第32卷第12期 2010年l2月 中国预防兽医学报 VOI.32.NO.12 Dec. 2O10 Chinese Journal of Preventive Veterinary Medicine doi:10.3969 ̄.issn.1008—0589.2010.12.09 TTV1与TTV2 SYBR—Green I实时荧光PCR 检测方法的建立和应用 陈 欣 ,符 芳 ,王 伟 ,李雪松 ,李海忠 ,宋淑萍 ,李 曦 (1.中国农业科学院哈尔滨兽医研究所猪传染病研究室,黑龙江哈尔滨150001;2.哈尔滨师范大学,黑龙江哈尔滨150001) 摘要:为建立输血性传播病毒(TTV)基因1型(TTV1)和TTV基因2型(TTV2)的检测方法,本研究根据 TTV1与TTV2基因的非编码区域序列差异,设计了2对特异引物,建立了鉴别TTv1和TTv2的SYBR.Green I 实时荧光PCR方法。分别进行了特异性、敏感性及重复性检验,结果表明:重组质粒建立的标准曲线相关系数 为99%;可以同时鉴别检测TTV1和TTV2,检测PCV2和PRRSV阳性样品均呈阴性,表明该方法具有良好的 特异性;最低检出量为10 copies/p ̄L;重复试验结果显示,TTV1组内和组间变异系数分别为0.14%和0.74%; TTV2组内和组间变异系数均为0.13%;检测现地采集的189份样品,TTV1阳性率32.3%,TTV2阳性率6.3%, TTV1和TTV2混合感染的阳性率28.6%。TTV检测方法的建立为猪群TTv病的流行病学调查提供了有效的手段。 关键词:SYBR.Green I实时荧光PCR;TTV1;TTV2 中图分类号:¥852.65 文献标识码:A 文章编号:1008—0589(2010)12.0948.04 Development of a duplex SYBR Green I real—time PCR assay for detection of porcine Torque Teno virus genotype 1 and 2 CHEN Xin ,FU Fang ,WANG Wei ,LI Xue-song ,LI Hai—zhong ,SONG Shu—ping ,LI Xi (1.Division of Swine Infectious Diseases,State Key Laboratory of Veterinary Biotechnology,Ha ̄in Veterinary Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences,Harbin 150001,China;2.Ha ̄in Normal University,Harbin 150000,China) Abstract:A duplex SYBR Green I real—time PCR was established using two pairs of primers designed according to the speciifc sequences at the UTR regions of porcine Torque Teno virus genotype 1 and 2(TTVl and TTV2).The assay could speciifcally detect the target cDNAs or DNA of TTVl and TTV2.but not the classical stains of porcine reproductive and respiratory syndrome vius and porcirne circovius 2.The sensirtivity of the assay was 10 copies/ ̄L for TTV1 and TTV2.Tested on DNA preparations from 189 samples of pigs showed that the duplex real-time PCR detected 32.3%positive for TTV1.6-3% positive for TTV2 and 28.6%for CO—infection of TTV1 and TTV2. Key words:SYBR Green I real—time PCR;TTV1:TTV2 输血性传播病毒(Torque Teno virus/Transfusion transmitted virus,TTV)是一种与手术及输血后发生 人肝炎病高度相关的病毒…,通过水平传播和垂直 传播两种途径感染,其中输血是TTV传播的重要传 *Corresponding author 播途径之一m 。根据ORF1的序列差异,可将TTV 分为5个基因群(TTV1 ̄TTV5)tsl,其中,仅TTV1和 TTV2在猪群中检测到,猪源TTV可以污染猪源疫 苗及生物制品,因此受到该行业的重视_5_。相关报 收稿日期:2010—05.21 基金项目:黑龙江省自然基金重点项目(ZJN0503—02) 作者简介:陈欣(1985一),女,黑龙江哈尔滨人,硕士研究生,主要从事兽医传染病及其病原生物学和分子免疫学 研究. 通信作者:E—mail:lixi@hvri.ac.cn 第12期 陈欣,等.TTvl与TTV2 SYBR—Green I实时荧光PCR检测方法的建立和应用 949 道证实,TTV在猪群中广泛存在,并与某些猪病的 发生有明显的相关性【l6)。