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禽流感检测方法

  作者: 来源: 日期:2003-01-01  

  禽流感(Avian Influenza, AI)是由A型流感病毒引起的一种禽类的感染和/或疾病综合征。A型流感病毒的核衣壳蛋白(NP)和基质蛋白(MP)具有相似的抗原性,根据血凝素(HA)和神经氨酸酶(NA)的抗原性不同,可进行亚型分类。现已有15个HA亚型(H1~H15)和9个N亚型(N1~N9)。

  在有记载的禽病史上,高致病性禽流感(HPAI)是一种毁灭性的疾病,每一次严重的爆发都给养禽业造成巨大的经济损失。目前在美洲、欧洲、亚洲、非洲、澳大利亚等世界上许多国家和地区都曾发生过本病。1997年,香港爆发HPAI,病原为H5N1 亚型HPAI病毒,为了控制疫情,全港共扑杀了150万只家禽,直接耗资6000万港币,用于对养禽业的补贴高达10亿港币。1999年3月,意大利北部的家禽感染了H7N1亚型HPAI病毒,随后几个月就有13亿只家禽感染。2001年,香港再次发生HAPI,又扑杀了120万只活禽,造成了巨大的经济损失.

  2003年初新泽西暴发H7N7亚型的HPAI,共扑杀了3000万只家禽。我国内地在2000年以来,也发生了H5N1亚型的HPAI,不仅鸡高度易感,其他家禽也易感,给我国的禽业生产造成了巨大的经济损失。由于HPAI是OIE规定的A类传染病,我国的活禽及禽类产品出口受挫,贸易锐减。2001年6月4日,韩国农林部宣布从上海某公司进口的禽肉中检测到H5N1亚型 HPAI病毒,并且即日起禁止从中国进口家禽和相关产品。2001年6月8日,日本也宣布暂停从中国进口家禽及禽产品。

  1997年香港AI事件首次报道AIV跨越种间障碍感染人,则使AI具有重要的公共卫生意义,它打破了人们对AI公共卫生学意义的传统认知模式。调查表明1997年香港AIV事件中,共有18人感染,6人死亡,而且接触过感染AI病人的医护人员有3.7%的人员能检测到H5N1亚型AIV的抗体,而没有接触过感染AIV病人的医护人员的抗体检出率仅为0.7%,参与政府扑杀家禽的约有3%的工作人员检出了H5N1亚型AIV的抗体,有10%以上的鸡场内的工人对H5N1亚型AIV血清学检测结果为阳性。截止至2004年2月,泰国有3名患者死于AI。2004年越南爆发AI,AI患者累计达65人,其中有10人死亡。有证据表明AI也有可能与人类历史上的流感爆发有关。AIV感染人后,一旦发生受体结合特性的转变,获得了在人体内高效传播的能力,将对人类健康造成巨大的威胁。

  AI的潜伏期从几个小时到几天不等,其长短与病毒的致病性高低、感染强度、传播途径和感染禽种类有关。AI的临诊症状也因感染禽的种类、年龄、性别、并发感染情况及所感染毒株的毒力和其它环境因素等不同而表现很不一致,可涉及呼吸道、消化道、生殖道及神经系统,一般来说没有特异性的症状,使临床诊断AI有一定的难度,则需要实验室检测协助。

  下面介绍几种常用的检测AIV的实验室技术。

  1.1病原学检测--病毒的分离与鉴定

  将病料以尿囊腔途径接种9~11日龄的SPF鸡胚,收集死亡鸡胚尿囊液,将收获的鸡胚尿囊液进行血凝价检测,当血凝滴度达1:16以上时,确定病毒分离为阳性。若初次传代获得的尿囊液未检测到血凝性,需再盲传两代,若仍未检测到血凝性则认为病毒分离阴性。将收获的鸡胚尿囊液进行血凝抑制试验,若被AIV标准阳性血清抑制,而不被鸡新城疫病毒、产蛋下降综合征病毒等疾病的标准阳性血清抑制,则可初步认定分离到的病毒为AIV。

