鮭魚甲病毒逆轉(zhuǎn)錄環(huán)介導(dǎo)等溫擴增（RT-LAMP）檢測方法研究

劉艷華，任 彤，談艷苗，張利峰

（北京出入境檢驗檢疫局檢驗檢疫技術(shù)中心，北京 100026）

鮭 魚 甲 病 毒（Salmonid alphavirus，SAV）隸屬于披膜病毒科（Togaviridae）甲病毒屬（Alphavirus），是單股正鏈RNA病毒，基因組長11～12 kb，含有兩個開放閱讀框，具有5'端帽子和3'端polyA尾巴結(jié)構(gòu)[1]。目前發(fā)現(xiàn)鮭魚甲病毒有6種基因型（I、II、III、IV、V和VI型）[2]，主要感染大西洋鮭（Salmo salar）、虹鱒（Oncorhynchus raykiss）和褐鱒（S. trutta）等鮭科魚類，引起鮭魚胰臟病（Salmon pancreas disease，PD），主要表現(xiàn)為胰腺炎、心肌炎和昏睡等癥狀，其臨床癥狀和死亡率受水溫和季節(jié)的影響[3]。自1976 年首次在蘇格蘭養(yǎng)殖的大西洋鮭魚中報道發(fā)現(xiàn)PD以來，該病已在北美地區(qū)，以及挪威、愛爾蘭、法國和西班牙等歐洲國家被確診，致死率為1%～48%[4]。隨著冷水魚類養(yǎng)殖的不斷發(fā)展和國際貿(mào)易的增加，SAV 有繼續(xù)擴散的趨勢。2013 年世界動物衛(wèi)生組織（OIE）將鮭魚甲病毒病列入法定通報的水生動物疫病名錄。目前，SAV的檢測方法主要有細(xì)胞培養(yǎng)法[5]、ELISA方法[6]、RT-PCR[7]方法和RT-qPCR法[8]等。

為提高檢測效率，本研究以SAV保守基因片段為模板，設(shè)計LAMP引物，建立了一種SAV特異性的逆轉(zhuǎn)錄環(huán)介導(dǎo)等溫擴增（Reverse transcription loop-mediated isothermal ampli fi cation，RT-LAMP）檢測方法。

1 材料與方法

1.1 病毒RNA

SAV RNA由東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院提供。

傳染性鮭魚貧血病毒（Infectious salmon anaemia virus，ISAV）、病毒性出血性敗血癥病毒（Viral haemorrhagic septicaemia virus，VHSV）、傳染性造血器官壞死病毒（Infectious haematopoietic necrosis virus，IHNV）、病毒性 神經(jīng) 壞死 病 病 毒（Viral nervous necrosis，VNNV）、草魚呼腸孤病毒（Grass carp reovirus，GCRV）、鯉春病毒血癥病毒（Spring viraemia of carp virus，SVCV）的RNA均由本實驗室分離并保存。

1.2 引物設(shè)計

以 SAV nsP1（GenBank：AY604238.1） 基因序列保守片段（181 bp）為模板，使用在線軟件 http∶//primerexplorer.jp/elamp4.0.0/index.html 和DNASTAR primer select 設(shè)計出3對引物（表1）。引物由上海生工有限公司合成。

1.3 反應(yīng)體系

表1 根據(jù)SAV nsP1基因片段設(shè)計的RT-LAMP引物

體系為25 μL：RNA模板5 μL，10×反應(yīng)緩沖液（含MgSQ480 mmol/L和dNTPs 14 mmol/L）2.5 μL，MgSQ4（100 mmol/L）1.5 μL，引物組（含SAV-FIP/BIP各16 μmol/L，SAV-F3/B3各2 μmol/L，SAV-LF/LB 各 4 μmol/L）各 2.5 μL，Bst 2.0 DNA聚合酶（8 000 U/mL）1 μL，AMV反轉(zhuǎn)錄酶1 μL（10 000 U/mL），去離子水11.5 μL。

