牛结核病抗体胶体金快速检测技术的建立和初步运用

目的:建立一种快速检测牛结核抗体的新方法,用以诊断牛结核病。方法:利用胶体金免疫层析技术原理,用大肠杆菌表达的牛分枝杆菌重组抗原MPB83和MPB70分别作为胶体金标记抗原和检测线上的捕获抗原,制备牛结核抗体检测试纸条。结果:粒径为40nm的胶体金制备的试纸条敏感性最高;胶体金最佳标记pH值为6.0;MPB83抗原最适标记量为每毫升胶体金6.5μg;MPB70抗原的最适包被浓度为3.0mg/mL;抗MPB83蛋白IgG的最佳包被浓度为2.5mg/mL;交叉试验证明试纸条不与牛的其他非相关疾病的阳性血清反应,具有较高的特异性。比较实验证明其敏感性显著高于韩国进口试纸条。在上述试验条件下生产了一批胶体金试纸条进行临床样品检测,并与细菌分离培养、结核菌素皮内变态反应(TST)和韩国试纸条比较。本试纸条与牛分枝杆茵分离培养的符合率为85%,与TST的符合率为79.73%,与韩国试纸条的符合率为98.75%。结论:快速检测牛结核抗体的胶体金免疫层析试纸条具有敏感、特异、简便、快速的特点,适用于对牛结核病进行普查和检疫,也可作为TST的辅助诊断方法,在牛结核根除计划中具有良好的应用前景。     

牛结核胶体金免疫层析快速诊断方法的建立及初步应用

建立一种快速检测牛结核抗体的方法,用以诊断牛结核病。根据胶体金免疫层析技术原理,用兔抗牛血清蛋白和大肠埃希菌表达的牛分支杆菌MPB70-83-ESAT-6蛋白分别作为胶体金标记抗原和检测线上的捕获杭原,制备牛结核抗体检测试纸条。结果表明,MPB70-83-ESAT-6抗原的最适包被浓度为2.5mg/mL;研制的试纸条不与牛的其他疾病的阳性血清反应,具有较高的特异性;该试纸条的最高检出稀释度为1∶640;试纸条与TST的符合率为80%。该试纸条具有敏感、特异、简便、快速的特点,适用于对牛结核病进行普查和检疫,具有良好的应用前景。     

同时检测动物布鲁菌病和结核病胶体金抗体检测试纸条的研制

本研究分别以布鲁菌LPS和牛分枝杆菌MPB70蛋白作为检测抗原,建立了动物布鲁菌病和结核病双抗原夹心法胶体金抗体检测技术,并研制了同时检测动物布鲁菌病和结核病的快速抗体检测试纸条,用于动物布鲁菌病和结核病临床快速血清抗体检测。检测试纸条与其他病原无交叉反应,与牛、鹿口蹄疫血清、巴氏杆菌病血清、耶尔森氏菌病血清无交叉反应;敏感性高,临床采集的布鲁菌病和结核病阳性血清最大稀释倍数可以达到1:512;特异性好,准确率高。研制的检测试纸条与现有的检测方法具有较高符合率:与RBT检测布病结果阳性符合率为100%,阴性符合率为96%,总符合率为96%;与牛结核γ-干扰素ELISA检测结核病结果阳性符合率94%,阴性符合率为97%,总符合率为96%。试纸条检测卡在吉林省多个地区进行临床试验,具有快速、敏感、特异、操作简单、可以用于现场快速检测等优点,能够同时用于动物布鲁菌病和结核病的临床抗体检测。     

牛出血性败血症胶体金免疫层析快速诊断方法的建立

根据胶体金免疫层析技术原理,用胶体金标记纯化的兔抗巴氏杆菌IgG-A,应用提纯的兔抗巴氏杆菌IgG-B包被硝酸纤维素膜检测线用羊抗兔IgG包被对照线,制备了检测多杀性巴氏杆菌抗原的快速检测试纸条。结果表明,研制的试纸条不与牛的其他病原的抗原反应,具有较高的特异性;该试纸条的最高检出稀释度为1∶640;该胶体金免疫层析技术与菌体检查的符合率为100%。该方法具有敏感、特异、简便、快速的特点,适用于对牛出血性败血症进行普查和检疫。     

