豬肺炎支原體PCR檢測方法的建立與應用

師麗剛，周 飛

（1.河南省洛陽市動物疫病預防控制中心，河南 洛陽 471002；2.河南省洛陽市動物衛生監督所，河南 洛陽 471000）

豬肺炎支原體PCR檢測方法的建立與應用

師麗剛1，周 飛2

（1.河南省洛陽市動物疫病預防控制中心，河南 洛陽 471002；2.河南省洛陽市動物衛生監督所，河南 洛陽 471000）

根據豬肺炎支原體（Mhp）的P36基因的核苷酸序列，設計一對引物，建立一種豬肺炎支原體PCR檢測方法，此方法對對照菌株顯示為陰性，對豬肺炎支原體的擴增結果顯示為陽性，并對此方法進行了特異性和敏感性試驗，結果成功建立了豬肺炎支原體特異且敏感的PCR檢測方法。采用已經建立的PCR方法對18份疑似豬支原體肺炎（MPS）樣品進行檢測，發現有9份呈現陽性，占比50%。試驗結果表明，建立的該PCR檢測方法可用于豬支原體的臨床診斷，能為其以后的防控提供有力依據。

豬肺炎支原體；PCR

豬支原體肺炎（Mycoplasmal pneumonia of swine，MPS）是由豬肺炎支原體（Mycoplasma hyopneumoniae，Mhp）所引發[1]，引起豬的一種低死亡率、高發病率的慢性呼吸道傳染病，又稱豬霉形體肺炎、豬氣喘病。自1965年Mare等[2]發現Mhp以來，無數國內外學者先后通過培養基分離獲得Mhp。盡管Mhp可在人工培養基上生長，但其對營養要求較高，并且培養時間過長[3]，從而以此進行臨床診斷意義不大。該病在臨床上主要特征是：氣喘，呼吸比較困難，腹式呼吸但體溫表現正常。發病時間不固定，但以冬、春寒冷季節發生較多。患病豬只生長緩慢，飼料利用率低。因此世界各國養豬產業均受到其不同程度的影響，普遍流行于澳大利亞、歐美等畜牧業發達國家[4]，它也是對我國養豬產業造成重大經濟損失的疫病之一，估計我國每年因此病造成的經濟損失不低于百億元人民幣[5-6]。鑒于MPS對養豬業巨大的影響，為了減少經濟損失，對Mhp進行早期診斷成為了當前研究的重點工作之一。

眾多試驗數據表明，常規的病原分離檢測方法所用時間較長[7]，不利于控制疫病的發展和把握最佳的治療時間，應用間接血凝試驗（IHA）[8]、補體結合試驗（CFT）、核酸探針[9]、酶聯免疫吸附試驗（ELISA）[10]、免疫酶試驗（RIDEA）和免疫熒光試驗（IF）等血清學方法診斷MPS，用ELISA方法得出的試驗結果較為理想[11-12]，但是由于豬肺炎支原體的抗原與豬體內的豬鼻支原體、滑液支原體、絮狀支原體等存在交叉反應，使得應用傳統的ELISA和病原分離方法很難以區分。因此，及時建立一種既準確、快速、簡便又特異性強、靈敏度高的方法就顯得特別重要。伴隨著現代生物技術的迅速發展，PCR技術應運而生。其檢測方式不僅具有很高的敏感性和特異性，與此同時還克服了血清學交叉反應的缺點。

Mhp存在一些免疫顯性蛋白，包含粘附素P97、三個膜蛋白P74、P65和P46[13]以及黏附素P97[14]，細胞溶脂蛋白P36等。其中P36是乳酸脫氫酶蛋白（LDH）具有很高的種內保守性，與其他支原體無穿插反應，能誘發早期免疫反應[15]。本試驗經過研究按照P36基因設計了一對特異性引物，建立了迅速精確的PCR診斷辦法，并用該辦法檢測分析了采集的病料。