1.4 反應(yīng)溫度優(yōu)化

以SAV RNA為模板，分別在58、59、60、61、62、63、64、65、67和 69 ℃ 下 進 行 RTLAMP反應(yīng)。使用濁度儀LA-320C（Lanpu Biotech，China）讀取擴增結(jié)果。

1.5 檢測結(jié)果可視化

在1.3反應(yīng)體系基礎(chǔ)上，加入終濃度10 mmol/L的鈣黃綠素，體系仍為25 μL。將PCR管放置于烘箱中，反應(yīng)溫度為1.4確認(rèn)的溫度，反應(yīng)時間為1 h，85 ℃滅活 5 min。

1.6 反應(yīng)產(chǎn)物克隆及陽性對照制備

使用TIANgel Midi Puri fi cation Kit（TIANGEN，China）膠回收試劑盒，回收純化引物SAV-F3和SAV-B3的PCR擴增片段，再將片段連接入pGem-T-Esay載體（Novigen），連接產(chǎn)物轉(zhuǎn)化入DH5α中進行藍白斑篩選。挑選白色菌落提取陽性重組質(zhì)粒pGem-T-SAV作為RT-LAMP檢測用陽性對照。使用微量紫外分光光度計，對重組質(zhì)粒溶液進行定量，并按照以下公式將重組質(zhì)粒的質(zhì)量濃度換算為拷貝數(shù)濃度：

拷貝數(shù)濃度（copies/mL）=質(zhì)量濃度（g/mL）×6.02 × 1023/MW（g/mol）

1.7 檢測限

根據(jù)測量和換算的濃度，將重組質(zhì)粒pGem-T-SAV溶液稀釋為1011copies/μL，再將該溶液以10 倍梯度稀釋至 100、101、102、103、104、106、107copies/μL；每稀釋度各取5 μL分別進行RTLAMP反應(yīng)和RT-PCR反應(yīng)。RT-LAMP反應(yīng)使用1.5的反應(yīng)體系和1.4確認(rèn)的反應(yīng)溫度，RT-PCR反應(yīng)使用OIE水生動物疾病診斷手冊（2018）[9]推薦的RT-PCR檢測方法進行。

1.8 交叉反應(yīng)

以 ISAV、VHSV、IHNV、VNNV、GCRV、SVCV的RNA為模板，各取5 μL分別進行RTLAMP檢測（反應(yīng)體系和溫度同1.7）。

2 結(jié)果與分析

2.1 反應(yīng)溫度優(yōu)化

64、65和67 ℃組反應(yīng)26 min左右出現(xiàn)擴增曲線，為最早出現(xiàn)曲線的反應(yīng)組，但67 ℃組的曲線線形不好；其他組擴增曲線出現(xiàn)的時間較晚，69 ℃甚至顯示陰性。這有可能是當(dāng)反應(yīng)溫度超過65 ℃時，體系內(nèi)的反轉(zhuǎn)錄酶活性降低，使目的基因擴增效率降低，導(dǎo)致RT-LAMP擴增曲線吸光值較弱，甚至未檢測到信號。根據(jù)優(yōu)化試驗結(jié)果，為提高引物與模板結(jié)合的特異性，RT-LAMP的反應(yīng)條件確定為65 ℃恒溫反應(yīng)1 h，85 ℃滅活5 min（圖1）。

圖1 SAV RT-LAMP反應(yīng)條件優(yōu)化

2.2 檢測結(jié)果可視化

反應(yīng)體系內(nèi)加入鈣黃綠素后，檢測結(jié)果顯示，SAV呈綠色，其他樣品未變色（圖2）。

圖2 熒光RT-LAMP檢測SAV

2.3 檢測限

反應(yīng)條件為65 ℃恒溫反應(yīng)1 h，85 ℃滅活5 min。隨著樣品模板量的遞減，樣品變色時間也逐漸延長，模板稀釋到10個拷貝數(shù)，PCR 擴增1 h后的結(jié)果仍為陽性；模板稀釋到100，即1拷貝數(shù)時，擴增1 h后的結(jié)果則為陰性。由此可得出RT-LAMP檢測限為10個拷貝數(shù)的目的基因核酸片段（圖3）。