四种牛分枝杆菌特异性蛋白融合表达及在牛结核病诊断中的临床应用

以原核表达的MPB70-MPB83-CFP10-ESAT-6融合蛋白作为诊断抗原,建立牛结核病抗体检测间接ELISA(iELISA)。该iELISA与导致常见牛病的非相关抗原无交叉反应。用iELISA检测90份健康牛血清,确定样本阴阳性临界值(S/P)为0.17。与商品化胶体金试剂条(ICG)平行检测150份临床奶牛血清样本,结果与ICG的符合率为93.33%(140/150)。以结核菌素皮内试验(TST)为参考方法,检测了华中地区四个奶牛场的560头中国荷斯坦奶牛和90份进口奶牛结核阴性血清,结果iELISA与TST的总符合率为87.32%(489/560)。对其中22头奶牛进行鼻拭子分菌检验,4头分菌阳性奶牛的血清抗体检测也为阳性,iELISA与细菌培养的总符合率为77.27%(17/22)。以TST为参考方法,iELISA的敏感性和特异性分别为72.37%和89.67%。     

间接ELISA检测牛分枝杆菌抗体方法的建立及初步应用

针对现行牛结核病检疫方法结核菌素皮内变态反应(TST)的不足,本研究选用牛分枝杆菌特异性抗原MPB83、MPB70及CFP10与ESAT-6融合蛋白(CFP10-ESAT-6)分别建立了检测牛分枝杆菌特异抗体的间接酶联免疫吸附方法(ELISA)。上述3种抗原中一种以上抗原的特异性抗体为阳性时,即可判断为结核检测阳性。以TST为标准,判断ELISA方法的敏感性与特异性。结果证明,ELISA方法具有较好的敏感性(71.4%)。对ELISA检测为强阳性的奶牛进行细菌分离,并对5头结核菌分离阳性奶牛进行TST检测,结果有3头为TST阳性,2头可疑,显示出ELISA方法对严重感染牛的检测较TST具有更高的敏感性。由于TST与ELISA分别以细胞免疫与体液免疫为基础,两种检测方法结合应用可进一步提高牛结核病的检出率。     

牛传染性鼻气管炎病毒抗体检测胶体金免疫层析试纸的研制

将gD蛋白用胶体金标记并包被于结合垫作为检测探针,未标记的gD蛋白包被NC膜作为检测线,以金标记鼠IgG与羊抗鼠IgG作为独立质控系统,利用双抗原夹心法建立检测牛传染性鼻气管炎病毒(infectious bovine rhinotracheitis virus, IBRV)抗体的胶体金免疫层析试纸,并对该试纸进行了性能评价。结果显示,该试纸在检测副结核分枝杆菌(MAP)、赤羽病病毒(AKAV)、牛病毒性腹泻病毒(BVDV)、牛支原体(M.bovis)、小反刍兽疫病毒(PPRV)、布氏杆菌(Brucella)、口蹄疫病毒(FMDV)的标准阳性血清时均为阴性反应;该试纸在检测IBRV标准阳性血清时敏感性为1∶16;将该试纸与进口商品化ELISA试剂盒共同检测60份待检牛血清,两者的阳性符合率为93.3%,阴性符合率为100%,总符合率为96.7%。结果表明,本试验建立的胶体金免疫层析试纸可在10～15 min完成检测,具有快速、准确、简便等特点,为临床定性检测及现场诊断牛传染性鼻气管炎提供了有效工具。     

牛病毒性腹泻病毒抗体胶体金检测试纸条的制备

采用sf9昆虫细胞-杆状病毒系统重组表达牛病毒性腹泻病毒P80蛋白抗原,经纯化鉴定后将P80蛋白用胶体金标记作为示踪抗原,未标记的P80抗原作为捕获抗原,并以羊抗牛IgG抗体作为质控抗体,建立了牛病毒性腹泻病毒抗体快速诊断试纸条。试验结果表明,该试纸条检测灵敏度高,特异性良好,与牛口蹄疫病毒、牛传染性鼻气管炎病毒无交叉反应。使用建立的胶体金试纸条和IDEXX牛病毒性腹泻病毒ELISA抗体检测试剂盒同时检测80头份牛血清,阳性结果符合率为86.7%,阴性结果符合率为100%,总符合率为95%。该试纸条可用于临床牛病毒性腹泻病毒抗体的诊断和检测。     

牛传染性鼻气管炎病毒抗体胶体金检测试纸条的制备

采用SF 9昆虫细胞-杆状病毒系统重组表达牛传染性鼻气管炎病毒gD蛋白抗原,经纯化鉴定后将gD蛋白用胶体金标记作为示踪抗原,未标记的gD抗原作为捕获抗原,并以羊抗牛IgG抗体作为质控抗体,建立了牛传染性鼻气管炎病毒双抗原夹心法胶体金检测试纸条。试验结果表明,该试纸条检测灵敏度高,特异性良好,与牛口蹄疫病毒、牛病毒性腹泻病毒等阳性血清无交叉反应。使用建立的胶体金试纸条和IDEXX牛传染性鼻气管炎病毒抗体ELISA检测试剂盒同时检测112份牛血清,阳性符合率为93.5%,阴性符合率为96.0%,总符合率为94.6%。说明该试纸条可以应用于临床牛传染性鼻气管炎病毒抗体的诊断和检测。     

