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猪繁殖与呼吸综合征的实验室诊断方法

放大字体  缩小字体 发布日期:2007-03-02  来源:动物医学进展  作者:信风  浏览次数:132
  摘 要:猪繁殖与呼吸综合征(PRRS)是当前严重危害我国养猪业的重要传染病。PRRS的确诊依赖于实验室方法,包括检测抗原的病毒分离、免疫组化、免疫荧光、RT-PCR等方法,检测抗体的ELISA、血清病毒中和试验、间接免疫荧光、免疫过氧化酶单层试验等血清学方法。每种方法在诊断的敏感性、特异性以及成本方面存在差异,现有的血清学方法无法区分疫苗抗体和野毒抗体。正确的诊断结果取决于样品的种类、采样时间以及采样的代表性。PRRS确诊和结果的解释必须综合抗原抗体检测结果、流行病学资料、猪群疫苗应用情况等。

  关键词:猪繁殖与呼吸综合征;实验室诊断;抗原;抗体

  猪繁殖与呼吸综合征(Porcine reproductive and respiratory syndrome, PRRS)是世界范围内一种严重危害养猪业的传染病,也是目前我国规模化猪场的主要传染病[1]。临床症状表现为生产母猪的繁殖障碍以及呼吸道症状。猪繁殖与呼吸综合征病毒(Porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV)感染后引起的病理及组织学变化往往不易与其他传染病区分,因此PRRS的确诊必须依赖于实验室手段。通过实验室方法,可以将PRRSV感染与猪瘟病毒、伪狂犬病毒、猪细小病毒、猪圆环病毒2型、猪日本脑炎病毒、猪流感病毒、衣原体及钩端螺旋体等病原感染区别开。

  1 PRRS诊断注意事项

  只有采取正确的采样方法,选择合适的时机以及正确选择送检组织,才能得出准确的诊断结论。样品处理是PRRSV的分离检测能否成功的关键。用于病毒分离的样品应尽可能在发病早期采取,最好在发病开始7 d~10 d内,急性期样品病毒含量较高。无菌采取新鲜样品并立即送往实验室进行病毒分离。样品一般在4 ℃冷藏保存不超过2 d,较长时间保存则应在-70 ℃,不能长期置于-20 ℃,而且要避免反复冻融,样品运送过程中最好使用干冰。

  此外,通过检测猪群血清的阳转或者测定PRRSV特异抗体滴度的上升,同样可以用于PRRSV感染的诊断。血清学结果判定之前应该了解猪群的发病历史以及疫苗应用历史。因为到目前为止,还没有一种血清学方法可以区分野毒抗体和疫苗抗体。另外,血清学方法也无法确定猪群感染的时间,只有将血清学结果与流行病学调查结合起来,才能做出准确的判断。当对某个猪群进行调查诊断时,必须对病原学检测结果与血清学结果综合分析,才能比较清楚的了解特定猪场PRRS的传播特点。

  2 检测PRRSV的方法

  2.1 病毒分离

  PRRSV仅能在两类细胞上复制,即猪肺泡巨噬细胞(porcine alveolar macrophages,PAM)和特定的非洲猴肾细胞(Vero细胞)[2-3]。但并非所有的PRRSV分离毒株都能同时在这两类细胞上复制,因此,在进行病毒分离时应该尽可能利用两类细胞,在分离欧洲型毒株时应尽量采用PAM。PRRSV可以从各种临床样品中分离到,包括血清、血浆、外周血单核细胞、骨髓、扁桃体、肺脏、淋巴结、胸腺、脾脏、心、脑、肝、睾丸、附睾、输精管、尿道球腺、阴茎组织、口咽拭子、鼻甲、鼻拭子、胎盘、唾液、尿液、粪便以及精液中。一般来说,肺脏深处积液以及血清都是病毒分离最理想的材料,PRRSV在血清中要比在组织中稳定,但是老龄猪的病毒血症可能是一过性的,这时组织中分离到病毒的可能性要大一些。送检材料通常应包括新鲜采集的肺、扁桃体以及淋巴结。对急性感染猪,血清、肺脏以及支气管肺泡灌洗液较为合适。对于持续性感染猪,扁桃体、口咽拭子以及支气管肺泡灌洗液比血清和肺脏更合适。对于晚期流产以及早产猪,吸初乳前的弱仔样品比木乃伊胎、流产或死胎样品病毒分离的效果好。感染仔猪群中,弱仔病毒血症的可能性最大,但应注意高滴度的母源抗体对病毒分离有干扰作用。