圖3 RT-LAMP檢測限

相對的，RT-PCR檢測結(jié)果，模板稀釋到102個拷貝數(shù)，結(jié)果為弱陽性；模板稀釋到10個拷貝數(shù)，結(jié)果為陰性。因此RT-PCR的檢測限為102個拷貝數(shù)的目的基因核酸片段，RT-LAMP的檢測限是RT-PCR的10倍（圖4）。

圖4 RT-PCR檢測限

2.4 交叉反應(yīng)測試

交叉反應(yīng)測試結(jié)果表明，只有以SAV RNA為模板時，RT-LAMP的反應(yīng)才呈陽性，而以其他病毒RNA為模板時，反應(yīng)結(jié)果則呈陰性，說明建立的SAV RT-LAMP檢測方法特異性良好（圖5）。

圖5 RT-LAMP交叉反應(yīng)檢測結(jié)果

3 討論與結(jié)論

SAV對我國來說是一種外來魚類疫病病原，目前尚未分離到。隨著我國鮭科魚類養(yǎng)殖面積的逐步增大[10]，以及國際鮭魚進出口貿(mào)易量的不斷增加[11]，該病毒的傳入風(fēng)險逐漸加大，因此必須加強針對SAV的檢驗檢疫工作，避免SAV傳入我國[12]。在魚病的檢測工作中，樣品量往往非常大，導(dǎo)致檢測時間較長。為減輕工作量、提高檢測效率，需要在保證檢測限和特異性的基礎(chǔ)上，建立比傳統(tǒng)的RT-PCR方法、RT-qPCR方法和免疫學(xué)方法更方便快捷的檢測方法。

環(huán)介導(dǎo)等溫核酸擴增（Loop-mediated isothermal ampli fi cation，LAMP）可在1 h內(nèi)，將少量拷貝數(shù)的目的基因擴增至109～1010個拷貝數(shù)，反應(yīng)產(chǎn)物不僅可以通過濁度儀、real-time PCR儀及凝膠電泳儀進行檢測，而且還可以通過SYBR Green I、鈣黃綠素、羥基萘酚藍染色后，進行肉眼識別[13]。因此近年來國內(nèi)外陸續(xù)建立了多種針對水生動物病毒的LAMP檢測方法，如皰疹病毒II型[14]、傳染性造血組織壞死病毒[15]、真鯛虹彩病毒（RSIV）[16]等。

本研究建立的特異性SAV RT-LAMP檢測方法，將病原RNA的反轉(zhuǎn)錄與LAMP擴增反應(yīng)集中于同一反應(yīng)體系，在恒溫條件下一次性完成擴增。相對于傳統(tǒng)的方法，該方法主要有以下四點優(yōu)勢：一是耗時短。RT-PCR方法檢測SAV，需要3 h左右，RT-qPCR方法需要2 h左右。該RT-LAMP方法省去了制備瓊脂糖凝膠、電泳等過程，反應(yīng)只需要1 h。二是恒溫即可完成整個檢測過程，不需要PCR儀或熒光定量PCR等設(shè)備，檢測成本較低。三是檢測限比目前通用的RT-PCR檢測方法高10倍。四是無需打開反應(yīng)管電泳，降低氣溶膠擴散風(fēng)險。作為一種高效的核酸擴增技術(shù)，打開反應(yīng)管取樣的過程中有一定氣溶膠污染風(fēng)險[17]，容易導(dǎo)致檢測結(jié)果出現(xiàn)假陽性。該RT-LAMP檢測技術(shù)使用鈣黃綠色作為標(biāo)記物，使陽性樣品可顯示肉眼可見的黃綠色，不需要打開反應(yīng)管電泳等步驟，極大降低了氣溶膠擴散的風(fēng)險，可以有效避免核酸擴增結(jié)果出現(xiàn)假陽性[18]。

綜上所述，本研究建立的SAV RT-LAMP檢測方法，特異性強、檢測限高、快捷經(jīng)濟、假陽性風(fēng)險低，適合進出口魚類大批量樣品的臨檢工作。