牛副结核胶体金免疫层析试纸条的研制

将提纯的牛副结核分支杆菌重组蛋白MAP0862-2154c作为硝酸纤维素膜检测线的包被抗原,兔抗羊IgG作为硝酸纤维素膜质控线的包被抗体,金标羊抗牛IgG点喷到玻璃纤维素膜上,制成用于检测牛副结核抗体胶体金免疫层析试纸条。用牛的副结核标准阳性血清与检测试纸条反应,在检测线处出现红色反应带,而滴加阴性血清的试纸条检测线处未出现反应条带,上述2种血清在质控线处均出现红色反应条带;试纸条可检出牛副结核抗体的最低抗原包被浓度为400μg/mL;试纸条不与牛结核病、牛布鲁氏菌病的阳性血清发生反应;试纸条37℃保存9d后的检验结果与4℃保存的检验结果相同。所制备的试纸条具有灵敏、特异的优点,稳定性良好;10min左右即出结果,操作简便,可用于临床诊断。     

牛型分枝杆菌MPB70蛋白胶乳凝集方法的建立及应用

为了研究牛结核病新型诊断试剂，提高诊断的特异性和敏感性，我们用大肠杆菌工程菌表达了牛型分枝杆菌特异性抗原MPB70并提纯蛋白建立了牛结核病乳胶凝集试验（LAT）诊断方法。MPB70是一种牛型分枝杆菌特异性分泌而卡介苗BCG缺失的蛋白质，热稳定性好，用此蛋白建立的乳胶凝集方法具有良好的敏感性、特异性以及较长的保存期，检测70份临床奶牛血清，与皮内变态反应和间接血凝方法相比较分别具有71．4％和88．6％的符合率。该方法还可鉴别诊断自然感染和疫苗免疫接种。我们建立的牛型分枝杆菌MPB70蛋白乳胶凝集试验诊断方法将分子生物学手段和经典试验方法有机结合，为临床快速检测牛结核病血清特异性抗体水平提供了行之有效的方法。     

11种牛分枝杆菌抗原在牛结核病诊断中的初步评价

为筛选及评价用于牛结核病诊断的抗原,本试验将CFP-10、ESAT-6、TB10.4、TB27.4、MPT51、MPT63、MPT64、MPB70、MPB83、Rv3872和Ag85B共11种牛分枝杆菌抗原分别作为包被抗原建立间接ELISA方法,比较其对牛结核病的检出率;同时利用豚鼠和牛的皮试试验评价重组蛋白作为皮试试验刺激原的潜力。此外,将重组蛋白分别刺激结核病阳性牛和阴性牛的抗凝血24 h,检测血浆中的IFN-γ水平,评价各重组蛋白作为IFN-γ释放试验刺激原的潜力。结果显示,不同重组蛋白对结核病阳性血清的反应活性不一,MPB70总检出率最高,为59.7%;其次是Ag85B、ESAT-6和MPB83,检出率均在45%以上;MPT51的检出率最低,仅为2.2%。豚鼠和牛皮试试验均显示,单个重组蛋白作为刺激原难以产生令人满意的迟发型过敏反应（delayed type hypersensitivity,DTH）,而TB10.4、TB27.4、MPT64、MPT63或Rv3872作为补充抗原,分别与CFP-10或ESAT-6混合,均可特异性地刺激结核病阳性牛产生较强的DTH反应,且与PPD-B无显著差异（P>0.05）。重组蛋白CFP-10、ESAT-6、TB10.4和MPT51均能刺激结核病牛全血释放一定的IFN-γ,其中CFP-10、CFP-10-ESAT-6串联蛋白和MPT51刺激结核病阳性牛全血释放的IFN-γ显著高于阴性牛（P<0.05）。因此,这11种牛分枝杆菌抗原并不适合单独用于牛结核病的血清学诊断、皮试试验或IFN-γ释放试验,但以CFP-10和ESAT-6为核心,TB10.4、TB27.4、MPT64、MPT63、Rv3872或MPT51作为其补充抗原,均能提高检测敏感性,有作为皮试试验和IFN-γ释放试验特异性刺激原用于牛结核病诊断的潜力。     

