一种用于水貂冠状病毒(MCoV)快速、灵敏检测与定量的SYBR Green染料法RT-qPCR检测技术的建立

《Journal of Virological Methods》:Rapid and Sensitive SYBR Green-based RT-qPCR Assays for the Detection and Quantification of Mink Coronavirus

【字体: 时间:2026年03月11日 来源:Journal of Virological Methods 1.6

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  本研究针对威胁水貂养殖业、具有潜在公共卫生风险的水貂冠状病毒(MCoV)缺乏可靠定量检测方法的问题,开发了两种靶向MCoV 1b和N基因的SYBR Green RT-qPCR检测技术。结果显示,这两种方法(MCoV-1b和MCoV-N)检测限分别为1.79×101和1.29×101copies/μL,特异性好,重复性高(CV < 5%)。临床应用证实与高通量测序结果高度一致(κ > 0.9),检出率近80%,为MCoV的快速筛查、准确定量及流行病学监测提供了可靠的技术平台,对控制病毒传播、保障貂皮产业可持续发展和降低潜在全球公共卫生威胁具有重要实践价值。

在当今后疫情时代,人兽共患病的监测与防控被提升到了前所未有的战略高度。水貂,这种因其珍贵皮毛而被广泛养殖的动物,不仅容易感染人源新冠病毒(SARS-CoV-2),也长期受其自身“宿敌”——水貂冠状病毒(MCoV)的困扰。MCoV感染可导致水貂幼崽腹泻、呕吐、呼吸窘迫等高致病性症状,成年貂即使呈亚临床感染,也会损害其繁殖效率和皮毛质量,给全球貂皮养殖业造成巨大的经济损失。更令人担忧的是,MCoV与SARS-CoV-2等其它冠状病毒存在共感染的潜力,并可能通过基因重组,产生毒力与传播力更强的变异株,构成潜在的全球公共卫生威胁。然而,长期以来,对MCoV的监测却面临一个技术瓶颈:市面上缺乏灵敏、特异的定量检测方法。现有方法多为定性检测,无法准确测定病毒载量,这极大地限制了疫情监测、控制措施评估以及病毒传播动力学研究。开发一种可靠的MCoV分子诊断工具,已不仅是保护动物健康、稳定产业经济的需要,更是防范潜在公共卫生风险的迫切需求。
在此背景下,山东第一医科大学的研究人员Ruiling Niu、Xinrui Wang等人,在《Journal of Virological Methods》期刊上发表了一项创新性研究。他们瞄准了实时荧光定量逆转录聚合酶链式反应(RT-qPCR)这一核酸检测的“金标准”,并选择了成本更低、设计更灵活的SYBR Green染料法,成功建立了两种靶向MCoV高度保守区域(1b基因和N基因)的RT-qPCR检测方法,旨在为MCoV的早期诊断、病毒载量动态监测和流行病学调查提供一个高效、可靠的技术平台。
为开展本研究,研究人员首先利用已公开的及其实验室新获得的水貂冠状病毒基因组序列,通过多序列比对,鉴定出高度保守的区域,并据此设计出特异性引物。随后,对反应条件(如引物浓度、退火温度)进行了系统优化。为评估方法性能,研究人员构建了含有目标基因片段的质粒标准品,用于检测限和重复性分析。在特异性验证中,使用了经高通量测序(HTS)确认的、同时感染多种貂类常见病毒(如貂阿留申病病毒、杯状病毒等)的貂粪便样本。最终,将优化的方法应用于236份来自中国三个省份的貂临床粪便样本(包括有症状和无症状个体)进行检测,并将结果与高通量测序结果进行比对,以验证其临床实用性。
3.1. Development and optimisation of the MCoV-1b and MCoV-N RT-qPCR assays
研究人员成功克隆了MCoV的1b和N基因片段。通过系统优化,确定了两种检测方法的最优反应条件:MCoV-1b检测的最佳引物浓度为0.4 μmol/L,退火温度为60℃;MCoV-N检测的最佳引物浓度为0.2 μmol/L,退火温度为60℃。这为后续的高灵敏、特异性检测奠定了基础。
