肠道感染病毒的分离鉴定
简介
病毒分离是分子检测技术发明之前,用于EV检测的基本实验技术。大多数EV病毒可在多种人源或灵长类动物来源细胞系上进行增殖。但由于每种细胞系对不同EV的敏感性不同,没有任何一种细胞系可以用于分离所有型别的EV。
一般通过增加使用具有不同分离谱的细胞系种类,来增加分离EV的敏感性。最为常用的细胞系有:人横纹肌肉瘤细胞系(rhabdomyosarcoma,RD)、人喉癌上皮细胞系(human laryngeal epidermoid carcinoma,Hep-2)、 非洲绿猴肾细胞系(Vero)等。
转基因表达人CD155的鼠源细胞系(L20B)可用于PV的筛选。某些型别的EV不易在细胞系上增殖(如柯萨奇病毒A组部分型别),可在乳鼠上进行分离和培养。
材料与仪器
器材:
①一次性无菌手套
②标本采集管
③棉签拭子
④培养箱
试剂:
①材料:待采标本
②PBS缓冲液
③培养基
步骤
肠道感染病毒的分离鉴定基本步骤如下:
(一)分离培养
在敏感细胞系上,EV增殖后可导致细胞的裂解,出现典型的细胞病变效应。CPE大多可在接种后7天内出现,正常细胞形态发生改变:显微镜下细胞变圆、缩小、细胞核固缩、折光率增加、细胞变性。对于EV滴度较低的标本,或增殖速度较慢的EV型别,在接种后14天内也可出现明显的CPE。
由于大多数细胞系不能够连续维持14天,因进行EV分离时,一般需盲传两代,每代细胞维持7天。此外,一些型别的EV在某些细胞系上无明显CPE,这时需要借助分子生物学方法确定EV是否分离成功。
某些标本中含有的细胞毒性物质可在首次接种后24小时内引起细胞毒性反应,导致细胞坏死、脱落。而细胞毒性反应有时不易与CPE进行区分,这时需要将第一代培养物冻化后,进行再次接种。再次接种后,由于细胞毒性物质被稀释,可避免细胞毒性反应的出现。
(二)核酸检测
反转录-聚合酶链反应,尤其是实时荧光RT-PCR(Real-time RT-PCR,rRT-PCR)具有快速、灵敏、特异的特点,被广泛应用于EV的核酸检测。EV基因组在5'UTR较为保守,以此作为检测靶基因的RT-PCR和rRT-PCR方法主要用于EV的定性检测。而以VP1编码区作为检测靶基因的RT-PCR和rRT-PCR方法则可用于EV的检测及型别鉴定。
由于不同型别间VP1编码区核苷酸序列差异较大,且该区变异较大,因此对所有EV型别的检测,则需针对不同分组EV甚至不同型别EV设计多对引物或探针。某些标本中含有的PCR反应抑制物,以及引物、探针与病毒基因的不匹配导致体外扩增失败,都会导致假阴性结果的出现。
从病变部位或无菌部位分离到EV或检测到EV核酸,即可确认EV为引起相应临床症状的病原体。由于EV存在较大比例的亚临床感染,感染后并不引起临床症状。因此,从咽拭子或粪便和肛拭子中检测到EV病毒或核酸后,还需结合流行病学数据和临床表现进行具体分析,以确定EV是为致病病原。
(三)型别鉴定
根据基因特征和生物学特征,所有人EV属于EV-A、EV-B、EV-C、EV-D共4个组。
结构蛋白(P1),尤其是VP1编码序列与血清型的关联具有高度一致性。基于VP1编码序列的EV型别鉴定方法,为当前国际公认的EV分型和鉴定的分子生物学依据,原则如下:
①全长VP1编码区核苷酸序列与原型株同源性>75%(氨基酸序列同源性>85% ),且与其他血清型同源性<70% 表明与原型株为同一型别;②全长VP1编码区核苷酸序列与原型株同源性<70% 表明为不同或新的型别;③全长VP1编码区核苷酸序列与原型株同源性在70% 和75% 之间,则需要通过进一步分析其他特点进行定型。
(四)血清学检测
恢复期血清特异中和抗体的4倍或4倍以上升高可作为EV感染的血清学诊断依据。但某些EV感染病例的恢复期中和抗体升高水平<4倍,甚至低于急性期。可能是由于恢复期血清标本采集较迟。
急性期血清中特异性IgM抗体检测,可用于病毒感染的血清学诊断。EV存在较大比例亚临床感染。因此,经血清学检测证实的EV急性感染,是否是引起相应临床表现的原因,还需结合流行病学数据和临床表现进行具体分析。
注意事项
1.柯萨奇病毒:病毒分离、普通RT-PCR、荧光定量RT-PCR均是实验室常用的柯萨奇病毒的检测方法,中和试验因操作较为复杂多数实验室已不采用。
值得注意的是,柯萨奇病毒A组多数型别的毒株不能在培养的细胞中生长,但近年研究报道,A组的一些病毒可以在人横纹肌肉瘤细胞系细胞上生长,并产生可见的细胞病变效应如CA-V6、CV-A10、CVA-16等。某些不易在细胞系上增殖的CV-A组病毒(CV-A19等),则可在乳鼠上进行分离和培养。而CV-B组病毒则大多数可以在细胞上培养,人喉癌上皮细胞系可提高CV-B组病毒的分离敏感性。
2.EV-A71:比较容易通过细胞培养分离到。HFMD病例疱疹液中分离到病毒或检测到病毒核酸,脑炎、脑膜炎病例脑脊液中检测到病毒或病毒核酸,即可确认EV-A71为致病病原。值得注意的是,EV-A71引起的脑炎及脑干脑炎患者的脑脊液中很少检测到EV-A71病毒颗粒或核酸。
患者或无症状感染者的急性期咽拭子、粪便和肛拭子也是EV-A71病原学检测的适宜标本类型,一般用于确定导致人群疾病暴发或流行的病原。从单个患者咽拭子、粪便或肛拭子中检测到EV-A71,还需结合临床和流行病学数据以确定EV-A71是否为引起临床疾病的病原。
3.EV-D70:感染后较少从呼吸道和粪便标本中检测到EV-D70,患者急性期结膜拭子为病原学诊断的理想标本类型。EV-D70可在细胞上进行分离培养,但标本中病毒核酸的直接检测有助于提高检测阳性率。
4.EV-D68:在体外细胞中增殖较困难,且其最适培养温度为33 ℃,低于大多EV的最培养温度(36 ℃)。呼吸道标本中病毒核酸的直接检测有助于EV-D68的检出。