测试剂盒检测上述病毒，同时设立阴、阳性对照，以验证本试剂盒的特异性。检测结果显示，鸡新城疫病毒样本和试剂盒中的阳性对照品检测结果为阳性，而禽流感病毒、鸡传染性法氏囊病毒、鸡传染性支气管炎病毒和试剂盒中的阴性对照品检测结果均为阴性(结果见附图1)。证明该试剂盒能特异性的检测出鸡新城疫病毒。

5灵敏度试验

以十倍系列稀释的标准品(2.8×10¹～2.8×10⁶拷贝/μL)作为模板，应用鸡新城疫病毒荧光定量RT-PCR快速检测试剂盒进行检测，结果显示，在10¹～10⁶拷贝/μL的范围内可以得到良好的动力学曲线(见附图2)且标准曲线较为理想(见附图3)。标准曲线的线性相关系数(R²)在0.99以上，提示误差较小，可信度较高。说明本试剂盒可检测低至10³拷贝/mL的病毒量。

6重复性试验

用该试剂盒对3组不同病毒含量的样品进行重复性测定，所得检测结果经统计学处理后，计算组内的变异系数(C.V)，结果显示C.V值均小于3％，说明差异不显著，该检测方法重复性较好(见表1)。

表1样品组间重复性检测

Claims (6)

1.一种用于检测鸡新城疫病毒(NDV)的荧光定量RT-PCR快速检测试剂盒，其特征在于所述试剂盒包括用于扩增NDV HN基因保守区域的引物对，还包括用于检测扩增产物的TaqMan探针，所述引物对的上游引物序列为5’-GATGGAACGCAGAGTAGAAAAGAAT-3’，下游引物序列为5’-TGCAGAGATCACTCACACTCACATC-3’；所述探针的序列为5’-AGATGCCACGTGGACGAGGGC-3’，5’端标记荧光报告基团FAM，3’端标记荧光淬灭基团BHQ1。

2.权利要求1的荧光定量RT-PCR快速检测试剂盒，其特征在于所述引物对和TaqMan探针被包括在RT-PCR反应液中，所述RT-PCR反应液包括以下组分：1×RT-PCR缓冲液、1mM dNTP混合物、0.1μM TaqMan探针、0.2μM上游引物和0.2μM下游引物。

3.权利要求2的荧光定量RT-PCR快速检测试剂盒，其中所述试剂盒还包括如下组分：RNA提取试剂、DEPC水、DNA聚合酶、反转录酶、工作标准品、阳性对照和阴性对照。

4.权利要求3的荧光定量RT-PCR快速检测试剂盒，其特征还在于采用非传染性体外转录的RNA作为工作标准品和阳性对照。

5.权利要求1-4任一项的荧光定量RT-PCR快速检测试剂盒的应用，其特征在于该试剂盒使用时包括如下步骤：提取样品的RNA；一步法PCR，利用反转录过程将RNA反转录成cDNA，同时进行荧光定量PCR；对数据进行处理和分析；其中所述应用不用于诊断目的。

6.不用于诊断目的的用于检测NDV的方法，其特征在于包括应用权利要求1-4任一项的荧光定量RT-PCR快速检测试剂盒检测待测样本中是否存在NDV的RNA的步骤。

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