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奶牛新孢子虫病诊断方法研究进展

放大字体  缩小字体 发布日期:2006-04-30  来源:中国兽医寄生虫病  作者:赵金萍, 王春仁  浏览次数:274

    新孢子虫病(Neosporiasis)是由犬新孢子虫  ( Neospora caninum Dubey,1988)寄生于犬、牛、羊等多种动物细胞内而引起的一种原虫病。该病1984  年由挪威兽医学家Jcerkas在患脑炎和肌炎的幼犬  体内首次发现,1988年Dubey博士将其命名为犬新孢子虫[1]。犬新孢了虫的终末宿主是犬[2],牛、羊、犬、马、鹿、小鼠等均可作为中间宿主。虽然新孢子虫病是多种家畜共患的一种原虫病,但其对牛的危害尤为严重,主要造成母牛流产、产死胎以及新生儿的运动神经系统疾病,同时该病可垂直传播,带虫母牛可将虫体直接传给新生犊牛,已证实它是造成奶牛工业严重经济损失的一个重要原因。由于我国每年从欧美及周边国家引进大量种牛或商品牛,很可能将本病带入我国。本病防制的关键在于诊断,为此作者就近年国外学者奶牛新孢子虫病诊断方法进行了综述,供同行们参考。    

  1 临床诊断    

  生前诊断主要依靠临床症状观察。本病一年四季均可发生,但高峰多出现在夏季,感染在母畜间不存在年龄差异,以妊娠6个月以前流产的胎儿血清  阳性比例较高,引起的流产常呈散发性或地方性流行,因此当出现母畜流产,死产,新生儿瘫痪、畸形,共济失调,肌肉萎缩,抽搐或其它运动神经系统疾病  症状时,特别是一群或多群出现此类症状时应怀疑是否为新孢子虫感染[3,4]    。   
 
  2 病原学诊断    

  2.1 病理组织学检查   

  根据 N.caninum 的寄生部位,在新生儿的肌肉、脑组织、呼吸道分泌物及皮肤脓包等活组织中均能检查到 N.caninum 。应采集流产胎儿的脑、脊髓、心脏及肝等组织进行常规组织学检查。可见多灶性、非化脓性脑炎、神经炎、心肌炎、骨骼肌炎、肝炎以及细胞浸润等,但要确诊,必须检测到 N.caninum 速殖子和(或)组织包囊[5]    。   

  2.2 病原的分离培养   

  为了分离及培养 N.cani-num 病原,可采集待检动物病料组织,匀浆后皮下接种小鼠、大鼠、小沙鼠、犬、猫、家兔等。接种剂量依  据动物种类不同而不同。发病后采集中枢神经或内脏组织进行特异性检验,也可进行传代接种。 N.  caninum 的体外培养已获成功,可在牛肾细胞、Vero细胞等传代细胞系中生长发育,常用牛单核细胞和牛心肺主动脉内皮细胞进行培养。Davison等[6]   (1997)将约10 g新鲜的死胎犊牛脑组织用0.5%的胰蛋白酶匀浆消化后接种到6份Vero细胞上。在  含有5%CO2、95%空气混合物的RPMI-1640培养液中,于37°C 下维持培养。接种后29天在一份培养  液中首次观察到典型的 N.caninum 速殖子。Ya-  mane等[7](1997)采集16头流产胎儿和疑似新孢子  虫病犊牛组织样本,接种于牛心肺主动脉内皮细胞和猴肾细胞培养物中,接种后49天在一份细胞中观  察到 N.caninum 速殖子。这表明病原的分离和体外培养可用于新孢子虫病的特异性诊断。    
  
  2.3 免疫组织化学检查虫体   

  采集病死动物的大脑、脊髓,或肝、肾、胎盘,或其它病变部位,切片后用免疫组织化学染色。犬 N.caninum 血清可使虫体特  异性着染,而弓形虫和其它原虫血清则不能,可进行特异性诊断    [1,8]。抗生物素蛋白-生物素-过氧化物酶染色法(ABPC法)就是其中的一种,Lindsay用兔抗 N.caninum 血清对组织切片进行染色,可检测  到新孢子虫速殖子和缓殖子。而对龚地弓形虫、哈  氏哈芒球虫、枯氏肉孢子虫、杰利氏贝诺孢子虫等不着染,同时兔抗龚地弓形虫血清对 N.caninum 无反应 [1]    。    

  3 血清学诊断

  有效的血清学检测对于牛流产的准确诊断、新孢子虫病传播的流行病学调查以及 N.caninum 其它中间和终末宿主的确定是十分必要的。目前,检测牛 N.caninum 抗体的许多种血清学方法已得到报道,包括间接荧光抗体试验(IFAT)、Western blot试验、凝集试验以及ELISA检测方法等。其中IFAT  和ELISA方法应用广泛,且检测结果的特异性和敏  感性都较高[9,10]。    
  