  2.2 病毒或抗原的检测方法
 
  冰冻切片免疫荧光抗体试验(IFA)以及免疫组化试验(IHC)可以检测组织中的PRRSV抗原。冰冻切片直接FA试验成本较低并且快速,这两种方法的特异性很高,但相对来说敏感性不够。样品的质量对FA结果影响非常大,要求组织应该新鲜。IHC可以检测甲醛固定的组织,比FA的敏感性要高,但更费时而且成本更高。通过组织病理学切片,结合IHC以及FA试验的结果可以对PRRSV感染做出准确的诊断。直接FA试验可以检测新鲜样品或冷冻样品,用于IHC的组织应在100 mL/L中性缓冲甲醛中固定,组织样品最好采集心、肾、肺、淋巴结、脾脏、胸腺以及扁桃体。

  2.3 分子生物学方法

  PCR直接检测临床样品中PRRSV的基因组RNA,省去了病毒分离的过程,所以比病毒分离省时,敏感性要高于病毒分离,特异性也非常高[4]。用于PCR检测的样品包括血清、精液、肺组织以及胎儿。PCR方法可以在较短时间内得到结果(24 h~48 h)。目前,PCR方法已被广泛应用于临床样品的检测,检测的目标通常是针对PRRSV基因组ORF7,ORF6或ORF1b[5-6],另外,也有报道采用更为敏感的套式PCR方法检测PRRSV,实时定量荧光PCR方法也已经用于检测临床样品[7-8],这些方法比常规PCR特异性更高,但是需要更高的成本,因此在实用性方面不利于推广。PCR方法在PRRS诊断以及群体监测上可以发挥很大作用,比如用于后备种猪的筛选,持续性感染猪的诊断以及用于猪群的净化工作,例如在美国采用PCR结合ELISA方法对猪群PRRSV感染进行“检测和清除”计划,已经在部分血清阳性率较低的猪场取得较好效果[9-10]。

  需要注意的是,不同的实验室由于送检病料的新鲜程度、病料处理方法、实验室的设备条件以及操作人员的技术与经验存在差异,所得到的结果也有可能不同。因此,在对临床样品进行RT-PCR检测时需要对送检者做相关说明,在对结果进行分析时也应该慎重,通常需要同时综合考虑其他方法。

  3 血清抗体的检测方法

  直接免疫荧光抗体试验(IFA),血清病毒中和试验(SVN)、免疫过氧化酶单层细胞试验(IPMA)以及酶联免疫吸附试验(ELISA)等方法都可用于测定PRRSV的特异性抗体。IFA用于检测单个发病猪的特异性最高(99.5%)[11],并且能测定血清抗体的滴度,根据稀释方法的不同,血清抗体滴度为16或20可判定为阳性,IFA检测感染后2个月~3个月内的特异抗体可信度较高。同样,IPMA比ELISA的敏感性更高,特异性也非常好,IPMA方法可以在PRRSV感染后7 d~15 d内能检测到抗体[2]。与IFA类似,IPMA方法可以准确检测感染后2个月~3个月内的特异性抗体,实验毒株与感染野毒株的相关性可能对IPMA试验的结果有影响。ELISA方法的敏感性和特异性也较高[12],ELISA方法通常包括间接ELISA(通过样品与阳性对照的比值(S/P)判定结果)以及阻断ELISA。与其他方法相比,商品化的ELISA试剂盒由于生产以及实验操作的标准化和程序化,因而结果的一致性相对较高,同时,ELISA方法可在较短时间内得到结果,因此很多国家都将其列为法定或标准的操作方法,例如IDEXX公司新的ELISA试剂盒(HerdChek 2XR)检测在疫苗免疫后4周~6周血清阳转达到高峰,峰值约为2.5~3.5 S/P[13]。  
  SVN试验特异性也非常高,但比IFA及ELISA的敏感性要低[14],可能是由于PRRSV特异的中和抗体要在感染后1个月~2个月才能检测到[15],一般来说滴度≥4判定为阳性。SVN试验通常用于科研工作中,在生产实践中采用血清中和试验太费时费力,同时实验结果往往受实验毒株和感染毒株相关性的影响。

  近几年国内学者也建立了PRRSV重组M或N蛋白乳胶凝集试验用于PRRSV抗体监测,为临床应用提供了简便快速的检测方法,据报道,该方法与IDEXX公司的ELISA试剂盒的符合率分别达到87%或78%[16-17]。