3.2. Sensitivity of the MCoV-1b and MCoV-N assays
灵敏度评估显示,所建立的SYBR Green RT-qPCR方法具有极高的检测灵敏度。MCoV-1b和MCoV-N检测的检测下限(LLOD)分别为1.79×101copies/μL和1.29×101copies/μL。两种方法的扩增效率均高于90%,在102至1010copies/μL的宽广动态范围内均表现出良好的线性关系,表明该方法适用于病毒RNA的准确定量。
3.3. Specificity and reproducibility of the MCoV-1b and MCoV-N assays
特异性与重复性测试结果优异。在检测同时含有MCoV及其他貂常见病毒的样本时,两种方法均能特异性扩增MCoV目标序列,扩增曲线和熔解曲线均显示单一尖锐峰,无交叉反应。熔解温度(Tm)与预期相符。重复性实验表明,三次独立实验中,不同浓度梯度的循环阈值(Ct)值的变异系数(CV)均小于5%(MCoV-1b为2.42%–3.75%,MCoV-N为1.57%–3.60%),证明该方法稳定可靠。
3.4. Detection of MCoV in biological samples using the validated RT-qPCR assays
临床应用是检验方法的最终标准。对236份临床样本的检测显示,MCoV-1b和MCoV-N检测的总阳性率分别为77.97%(184/236)和77.54%(183/236)。值得注意的是,高通量测序(HTS)的总阳性率为78.39%(185/236)。两种RT-qPCR方法与HTS结果的一致性率超过96%(科恩卡帕系数 κ > 0.9),表明这两种新方法具有高度的准确性。一个关键的流行病学发现是,无论在临床有症状(腹泻等)还是无症状的水貂中,MCoV的检出率都异常地高(在健康貂中阳性率超过80%),这提示无症状携带者可能作为病毒的“沉默”传播源,在养殖场内广泛存在,构成了持续的传播风险。
结论与重要意义
本研究的核心结论是,成功建立并验证了两种针对水貂冠状病毒的SYBR Green染料法RT-qPCR检测技术。这两种方法(MCoV-1b和MCoV-N)具备极高的灵敏度(检测限低至约101copies/μL)、优异的特异性(不与其他常见貂病毒交叉反应)和良好的重复性(CV < 5%),能够对MCoV进行准确定量。临床应用证实,它们与高通量测序(HTS)这一“金标准”具有高度一致性,是监测MCoV的可靠工具。
这项研究的意义远超于一项新检测技术的诞生。首先,它填补了MCoV定量检测方法领域的空白,为科学评估病毒载量、研究传播动力学和评价防控效果提供了关键工具。其次,研究揭示了一个严峻的流行病学现实:MCoV在水貂养殖场中存在极高的、普遍的无症状感染率。这表明,仅对发病动物进行监测是远远不够的,必须将无症状携带者纳入常规监测范围,才能有效切断传播链,优化生物安全措施。再者,作为一种成本较低、操作相对简便的SYBR Green方法,它特别适合在大规模流行病学筛查、常规监测以及资源有限的环境中使用,为全球貂养殖业的可持续发展和疾病防控提供了切实可行的技术方案。
最后,该研究将MCoV的监测置于“一体化健康”(One Health)的宏观框架之下。水貂作为易感多种冠状病毒(包括SARS-CoV-2)的动物,其健康状况与公共卫生安全紧密相连。这种快速、灵敏的检测技术,不仅可用于监测养殖水貂,也可扩展至对周边野生动物和家养动物的监测,从而增强人兽共患病的早期预警能力,支持协调一致的预防策略,在保护动物健康、稳定经济产业和防范全球公共卫生风险之间架起了一座至关重要的技术桥梁。

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