  3.1 间接荧光抗体试验(IFAT)   

  将Vero细胞传代细胞系培养的 N.caninum 固定在载玻片上,用IF-AT测定血清和初乳中抗 N.caninum IgG的抗体效价,血清中IFAT抗体效价为1:200~1:1600,甚至高达1:6400。另外,也可检查患畜脑脊髓液中的抗体,本法尤其适用于犊牛先天性 N.caninum 感染。本法特异性较强,敏感性较高,检测动物血清抗体时血清稀释100倍后不与龚地弓形虫发生交叉反应[2,9,11]    。Okeoma,Williamson对269份自然感染N.caninum的牛血清样本进行了不同抗体滴度的IFAT检测,结果表明尽管抗体滴度存在着波动,但IFAT滴度相同的组中 N.caninum 速殖子抗原的染色体条带形式仍然相同,此法可用于识别 N.cani-  num 速殖子抗原[12]。 
   
  3.2 酶联免疫吸附试验(ELISA)   

  现有研究中ELISA检测法主要建立在整体或部分纯化的自然性N.aninum 抗原或重组的 N.canmum 抗原,或 N.can-  inum 抗体活性以及 N.caninum特异性竞争抑制性单克隆抗体(MAbs)的基础之上。目前,已研制出了有效的ELISA诊断试剂盒。其中建立在 N.caninum 单克隆抗体(MAb)和表面抗原基础上的ELISA检  测方法的应用广泛,而且诊断的特异性和敏感性都  较高[9,10,13]。   
  
  3.2.1  ELISA目前,已研制出了有效的 N.caninum   

  ELISA诊断试剂盒。Williams[14]等学者对ELISA试剂盒检测牛血清 N.cqninum 抗体的效果进行了估测,并与IFAT的检测结果进行了比较。依试剂盒说明进行检验,检测结果小于20pp的样本为阴性,在20~25pp范围内为可疑,大于25pp的为阳性样本[pp为检测样本的OD值与阳性对照血清(IFAT  效价为1:5120)平均OD值的百分比]。结果表明,该法与IFAT检测结果有较高一致性,并且更为可  靠,特异,敏感。另外,也可应用ELISA方法检测牛乳中 N.caninum 抗体,Schares G,Barwald A等人应用ELISA检测牛乳中新孢子虫抗体,指出稀释比1:2的牛乳可得到与相应血清检测呈线性相关的实验结果[15]。临床试验结果表明,Biovet ELISA试剂盒和IDEXX ELISA试剂盒的特异性和敏感性都大于95%,可作为检测牛 N.caninum 抗体的有效方法[14]    。   

  3.2.2  MAb-cELISA Baszler等[16]

  (1999)人在原有研究基础上,对以单克隆抗体(MAb 4A4-2)为基础的竞争抑制性酶联免疫吸附试验(cELISA)进行了改良。改良后的cELISA方法应用特异性单克隆抗体(5B6-25存在于弗氏完全佐剂中)来俘获自然性N.caninum 抗原,并使之与竞争性单克隆抗体(MAb 4A4-2)直接结合,这两种单克隆抗体可  以结合在不同的抗原表位上而得到保存,它们都主导免疫65-Kda N.caninum 速殖子表面抗原(Nc-  1分离株)。cELISA 方法可以减少非特异性抗体结合,而且允许应用未稀释的待检血清以提高诊断的特异性和敏感性。实验结果中诊断敏感性为97.6%,诊断特异性为98.6% ,表明该法对 N.caninum阳性与阴性样本具有敏锐的识别力。 N.caninum  cELISA的特异性取决于MAb 4A4-2,且它可以与抗原直接结合,因此对cELISA的改良以及类似于凝集实验等其它辅助性检验是没有必要的。  cELISA是一种检测牛 N.caninum 抗体的快速,灵敏,准确的方法 [9,13,17]。    
  
