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。     

牛结核病抗体胶体金快速检测技术的建立和应用

为了建立一种快速检测牛分支杆菌抗体的新方法用于诊断牛结核病,利用胶体金免疫层析技术原理,用原核诱导表达的牛分支杆菌抗原蛋白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.结果表明,粒径为40 nm的胶体金制备的试纸条敏感性最高,胶体金最佳标记pH为6.0,MPB83抗原最适标记量为每毫升胶体金6.5 μg,MPB70抗原的最适包被浓度为3.0 mg/mL,抗MPB83蛋白IgG的最佳包被浓度为2.5 mg/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.比较试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.本试纸条与牛分支杆菌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%.快速检测牛结核抗体的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,在牛结核病根除计划中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。     

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。     

牛结核杆菌MPB70-ESAT-6融合蛋白的原核表达及抗原反应性分析

为增强单个蛋白的抗原性,利用(Gly4Ser)3柔性连接肽将牛结核杆菌MPB70和ESAT-6融合。采用重叠延伸PCR技术将牛结核杆菌mpb70与esat-6基因连接,获得融合基因mpb70-esat-6,连接至T-Vector pMD19中,获得克隆质粒pMD-70-esat-6。经Bam HⅠ、EcoRⅠ酶切、纯化,并与p ET28a(+)载体连接,构建了pET-70-esat-6重组表达质粒。SDS-PAGE发现,在27.2 ku处表达了融合蛋白MPB70-ESAT-6,Western blotting证实,MPB70-ESAT-6与牛结核阳性血清反应性良好。MPB70-ESAT-6融合蛋白的研究为牛结核病诊断抗原及相关疫苗研究奠定了基础。     

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。     

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%。     

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。     

牛结核分枝杆菌早期标识性分泌性蛋白MPB70、MPB83基因的串联表达及其抗原性鉴定

为获得一种具有抗原性的牛结核分枝杆菌(MB)感染早期标识物MPB70、MPB83分泌性蛋白的串联抗原蛋白,本研究利用DNAStar生物信息软件对MB感染早期标识性分泌性蛋白MPB70、MPB83抗原结构区域进行预测后设计合成相应引物,并在两个片段之间引入16位柔性多肽,通过重叠延伸PCR技术获得MBP70与MBP83基因的抗原优势区核苷酸串联片段,将其连接至原核表达载体pGEX-6p-1中经诱导、表达,结果显示构建的重组表达载体获得高效表达,目的抗原蛋白的分子质量约58ku,纯化后重组蛋白的纯度>90%,经免疫BALB/c小鼠4次后,抗体效价达到1∶51200。本实验获得了具有明显抗原活性的MB感染早期分泌性蛋白串联抗原MPB70+MPB83,为后续进一步研发MB早期感染标识物快速检测试剂盒奠定了基础。     

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.     

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。     

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。     

牛分枝杆菌抗原MPB70、MPB83和ESAT-6的融合表达及重组蛋白的初步应用

应用PCR方法从牛分枝杆菌Vallee株基因组中扩增获得mpb70、mpb83和esat-6三个目的基因片段。采用重叠延伸剪接技术(splicing by overlap extension,SOE)获得融合基因mpb70-mpb83后,将mpb70-mpb83和esat-6串连于同一表达载体pET32a( )中得到重组质粒pET70-83-E6。转化BL21(DE3)大肠杆菌感受态后,经IPTG诱导以可溶的形式表达融合蛋白。用Ni2 亲合层析的方法纯化该融合蛋白。Western blot分析显示:该融合蛋白能与抗牛分枝杆菌阳性血清发生特异性反应,而与牛副结核病阳性血清不反应。用该纯化蛋白初步建立了间接ELISA方法,并检测了117份临床血清样本(其中67份为PPD阳性牛血清),阳性率为39.32%(46/117)份,与PPD皮试诊断的符合率为82.05%(96/117)。     

免疫层析试纸条(ICS)检测禽流感抗体

以纯化的禽流感病毒（avian influenza virus,AIV）核蛋白作为捕捉抗原，金标兔抗鸡抗体作为金标二抗，建立检测禽流感血清抗体的胶体金免疫层析试纸条（immunochromatographic strip, ICS）。对标准阳性血清不同滴度进行检测，ICS试验的敏感性高于琼脂扩散试验（AGP）。特异性试验证实，禽流感的ICS试验与新城疫（ND）、传染性支气管炎（IBV）、鸡传染性法氏囊病（IBD）及减蛋综合症（EDS-76）均无交叉反应。同时，用ICS试验和HI试验检测105份鸡血清，两者具有较好的符合性。结果认为：禽流感ICS具有快速简便、特异、灵敏等优点。