  4 血清学结果的分析

  通过实验室方法得到猪群的血清学监测结果后,科学的分析是非常重要的环节,只有合理的分析结果,才能对生产及疾病控制起指导作用。PRRSV的特异抗体通常不能在猪体内持续终身。在实验感染条件下,通过IgG-IFA、IPMA、ELISA、SVN方法可分别在感染后5 d~9 d,9 d~11 d,9 d~13 d和9 d~28 d内检测到抗体。PRRSV特异 IgM抗体在接种后5 d可以检测到,并可持续21 d~28 d[18]。不同的方法所检测抗体峰值时间各不相同,IFA 30 d~50 d,IPMA 35 d~50 d,ELISA 30 d~50 d和SVN 60 d~90 d,随后抗体滴度逐渐下降。感染PRRSV后各种方法检测抗体的消失时间,IFA 4个月~5个月,ELISA 4个月~10个月以上,IPMA 11个月~12个月,SVN 12个月。接种弱毒疫苗后各种检测方法的结果与上述时间段相当。

  从疑似PRRS的单个猪体采集的血样检测为阳性,不能轻易做出确切的诊断结论。血清学阳性的结果并不能肯定PRRSV是否能引起临床发病,阳性结果可能源自母源抗体,有报道母源抗体可在出生后4 d检测到并可持续约3周,但也有报道母源抗体持续4周~10周,最长的报道有16周[19]。由于IFA和ELISA抗体持续时间较短,因此在检测猪群的感染状况时,应当选择青年猪,对于猪场来说,从分娩到育成猪群中PRRSV感染引起的血清阳转率通常在育成猪阶段最高。

  PRRS血清学呈阴性有几种可能性,即可能未感染PRRSV或者感染但还未产生抗体,或以前感染过但现在血清转阴,还有可能是检测方法的敏感性不够或操作误差引起,因此,对于单份血清样品的判断应该非常慎重。目前已有的血清学方法更适合于整个猪群的群体监测,而不能对单个个体进行诊断,只有通过双份血清滴度改变以及临床和病理学变化,才可以对PRRS做出初步诊断,更准确的诊断还应与病毒分离或抗原检测手段结合起来。

  5 鉴别诊断

  随着PRRSV感染所造成的危害受到越来越多的关注以及疫苗的广泛应用,PRRSV的鉴别诊断是值得考虑的课题。虽然现有的血清学方法并不能区分疫苗抗体和野毒抗体,但有些方法可以对毒株进行鉴别,如单抗可以区分美洲株和欧洲株,此外,单抗也可以区分商业化的弱毒疫苗株和野毒株。采用分子生物学方法如PCR、RFLP以及DNA序列测定,可以对PRRS病毒分离株进一步分析。

  PCR方法可以区分欧洲株与美洲株[20],但其临床应用意义并不大。RFLP只能对不同的分离毒株进行大致分类,由于RFLP与病毒毒力以及抗原的相关性并无关联,仅代表部分病毒基因组序列,因此在临床上的意义也不显著[21]。序列测定可以在分子水平上分析不同毒株间的相关性,直接了解核苷酸的插入、缺失或突变等变化,因而可以分析在一定时段内病毒在猪群间传播的背景,而且序列测定可以有助于区分疫苗毒株和野毒株,绘制不同猪群分离毒株的进化树。很多报道表明了PRRSV分离毒株间基因水平上的多样性[22-23],提示PRRSV在一定时段内快速进化,但是在实验条件下,继代的PRRSV与原毒株间序列的差异不到1%,相反,野毒分离株间序列的差异往往达到15%以上。因此,如果两个毒株间的序列差异大于0.5%~1%,则认为毒株间并无明显的亲缘关系。虽然序列测定是分析毒株间相关性的最好方法,但有些问题如毒株的来源、致病性、生物学特性等疑问并不能通过序列测定得到合理的解释。因此,如果分离株与疫苗株间有较大的相似性,也不能预测疫苗的效果或根据序列结果来筛选疫苗毒株。

  总之,PRRS给当前养猪业造成严重的危害,通过实验室方法对PRRS进行确诊以及监测是防控该病的重要环节,在临床应用过程中,必须充分考虑每种诊断方法的优点及局限性,综合抗原抗体检测结果并结合流行病学资料和猪群疫苗应用历史,才能了解猪群的PRRS实际流行状况,从而采取针对性措施。
 
 
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