高通量测序和多重荧光定量PCR方法检测蜱传病原菌研究

来源 :中国疾病预防控制中心 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kpyuy
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蜱在自然界中广泛分布,专门以其脊椎动物宿主的血液为食,是一种常见的病原传播媒介生物,能够传播细菌、病毒、原生动物等多种病原体。了解和鉴定蜱传病原体对评估感染风险,病原体控制和相关疾病预防具有重要意义。本研究利用16S核糖体DNA(16SrDNA)高通量测序方法,结合病原菌特异性基因检测技术,研究不同地区优势蜱种携带微生物的种群特点,发现当地主要蜱传病原菌,为当地的蜱传疾病防控提供科学数据。于山西祁县、新疆古尔图和温泉、青海玉树、云南景讷、海南琼中这六个地区采集蜱,进行形态学分类和线粒体16S rDNA鉴定确定当地优势蜱种,每个地区各随机挑选50只蜱提取基因组DNA,采用16S rDNA高通量测序方法,分析蜱中病原菌种类及各种群丰度情况;根据高通量测序分析结果,利用PCR检测方法对可能存在的蜱传病原体特异性基因进行检测,较为全面的分析蜱种病原菌携带情况。经形态学及基因鉴定后,确定山西祁县采集到的蜱为长角血蜱和日本血蜱,新疆古尔图均为亚东璃眼蜱,新疆温泉均为边缘革蜱,青海玉树均为草原革蜱,云南景讷和海南琼中均为微小牛蜱。16S rDNA高通量测序方法结果表明:山西祁县蜱携带贝纳氏柯克斯体、嗜吞噬细胞无形体以及立克次体属、埃立克体属的微生物;新疆古尔图蜱均携带弗朗西斯菌属微生物;新疆温泉蜱均携带柯克斯体属、立克次体属微生物;青海玉树蜱均携带贝纳氏柯克斯体、黑龙江立克次体、嗜吞噬细胞无形体以及立克次体属、埃立克体属的微生物;云南景讷蜱携带贝纳氏柯克斯体、嗜吞噬细胞无形体、黑龙江立克次体、米氏疏螺旋体以及埃立克体属的微生物;海南琼中蜱携带贝纳氏柯克斯体、Ehrlichia muris。病原菌特异性基因检测表明:山西祁县、新疆温泉蜱携带伯氏疏螺旋体、米氏疏螺旋体、斑点热群立克次体;新疆古尔图蜱携带米氏疏螺旋体;青海玉树、海南琼中蜱携带伯氏疏螺旋体、斑点热群立克次体、嗜吞噬细胞无形体;云南景讷蜱携带伯氏疏螺旋体、米氏疏螺旋体、斑点热群立克次体、嗜吞噬细胞无形体。通过16S rDNA高通量测序分析可以同时检测出多种病原体,包括:柯克斯体、立克次体、无形体、埃立克体,但有的病原菌只匹配到属一级的分类信息,无法确定所携带的基因种/型,且均没有检出疏螺旋体。特异性基因检测方法可以检测出伯氏疏螺旋体、米氏疏螺旋体等,但只能检测已知的特定病原体。两种方法结合可相互补充,利于更全面的了解蜱携带病原菌的状况。多重荧光定量PCR检测方法对于提高蜱样本病原体检测效率有良好的应用,能在同一PCR反应体系中同时检出多种病原微生物,能有效减少实验成本、缩短检测时间。本研究建立了双重荧光定量PCR方法,同时检测伯氏疏螺旋体和米氏疏螺旋体。分别利用recA基因、glpQ基因合成引物探针,并优化反应条件。在单重实验的基础上建立的双重荧光定量PCR方法,对该方法灵敏度和特异度进行检测,并探索其他因素对反应结果的影响,用建立的新方法检测蜱样本。结果表明多重检测方法具有良好的灵敏度(102copies/μL)和特异度,虽然与单重荧光定量PCR方法相比灵敏度(101 copies/μL)有所下降,但检测CT值无明显差异(P>0.05),病原浓度与检测CT值具有良好的线性相关关系。两种病原浓度差异和其他病原的存在对检测结果无明显影响。100只亚东璃眼蜱和100只边缘革蜱中,有14只伯氏疏螺旋体检测阳性(33<CP<38),该方法用于蜱样本检测具有良好的操作性,能快速便捷的检测两种疏螺旋体,具有良好的实用性。本研究也建立了针对伯氏疏螺旋体、斑点热立克次体和无形体的三重荧光定量PCR方法,为蜱传疾病的监测和检测提供技术手段。根据伯氏疏螺旋体recA基因、斑点热群立克次体ompA基因、嗜吞噬细胞无形体msp2基因构建多重PCR引物和探针,优化反应条件并作标准曲线。在单重实验的基础上逐步增加反应重数,建立同时检测三种病原体的多重荧光定量PCR方法。对该方法灵敏度和特异度进行检测,并探索浓度差别对反应结果的影响。用建立的新方法检测蜱样本以评价该方法的实际应用效果。结果表明各病原浓度与检测CT值具有良好的线性相关关系,各通道检测效果良好。多重检测方法与单重实验方法相比灵敏度有所下降,但仍具有良好的灵敏度和特异度。病原浓度的差异对检测结果有影响,高浓度模板对低浓度模板有抑制作用。比较单重与三重方法对斑点热检验效果的差异,发现其检测的阳性率有差异(卡方检验),检测结果中、高度一致(kappa—致性检验),该方法对于蜱样本检测具有良好的操作性和实际应用价值。
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