MartelliF等对意大利南部 179头健康猪的血清进行PCR检测,育肥猪、分娩 育肥猪和断乳仔猪TTV阳性率分别为40.1%、 1 1.0%和57.4%【”]。Takacs等对166头成年猪和断 乳仔猪的血清样本检测,成年猪TTV阳性率为30%, 断乳仔猪为73%ll4]。Tuija等对西班牙猪群中仔猪 断乳后多系统衰竭综合症(PMWS)阳性猪群、阴性 猪群进行TTV调查时发现,PMWS阳性猪群中, TTV的感染率明显高于PMWS阴性猪群fl2]。我国7 个省份猪群的流行病学调查结果表明,TTV已在我 国猪群中普遍存在,成为一个不可忽视的新病原f61。 本实验采用SYBR.Green 1实时荧光PCR方法, 根据TTVI、TTV2的非编码区域(UTR)基因序列的 差异,设计2对特异引物,建立了同时检测TTV1 和TTV2的SYBR-Green I实时荧光PCR方法,为 猪群TTV病的流行病学调查提供了有效的手段。 1材料和方法 1.1 病料及病毒株 189份组织脏器、全血样品随 机采自黑龙江、吉林不同地区的5个大中型猪场; 猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)经典株Chl—a、高 致病株HuN4和猪圆环病毒(PCV1 2型PCV2 871均 由本实验室保存。 1.2主要试剂 血液/细胞/组织DNA提取试剂 盒、琼脂糖凝胶回收试剂盒购自天根生化科技有限 公司;AxyPrep总RNA小量制备试剂盒购自爱思进 生物技术有限公司;M—MLV和SYBR Premix Ex Taq均购自TaKaRa公司。 1.3病毒核酸的提取按照DNA提取试剂盒说明 书提取病料DNA;按照AxyPrep总RNA小量制备 试剂盒说明书提取病毒总RNA,常规方法进行逆转 录以获得cDNA。 1.4引物设计与合成将GenBank登录的TTv1和 TTV2的基因序列进行同源性比较,应用Oligo6.0 软件,于UTR区域设计2对特异性引物(表1),引 物由上海生工生物工程服务有限公司合成。 1.5标准品的制备 以病料DNA为模板,进行 PCR扩增,100 L体系反应条件为:94℃5 min; 94℃30 S、50℃30 S、72℃30 S,30个循环;72℃ 3 min。PCR产物经试剂盒回收并测序,与pMD18.T 载体连接,获得pMD.TTV1和pMD—TTV2阳性质粒 作为标准品备用。 表1 用于扩增TTV1、TTv2特异序列的引物 Table l seqIl舶ce Oflnim ̄for Amplifienlion of TⅣ1 and rr、,2 1.6 熔解曲线的建立将pMD.TTV1和pMD.TTV2 标准品按照1 09~10o倍比稀释作为模板,通过特异 引物进行SYBR Green I实时荧光PCR反应。反应 条件为:95℃10 S;95℃5 S、52℃25 S、72℃ 20 S。40个循环。Rotor.gene3000荧光定量PCR仪 收集荧光信号,建立熔解曲线。 1.7 特异性试验 分别以PRRSV的HuN4株、 CH.1a株、PCV2 871株的cDNA和DNA、pMD.TTV1 和pMD.TTV2阳性标准品为模板,同时设置阴性对 照,按照1.6方法进行SYBR Green I实时荧光PCR 特异性检测。 1。8敏感性试验将TTV1和TTV2标准品按照 1O ~l0。倍比稀释分别作为模板,进行SYBR Green I实时荧光PCR敏感性检测。 1.9重复性试验将同一批次的两个阳性标准品, 分别稀释为10 copies/ixL,进行SYBR Green I实时 荧光PCR,根据其Tm值差异,计算组内重复试验 变异系数(cv);将不同批次的两个阳性标准品,分 别稀释为10 copies/ixL,每间隔7 d进行SYBR Green I实时荧光PCR检测,根据其Tm值,计算 组间重复试验CV值。 1.10样品检测应用建立的SYBR.Green I实时荧 光PCR鉴别TTVl和TV2的检测方法,检测采集自 黑龙江、吉林5个大中型猪场猪只的组织脏器、全 血样品共计189份,对结果进行统计学分析。 2 结 果 2.1 标准曲线的建立 以pMD—TTV1和pMD— TTV2标准质粒为模板,进行SYBR Green I实时荧 光PCR。扩增结果显示,当ct值≤30,阴性对照无 扩增,动力学曲线呈现指数扩增时,Tml在79℃± O.25℃(pMD—TTV2)出现特异的荧光信号,判定其 950 中国预防兽医学报 为TTV2阳性;Tm2在82℃±0.25℃(pMD— TTV1)出现特异性的扩增信号时,判定其为TTV1 阳性f图1)。 ll_ 八 丌 /N.q ’C ’ /二\/\\ 、、. thresh‘,H 一 一 76 77 78 79 80 8l 82 83 84 85 86 87 88 Temperature℃ 注:NTC:无模板对照 Note:No template control,NTC 图1 SYBR Green I real—time PCR试验熔解曲线图 Fig.1 Image ofmelting curve ofthe SYBR Green I real—time PCR assay 2.2 特异性试验 以PRRSV的HuN4株、CH—la 株、PCV2 871株的cDNA乖口DNA、TTVI和TTv2 阳性标准品为模板,无模板为阴性对照,SYBR Green I实时荧光PCR特异性检测结果表明,仅 TTV1和TTV2阳性标准品呈阳性,其余样品检测结 果均为阴性(图2)。 