  1.2血清学检测

  利用抗原与抗体在体外或体内均能发生特异性结合的特性设计的检测抗原或抗体的一系列检测技术,均称为免疫学检测技术。由于在体外进行反应时,一般采用含有抗体的血清进行试验,故称为血清学技术,它具有特异性强,敏感性高,适应面广,方法简便快速,制样简单等特点。下面介绍一些常用的AIV血清学检测技术。

  1.2.1血凝(HA)与血凝抑制(HI)试验:AIV的囊膜表面具有血凝素(HA)能凝集多种动物的红细胞,这种凝集特性能被特异的血清抑制。HA试验主要用于AIV的常规检测,HI试验可用于AIV的鉴定和血清中AIV抗体浓度的测定。

  1.2.2琼脂扩散试验(AGP):琼脂凝胶的孔径约85nm,允许抗原抗体在凝胶中自由扩散,形成浓度梯度,当抗原抗体在比例适当处相遇,形成抗原抗体复合物后在凝胶中不能再扩散,从而形成肉眼可见的沉淀线。通常用于检测抗A型流感病毒核蛋白(NP)和基质蛋白(MP)抗体。

  1.2.3免疫荧光(IF)技术:荧光色素(常用异硫氰酸荧光素)与抗体分子结合后,并不影响抗体蛋白分子的免疫活性,可与标本中特异性抗原特异性结合,且这种结合较为牢固,用缓冲液洗涤时除去游离的荧光素标记抗体后,用荧光显微镜观察。此技术最早用于鉴定和定位流感病毒感染细胞中特异性的抗原,主要是NP或MP抗原。检测NP抗原主要出现核内荧光,检测MP抗原主要出现胞浆荧光,核内也有部分荧光。

  1.2.4酶联免疫吸附试验(ELISA):抗原和抗体能与固相载体表面结合并能保持其免疫活性,抗原或抗体与酶结合后的标记物既能保持抗原或抗体的免疫活性,又能保持酶的活性,受检物中的抗原或抗体与固相表面的抗体或抗原发生免疫反应并结合在固相表面,此抗原抗体复合物又能结合相应的酶标记物,洗涤除去未结合的酶标记物,加入酶反应的底物,底物被酶催化为有色产物,显色的程度与受检物的抗原或抗体的含量直接相关,可根据显色的深浅进行定性和定量测定。

  其中,间接ELISA试验是使用酶标第二抗体的ELISA,用来检测抗原或血清中的抗体,酶标抗体在一定条件下可以通用。本法的主要缺点是阴性背景较高,因待检血清中特异性抗体只占总抗体的极少一部分,检测抗原时所用的第一抗体也多为非亲和层析纯,其特异性抗体也只占总抗体的少部分,这样在温浴反应中少量非特异性抗体就有可能黏附在固相载体上,造成阴性背景过高。夹心ELISA试验是以双抗原夹心法检测抗体或以双抗体夹心法检测抗原。检测抗体时,要制备酶标抗原,但多数抗原的酶标效果并不理想,加上抗原的纯化较难,回收率较低,故用双抗原夹心法检测抗体有时显色不好,成本又高。检测抗原时,因抗体纯化步骤相对简单,抗体的酶标效果很好,现有许多商品化的酶标抗体出售。夹心ELISA具有阴性背景低、特异性强等优点,商品化的试剂盒多采用夹心ELISA系统。