1 材料和方法

1.1 菌株 豬肺炎支原體、豬鼻支原體、雞毒支原體、豬傳染性胸膜肺炎放線桿菌、大腸桿菌、沙門氏菌均由洛陽市動物疫病預防控制中心實驗室分離、鑒別并保存。

1.2 主要試劑與器材 動物基因組DNA抽提試劑盒購自上海生工生物工程有限公司，無水乙醇購自天津市富宇精細化工有限公司，Ex Taq（5 U/μL）、dNTP Mixture（2.5 mmol/μL）、MgCl2（25 mM/μL）、10X PCR Buffer（Mg2+free）、DNA Marker、RNase Free dH2O等均購自TaKaRa公司，EB染料替代染液購自上海萊楓生物科技有限公司，瓊脂糖購于Biowest公司。2 mL玻璃勻漿器研磨器購自海門海泰實驗器材北京銷售部，PCR儀購自意大利泰克尼公司（TECHNE），Neofuge 15R臺式高速冷凍離心機購自Heal Force Development Ltd（力康發展有限公司），瓊脂糖凝膠電泳儀購自大連捷邁科貿有限公司（Jim-X Scientific company），自動凝膠圖像分析儀購自沙船（天津）生物科技發展有限公司。

1.3 引物設計與合成 按照Mhp的P36基因序列設計了一對引物P1：GAGCCTTCAAGCTTCACCAAGA，P2：GTGGACTACCAGGGTATCT。目的基因片段大小650 bp，設計的引物交由生工生物工程（上海）有限公司代為合成。

1.4 PCR模板制備 病料DNA的提取：取病豬肺臟0.49 g放入2 mL玻璃勻漿器中，加入500 μL PBS（pH=8）緩沖液中研磨，接下來的步驟完全遵循上海生工生物工程有限公司動物基因組抽提試劑盒中的操作說明進行。DNA提取完成后置于-20℃保存待用。

1.5 PCR反應 MhpP36基因的擴增采用的是50 μL的PCR反應體系。包括模板DNA 5 μL，Ex Taq酶（5 μ/μL）0.25 μL，dNTP Mixture（2.5 mmol/μL）4 μL，10X PCR Buffer（Mg2+free）5 μL，Mgcl2（25 mM/μL）3 μL，正反引物（10 umol/L）各1 μL，加RNase Free dH2O至50 μL。將PCR反應程序內容順序設置為：94℃預變性5 min，94℃變性40 S，54℃退火40 S，72℃延伸1 min，進行35個循環后，72℃再延伸5 min。在反應進行的同時，制一塊1%的瓊脂凝膠。待PCR體系反應完成后，取上述擴增產物5 μL進行點樣，后于120 V電壓下電泳，然后觀察結果。

1.6 特異性試驗 用上述試驗方法，分別對臨床上常見的傳染病病原如豬鼻支原體、雞毒支原體進行檢測，依照上面的試驗材料和操作步驟進行PCR擴增，然后電泳觀察結果。

1.7 敏感性試驗 將提取的DNA進行定量，測其濃度為2.6 ng/μL，取1 μL樣本進行10倍倍比稀釋，使其濃度依次為2.6×10-1、2.6×10-2、2.6×10-3、2.6×10-4、2.6×10-5、2.6×10-6、2.6×10-7和2.6×10-8ng/μL。后按照已建立好的PCR擴增條件和方法進行擴增，進行PCR敏感性試驗。

1.8 重復性試驗 用上述已經建立的PCR檢測方法，對傳支原體進行檢測3次，用于驗證本檢測辦法的穩定性和重復性。

2 結果與分析

2.1 擴增產物的檢測 PCR反應完成后經過1%的瓊脂凝膠電泳，結果顯示擴增產物在650 bp處有明顯可見的特異性DNA擴增條帶，和之前預期的大小相符，如圖1。后對擴增后的產物進行測序，結果顯示擴增的序列與作為對照的豬肺炎支原體基因序列相同。

圖1 豬肺炎支原體PCR擴增結果Fig.1 Mycoplasma pneumoniae PCR amplification results

2.2 特異性試驗 根據上述方法，用所設計的引物P1： GAGCCTTCAAGCTTCACCAAGA， P2： GTGGACTACCAGGGTATCT。分別對豬肺炎支原體，豬鼻支原體，雞毒支原體、胸膜肺炎放線桿菌、大腸桿菌、沙門氏菌進行同條件擴增，結果顯示（圖2），僅對Mhp擴增出650 bp的特異性條帶，其余均未擴增出相應的片段。以上數據證明所設計的引物具備很強的特異性。