  3.2.3  以 N.caninum 表面抗原为基础的ELISA      

  N.caninum 表面存在许多抗原,N.caninum 主要表面  抗原可作为新孢子虫病的一个重要诊断剂。   NcSAG1是 N.caninum 一个主要表面抗原,Cha-han 等人将编码缺少信号肽和C末端疏水功能区的  NcSAG1(NcSAGlt)的基因克隆,并通过与谷光甘肽-S转移酶(GST)一起作为融合蛋白而使之在大肠杆菌中进行表达。将纯化的GST-NcSAG1t应用到ELISA中以检测牛新孢子虫抗体。该法可对IFAT  检测呈阳性和阴性的牛血清进行明显的区分,而且它不会产生与实验性感染龚地弓形虫小鼠的交叉反  应[18]。Howe和Tang [19](2002)对 N.eaninum 主要表面抗原rNcp29进行了研究,并设计了rNcp29r ELISA以检测牛血清中特异性抗体,Ncp29由与龚地弓形虫特异性SAGl基因同源的基因来编码,是  一种重组的表面蛋白,实验结果表明该法可以很快区分 N.caninum 血清反应阳性的牛群([OD]大于1.2,稀释度为1:500或更高)和阴性对照组([OD]小于0.5,稀释度为1:500)。另外,从龚地弓形虫或  枯氏肉孢子虫的动物体分离的血清ELISA检测结  果为阴性,因此rNcp29r ELISA对于检测 N.caninum抗体具有高度的特异性和敏感性。Hye-Jin AHN和Sera KIM等(2003)对另一个   N.caninum 表面抗原Ncp43 ( N.caninum Korean株)进行了研究,其抗原表位位于该分子C末端的2/3  处(Son et al.,2001),将纯化的GST与Ncp43 C末端的2/3处(P片段)进行融合(可应用一个相对较短的缺少特征性标记的6xHis替代GST),并将其作为抗原设计ELISA试验。结果表明该法能够准确  的检测出特异性 N.caninum 抗体,而且Ncp43与龚地弓形虫的TgSAGlA一起可用于不同哺乳动物的   N.caninum 和龚地弓形虫感染的鉴别诊断 [20,21]。另外,其它几种重组的 N.caninum 抗原如Nc4.1 和Nc14.1 也可作为重组蛋白进行ELISA试验  以检验特异性 N.caninum 抗体[19]    。    

  4 分子生物学诊断    

  目前,奶牛 N.caninum 病分子生物学诊断方法  

  中应用较多的主要是多聚酶链式反应(PCR)。此法多以 N.caninum 特异性表面抗原为基础,适用于感  染细胞培养基中的病原和福尔马林固定、石蜡包埋  的组织中 N.caninum 病原的检测。    
  4.1 Indirectly in situ PCR   

  此法是Loschen-ber-  ger等(2004)研究的检测 N.caninum 的一种新方法,它具有高度的特异性和敏感性,能替代免疫组化方法,可通过半抗原标记的核苷PRINS反应检测到,也可通过荧光染色体标记的抗体显示出来[22]。 
   
  4.2  检测Nc-5基因的PCR    

  Paula等(2004)从12头2岁的妊娠5个月流产牛胎的临床样本中采集血液并分离DNA,应用Np21+和Np6+引物对对N.caninum NC-5基因的350bp片段进行PCR扩增,同时应用Tim3和Tim11引物对对内转录阻断物1 (ITSI)进行扩增。证明此法效果很好[23]。Fernandez和Mora(2002)设计了一个二次PCR  法以定量检测牛流产胎儿中的 N.caninum ,他们设计寡聚核苷酸引物以扩增 N.caninum Nc-5序列的76bp DNA片段的相应基因。结果表明这种PCR方法可用于新孢子虫病的定量检测[24]。另外,Müller  和Vonlaufen(2002)设计了二次荧光PCR试验以定量检测鼠中枢神经系统组织切片中的新孢子虫,这  种应用双重荧光杂交技术的PCR可有效的检测脑组织中的新孢子虫[25]    。    
  
  4.3  单管套式PCR(single tube nested PCR) 

  El-lis,McMillan等[26](1999)描述了一种检测新孢子虫的具有两个连续步骤的单管套式PCR技术(single tube nested PCR)这种PCR诊断法对于靶序列的特异性复制产物特别敏感,可从分离于自然感染的牛及犬的福尔马林固定、石蜡包埋的组织样本中扩增 N.caninum DNA,达到临床诊断的目的。并对PCR MIMIC也做了描述,有待于更深入的研究以证实此  项技术对于研究 N.caninum 生物学特性中的作用。    

  5 结语    

  综上所述,奶牛 N.caninum 病的诊断要结合临床症状、流行病学、病理组织学变化的特点,应用多  种检测方法进行综合诊断。血清学检测和PCR检  测是诊断奶牛 N.caninum 病的有效方法。特异性PCR检测以及建立在 N.caninum 特异性表面抗原和竞争抑制性单克隆抗体基础上的ELISA方法,诊断的特异性和敏感性都很高,适用于感染细胞培养基中的病原和福尔马林固定、石蜡包埋的组织中 N.  caninum 病原的检测。在实际工作中,我们要根据实际情况,选用相应的方法诊断奶牛的新孢子虫病。     
 
 
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