  1.3分子生物学检测

  1.3.1聚合酶链式反应(PCR)及反转录—聚合酶链式反应(RT-PCR):是一种在体外由引物介导的DNA序列酶促合成反应,在体外扩增核酸序列,一般可扩增至106倍。主要是利用DNA聚合酶依赖于DNA模板的特性模仿体内的复制过程,在附加的一对引物之间诱发聚合反应,对于RNA病毒,必须用反转录酶将RNA反转录成cDNA拷贝,然后再用PCR进行扩增,该技术称为RT-PCR。用RT-PCR核蛋白反转录引物来鉴定AIV,用H5和H7亚型AIV的特定引物进行AIV分型鉴定,这些方法的标准程序已经建立,并已获得国际社会认可。AIV HA基因裂解位点的毒力相关结构区,可作为A型流感病毒毒力鉴定的可靠指标。

  1.3.2荧光RT-PCR:荧光RT-PCR是20世纪90年代末发展起来的新技术,将荧光素标记的探针与引物一起在荧光PCR仪中反应,电脑对整个反应进行实时监测。AI荧光RT-PCR检测试剂盒系列包括AIV通用型及H5、H7、H9亚型AIV检测试剂盒。与普通RT-PCR比较,在以下几个方面有非常明显的优势。快速:该方法对PCR产物进行实时监控,PCR结束后即可获得结果,省却了电泳和EB染色,加上采用了毛细管PCR技术的ROCHE荧光PCR仪,使整个PCR过程只需4h;灵敏:由于采用了特异性的荧光探针和高灵敏度的荧光PCR仪,使该方法的灵敏度提高了100-1000倍,对于AIV尿囊液,稀释至10-7仍可检出,接近鸡胚病毒分离的敏感性;特异:AIV荧光RT-PCR试剂盒采用全封闭反应,杜绝了PCR产物的气溶胶污染。

  1.3.3基于核苷酸序列扩增(nucleic acid sequence-based amplification, NASBA)法:是以转录为基础的扩增系统,用来检测RNA病毒,可以在一种混合物和一个温度下进行连续的扩增。具有如下优点,快速:整个核苷酸分离、扩增和检测过程只需6h;灵敏:不仅能检测出具有感染性的完整的病毒颗粒,还能检测出非感染性的和错误包装的非感染性的病毒粒子,AIV尿囊液稀释至10-7仍可以检出;高特异性:不需要常规PCR中的模板变性,能特异的扩增单链的RNA病毒;无交叉污染:由于NASBA的终产物是RNA,RNA对环境是不稳定的,交叉污染的可能性极小。

  1.4扫描电子显微镜(SEM)技术

  SEM的电磁线圈起透镜的作用,电子束经电磁线圈聚焦在覆有薄层重金属膜的样品上,检测器测量从样品每一点发射或散射出来的电子数量,用于控制屏幕图像上每一点的强度,这种显微镜有很大的焦深,能为三维物体形成鲜明的图像,其分辨率为3~20nm,视仪器而定。流感病毒具有多形性,在病毒遗传学研究中作为一种遗传标志,典型A型流感病毒粒子呈球形,直径80~120nm,AIV有些毒株主要为球形,而有些毒株为多形性,并且大小差别很大。通过SEM可以观察到AIV的形态,病毒粒子表面纤突的结构以及裂解病毒释放出的内容物,还可以对病毒在体内的分布、增殖情况与其它病毒形态差别有感性认识。

  用鸡胚进行病原分离和用易感鸡做攻毒试验确定致病性,虽然是一种经典方法,但比较耗费时间,且花费也较高,对于疑似HPAI需要在48h内做出确切诊断来说 ,则不大合适。HA与HI试验是AIV的一种常规的检测方法,但仅能确定病毒亚型,且红细胞浓度、稀释液、反应的温度、加抗原与加红细胞之间的时间间隔及结果的判定标准均会影响试验结果,而且HI试验需预处理血清中的非特异性血凝抑制因子。AGP操作简便、但敏感性较差,且最早检出的时间较晚,不易及时掌握疫情。IF结果直观,但它缺乏一个客观终点,也不可能使之自动化,或在大批量的标本中使用。扫描电子显微镜技术需要电子显微镜设备且处理样品较繁琐不便于一次大量检测,且花费较高,临床诊断中很少使用。

  

 
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