dF/d 06 。 05 04 /_ 一 8 g 03 TTv 02 \l O1 — \ C l c。 一 vz , 0 Ⅷ ‘、 >‘—一、、—/、、—一 O f 76 77 78 79 80 I2 j 84 O / Temperature℃ 图2 SYBR Green I rea1.time PCR试验特异性试验结果 Fig.2 Speeiifctest of hte real—time PCR assay for rⅣl and TTV2 2.3敏感性试验将TTV1和TTV2标准品按照 10。~10o倍比稀释作为模板,进行SYBR Green I实 时荧光PCR,最低检出量为10 copies/p.L(表2)。 2。4 重复性试验 组内重复性试验结果表明, TTV1的Tml CV值为0.14%,TTV2的Tm2 CV值 为0.13%(表3);组间重复性试验的结果表明, TTv1的Tml CV值为0.74%,TTV2的Tm2 CV值 为0.13%(表4)。 表2 SYBR Green I实时荧光PCR的敏感性试验结果 Table 2 Sensitivity analysis ofthe SYBR Green I eral-time PCR assay 表3 SYBR Green I实时荧光PCR的组内 重复性实验结果 Table 3 Inlra-assay reproducibility test ofthe SⅦR Green I real-time PCR 表4 SYBR Green I实时荧光PCR的组间 重复性实验结果 Table 4 Hnter-assay reproducibility test ofthe SYBR Green I real-time PCR 2.5 样品检测结果应用本研究建立的SYBR—Green I 实时荧光PCR鉴别TTV1、TTV2方法,检测采集 自黑龙江、吉林5个大中型猪场猪的组织脏器和全 血样品共计189份(表5)。 表5 运用本方法进行样品检测的结果 Table 5 Detection result of samples with the SYBR-Green I realtime.PCR 3 讨 论 目前,主要根据TTV1和TTV2基凶组的差异, 建立了普通PCRt 、半套式PCR[ ]、套式PCR[ 和 滚环扩增…]等方法检测TTV,相比较而言,普通 PCR易出现假阳性结果,敏感性较差;半套式 PCR、套式PCR和滚环扩增,耗时较长,自动化程 度较低。Andress等根据探针法,建立了TaqMan实 时PCR方法,鉴别诊断TTV1和TTV2 ]。该方法 第12期 陈 欣,等TTV1与TTV2 SYBR—Green I实时荧光PCR检测方法的建立和应用 951 敏感性试验结果表明,最低检出量10 copies/txL,扩 增效率为99%,TTv1的组问和组内CV分别为1.7% 和2.1%,TTV2的组间和组内CV分别为l2.7%和 10.3%。 本研究应用荧光法建立的同时检测TTv1、 TTV2的实时荧光PCR方法,通过特异性、敏感性 和重复性试验验证,结果表明,不同的Tm值区分 判定TTvl和TTV2,经分析结果具有较大的差异 (79℃±O.25℃,82℃±0.25℃)。其敏感性及扩增 效率等同于已建立的TaqMan法。重复性试验表明, 本方法的TTvl组问和组内CV值分别为0.14%和 0.74%,TTV2组内和组间变异系数均为0.13%。 比较TaqMan法,具有更为良好的稳定性。另外, 相对于探针法而言,荧光法成本更加低廉,而且根 据其标记原理,并不会由于单个碱基的改变而导致 假阴性结果,凶此,具有更为优异的可应用性。该 方法的建立为猪群TTV病的流行病学调查提供了有 效的手段。 参考文献 Nlshizawa T,Okamoto H.Konishl K.et a1.A novel DNA virus (TTV)associated with elevated transaminase levels in posttrans- fusion hepatitis of tmknown etiology[J].Biochem Biophys Res Commun,1997,241(1):92—97. [2] Martinez Guino L,Kekarainen T,Segales J Evidence of torque teno virus(TTV)vertical transmission in swine【J]Theri- ogenology 2009,7l f91:1390—1395. [3] Pozzuto Y,Mueller B,Meehan B,et a1.In utero transmission of porcine torque teno viruses[J】l Vet Microbiol,2009.137(3-4): 375.379. [4] Mushahwar I K,Erker J C,Muerhoff A S,et a1.Molecular and biophysical characterization of TT viurs:evidence for a new virus family infecting humans[J].Proc Natl Acad Sci USA, 1999,96(6):3177.3182 [5] Kekarainen T,Martinwz G L,Segales J.Swine torque teno viursdetection in pig commercial vaccines,enzymes for laborato— ry use and human drugs containing components of porcine ori— gin【J]J Gen Virol,2009,90:648—653 [6] 王礞礞,周艳君,童光志,等.