牛结核病诊断用特异性抗原的研究进展

本文综述了牛结核病诊断中几种特异性结核蛋白的研究进展。牛结核病的诊断方法主要是基于细胞免疫的皮肤变态反应和基于抗原抗体反应的血清学方法。目前牛结核病的主要诊断试剂为牛型提纯结核菌素(PPD),由于PPD与卡介苗及环境分枝杆菌存在交叉反应,导致特异性较低。根据这一情况,各种特异性抗原不断被发现并用于诊断。     

口蹄疫病毒抗原胶体金试纸条的研究

利用单克隆抗体技术制备抗口蹄疫病毒的单克隆抗体,特异性试验表明其只与O、A、Asia 1型3种血清型FMDV抗原结合。进而采用胶体金标记技术,以胶体金标记的抗口蹄疫病毒单克隆抗体、多克隆血清抗体和葡萄球菌A蛋白为主要材料,研制口蹄疫快速检测试纸条。该试纸条检测O、A、Asia 1型3种血清型灭活口蹄疫病毒均为阳性,检测水疱性口炎病毒、猪水疱病病毒、蓝舌病病毒、猪蓝耳病病毒4种灭活抗原及小反刍兽疫病毒疫苗株均为阴性,试验结果与口蹄疫实时荧光定量RT-PCR方法的完全一致,表明其具有良好的特异性。敏感性试验结果是,试纸条的检测极限为1∶160稀释的样品,其敏感性相当于实时荧光定量RT-PCR方法的1/64。由于试纸条具有操作方便、检测快速等优点,因此该试纸条可以用于大量临床样品的快速检测和现场检测。     

Tuberculosis in domesticated red deer: Comparison of purified protein derivative and the specific protein MPB70 for in vitro diagnosis

The use of a Mycobacterium bovis-specific protein, mycobacterial protein bovis 70 (MPB70), was compared with complex, M bovis-derived purified protein derivative (bovine PPD), for its ability to improve the diagnostic precision of in vitro assays for tuberculosis in farmed deer. A combination of lymphocyte transformation and enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) was used to differentiate between specific M bovis reactivity and crossreactivity due to sensitisation with saprophytic mycobacteria such as Mycobacterium avium. In the lymphocyte transformation assay the response of mononuclear cells, from red deer, to MPB70 was found to be more specific, but less sensitive, as an indicator of infection by M bovis when compared with the complex antigen bovine PPD. When used in conjunction with bovine PPD alone, MPB70 was found to increase the specificity of the ELISA in diagnosing animals with disease.     

Implications and challenges of tuberculosis in wildlife ungulates in Portugal: a molecular epidemiology perspective

Mycobacterium bovis and, more rarely, Mycobacterium caprae, may cause zoonotic bovine tuberculosis (bTB) in an extensive range of animal species. In Portugal, during 2009, a remarkable raise of bTB incidence was registered in cattle along with an increase of new cases in wildlife. In this work, we reassess and update the molecular epidemiology of bTB in wild ungulates by including 83 new M. bovis and M. caprae isolates from wild boar and red deer obtained during 2008-2009. Spoligotyping identified 27 patterns in wild ungulates, including 11 patterns exclusive from deer and five from wild boar. The genetic relatedness of wildlife and livestock isolates is confirmed. However, the relative prevalence of the predominant genotypes is different between the two groups. Contrasting with the disease in livestock, which is widespread in the territory, the isolation of bTB in wildlife is, apparently, geographically localized and genotypic similarities of strains are observed at the Iberian level.     

Differential antigen recognition by serum antibodies from three bovid hosts of Mycobacterium bovis infection

Cattle, bison and buffaloes are susceptible to Mycobacterium bovis, the causative agent for bovine tuberculosis. Accurate and timely identification of infected animals is critical for improved management and control of disease in these species. Bovids develop humoral immune responses to M. bovis infection making serological tests attractive for tuberculosis screening. However, optimization and validation of antibody assays designed for various animal species require understanding of antigen recognition patterns in each target host. The objective of this study was to characterize serological reactivity profiles generated by cattle, American bison, and African buffaloes in tuberculosis. Serum samples from M. bovis-infected animals were tested for the presence of IgM and IgG antibodies to MPB70/MPB83 and CFP10/ESAT6 chimeric proteins using Dual-Path Platform technology. All three host species showed IgG responses of higher magnitude and frequency than IgM responses; further, IgM seroreactivity was limited to MPB70/MPB83, whereas IgG antibodies recognized both test antigens. In cattle, the IgM and IgG responses were elicited mainly by MPB70/MPB83, whereas bison and buffaloes showed similar IgG seroreactivity rates for MPB70/MPB83 and CFP10/ESAT6 antigens. The findings demonstrate distinct patterns of predominant antigen recognition by different bovid species in M. bovis infection.