2.3 敏感性試驗 取DNA作10-1～10-8的倍比稀釋后，其模板DNA濃度依次為1：2.6 μg/μL；2：2.6×10-1μg/μL；3：2.6×10-2μg/μL；4：2.6× 10-3μg/μL；5：2.6×10-4μg/μL；6：2.6×10-5μg/μL；7：2.6×10-6μg/μL；8：2.6×10-7μg/ μL。按上述PCR操作方法和步驟進行敏感性試驗。結果如圖3，用該引物進行PCR擴增時，最低能從2.6×10-3μg/μL倍稀釋的模板中看到擴增的目的基因條帶，上述數據表明使用該引物進行PCR檢測的最低檢出量2.6×10-3μg/μL。

圖2 PCR特異性試驗結果Fig.2 PCR specific experimental results

2.4 重復性試驗 按上述方法，反復操作3次，結果相同，表示所建立的辦法是準確、穩定的。

2.5 檢測方法的應用 運用本試驗所建立的PCR檢測辦法對18份疑似豬肺炎支原體病料進行檢測，檢測結果顯示有9份病料顯示為陽性，9份為陰性，陽性檢出率達到50%。

圖3 PCR敏感性試驗結果Fig.3 PCR sensitivity test results

3 討論與結論

最近幾年的實驗室檢測結果顯示，大型規模豬場中Mhp能與多種細菌、病毒等病原共同作用，由此，引發一系列的豬呼吸道疾病綜合征，嚴重減少了豬場經濟效益，妨礙了養豬業的發展。該病已成為制約豬養殖行業發展的主要傳染病之一。所以，做出對MPS及早預防和正確診斷方案是全人類當前需迫切處理的重要任務。

縱觀國內外這幾年畜牧業的發展歷程，有很多有關豬肺炎支原體檢測方法方面的報道，但報道病原菌檢測方法的卻很少。傳統的病原鑒定向來都以分離培養為前提，而后再根據形態、免疫學及生理生化特征作進一步鑒定，不僅程序繁瑣，而且病原檢出率低，與疾病的訊速診斷、治療原則相違背，有弊于臨床試驗中對該疾病的準確診斷。此外豬感染豬肺炎支原體時，普遍伴隨著豬鼻支原體和絮狀支原體的感染，又因為豬肺炎支原體比豬鼻支原體和絮狀支原體培育條件較為嚴峻，生長較為遲緩，所以在分離培養豬肺炎支原體時常常被別的兩種支原體掩蓋，并且三者在血清學反應上有一定交叉性，結果采用血清學方法檢測此病可能會出現假陽性反應。本試驗采用優化條件后建立的豬肺炎支原體PCR檢測方法，直接從病料提取細菌DNA，不用進行病原菌的分離培養，而是直接進行PCR擴增，即可判斷是否有豬肺炎支原體感染。試驗通過DNA基因序列設計出特異性引物，擴增出 650 bp的特異片段，而對于常見的豬鼻支原體、雞毒支原體、胸膜肺炎放線桿菌、大腸桿菌、沙門氏菌則不能擴出特異片段，說明該方法具有很高的特異性。對疑似豬肺炎支原體病料進行檢測，結果陽性檢出率達到50%，表明PCR方法較傳統方法有檢測速度快，靈敏度高等優點，能對該病做有效診斷。本試驗建立的豬支原體肺炎PCR檢測辦法能能對該病進行訊速診斷與流行病學調查。

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Establishment and application of PCR detection method of mycoplasma pneumonia in pigs

Shi Ligang1,Zhou Fei2
(1.Luoyang animal disease prevention and control center,Henan Luoyang 471000; 2.Luoyang animal health supervision,Henan Luoyang 471000）

Based on the nucleotide sequence of Mycoplasma hyopneumoniae(Mhp)of the P36 gene,a pair of primers were designed.PCR detection method for the control strain was negative for Mhp amplification was positive,and the method was specific and sensitive test was successfully established for hyopneumoniae.18 parts suspected swine mycoplasma pneumonia(MPS)for testing and found that nine were positive,accounting for 50%.Experimental results show that the PCR method can be used for clinical diagnosis of MPS,which may provide a strong basis for the future prevention.

Mycoplasmal pneumonia of swine;PCR

S858.282

：B

：1672-9692(2016)09-0011-05

2016-07-25

師麗剛（1980-），男，山西省長治人，獸醫師，畢業于南京農業大學獸醫專業，主要從事獸醫臨床及實驗室診斷工作。