我国猪群中1vrv的鉴定及 其分子流行病学分析『J].中国预防兽医学报,2009,31 (1 o):751-756. 【7】 Brassard J,Gagne M J,Lamoureux L,et a1.Molecular detection of bovine and porcine torque teno viurs in plasma and feces【J]. Vet Microbiol,2008,126(1-3):271・276. 【8] Devalle S.Niel C.Distirbution of丁『V genomic groups 1—5 in Brizilian blood donors,HBV carriers,and HIV-1 infected patients【J】.J Med Virol,2004,72(1):166—173. [9] Okamoto H,Takahashi M,Nishizawa T,et a1.Genomic charac— terization of TT viruses(TTVs)in pigs,cats and dogs and their relatedness with species-speciifc TTvs in primates and tupaias 【J].J Gen Virol,2002,83:l29l—l297. [10] Segales J,Martinez G L,Cortey M,et a1.Retrospective study on swine torqueteno virus genogroups 1 and 2 infection from 1985 to 2005 in Spain(J]Vet Microbiol,2009,134(3—4): I99.207. Niel C,Diniz-Mendes L,Devalle S.Rolling~circle amplification of Torque teno virus(TTV)complete genomes from human and swine sera and identiifcation of a novel swine Tr、,genogroup [J].J Gen Virol,2005,86:1343—1347. [12] Kekarainen T,Sibila M,Segales J.Prevalence of swine torque teno viurs in post--weaning multi-systemic wasting syn ̄ome (PMWS)一affected and non—PMWS-affected pigs in Spain[J].J Gen Virol,2006,87:833・837. 【13】 Martelli F,Caprioli A,Di B I,et a1.Detection of swine torque teno viurs in Italian pig herds[J].J Vet Med B Infect Dis Vet Publie Health,2006,53(5):234-238. [14】 Takacs M,Dencs A,Csiszar C,et a1.First description of swine torque teno virus(TTV)and detection of a new genogroup in Hungary:short communication[J].Acta Vet Hung,2008,56 f41:547—553. [i5] Gallei A,Pesch S,Esking W S,et a1.Porcine torque teno viurs: Determination of viral genomic loads by genogroup-specific mulfiplex RT—PCR,detection of frequent multiple infections with genogroups 1 or 2,and establishment of viral full・length sequences [J】 Vet Microbiol,2009,21. [16] Ellis J A,AIlan G,Krakowka S.Effect of coinfection with genogroup1 porcine torque teno viurs on porcine circoviurs type 2-associated postweaning wasting s ̄&ome in gnotobiotic pigs [Jj'Am J Vet Res,2008,69(12):1608—1614. (本文编辑:杨朋欣)