引用本文
尤凤兴, 居丽雯, 张敬平, 施强, 马广源, 吉杏生, 吴家林, 凌霞. 流感病毒快速检测方法特异性和敏感性研究. 2009, 24(8): 598-601
YOU Fengxing, JU Liwen, ZHANG Jingping, SHI Qiang, MA Guangyuan, JI Xingsheng, WU Jialin, LING Xia. Research on the specificity and sensitivity of rapid detection methods of influenza virus. Labratory Medicine, 2009, 24(8): 598-601  
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《检验医学》编辑部
流感病毒快速检测方法特异性和敏感性研究
尤凤兴1, 居丽雯2, 张敬平1, 施强2, 马广源1, 吉杏生1, 吴家林1, 凌霞1
1.无锡市疾病预防控制中心, 江苏 无锡 214023
2.复旦大学公共卫生学院, 上海 200032

作者简介:尤凤兴,男,1955年生,学士,主任技师,主要从事病原微生物研究。

基金:国家卫生部资助项目(WKJ2006-2-10)
摘要
目的

比较多重逆转录聚合酶链反应(mRT-PCR)和胶体金法检测流感病毒的敏感性和特异性。

方法

采用mRT-PCR和胶体金法检测经细胞培养和红细胞凝集抑制试验(HI)鉴定为A/H1、A/H3、B型流感病毒的鼻咽拭标本78份,阴性鼻咽拭标本40份,并对已稀释成101~105病毒半数感染量(TCID50)/0.1 mL的3株H1、H3、B型流感病毒进行敏感性试验。

结果

mRT-PCR对A型流感病毒的检测敏感性为44.8%,特异性为97.5%;对B型流感病毒检测敏感性为20.0%,特异性为100.0%。胶体金法对A型流感病毒检测敏感性为44.8%,特异性为100.0%;对B型流感病毒检测敏感性为5.0%,特异性为97.5%。对经20代内狗肾细胞(MDCK)分离培养阳性的4份A/H1、4份A/H3和3份B型流感培养液,mRT-PCR和胶体金法检测的阳性符合率与型别符合率均为100.0%。mRT-PCR检测流感病毒敏感性为103 TCID50/0.1 mL;胶体金法检测的敏感性为103 TCID50/0.1 mL。

结论

mRT-PCR和胶体金法的敏感性与特异性无差异;mRT-PCR和胶体金法均可用于人群流感鼻咽拭标本流感病毒快速检测,特别是聚集性暴发流感患者,建议采样时标本数要适当放大2~3倍。mRT-PCR可进一步确定流感病毒的H1和H3亚型。

关键词: 流感病毒; 分离; 多重逆转录聚合酶链反应; 胶体金法
中图分类号:R373.1 文献标志码:A 文章编号:1673-8640(2009)08-0598-04
Research on the specificity and sensitivity of rapid detection methods of influenza virus
YOU Fengxing1, JU Liwen2, ZHANG Jingping1, SHI Qiang2, MA Guangyuan1, JI Xingsheng1, WU Jialin1, LING Xia1
1. Wuxi Center for Diseases Prevention and Control, Jiangsu Wuxi 214023, China
2. The College of Public Health of Fudan University, Shanghai 200032, China
Abstract
Objective

To research the sensitivity and specificity of multiplex reverse transcription-polymerase chain reaction (mRT-PCR) and colloidal gold rapid test for detection of influenza virus.

Methods

The samples being identified as influenza virus A/H1, A/H3 and B by cell culture and hemagglutination inhibition (HI) test were determined by mRT-PCR and colloidal gold rapid test in 78 positive samples and 40 negative samples of nasopharynx swabs. Additionally, the sensitivity was determined in the samples of influenza virus H1, H3 and B diluted from 101 to 105 TCID50/0.1mL.

Results

The sensitivity of mRT-PCR to influenza virus A was 44.8%, and its specificity to influenza virus A was 97.5%. The sensitivity of mRT-PCR to influenza virus B was 20.0%, and its specificity to influenza virus B was 100.0%. The sensitivity of colloidal gold rapid test to influenza virus A was 44.8%, and its specificity to influenza virus A was 100.0%. The sensitivity of colloidal gold rapid test to influenza virus B was 5.0%, and its specificity to influenza virus B was 97.5%. mRT-PCR and colloidal gold rapid test detected 4 samples of A/H1, 4 samples of A/H3 and 3 samples of B being identified by MDCK cell culture, and the positive coincidence and type coincidence of the two tests were 100.0%. The sensitivity of mRT-PCR to influenza virus was 103 TCID50/0.1 mL, and the sensitivity of colloidal gold rapid test to influenza virus was 103 TCID50/0.1 mL.

Conclusions

There is no statistical difference in the sensitivity and specificity of mRT-PCR and colloidal gold rapid test. Both mRT-PCR and colloidal gold rapid test can be used in rapid detection of nasopharynx swabs samples of influenza virus, especially in the cluster of patients with explosive influenza virus, but the quantity of sample should be increased 2 to 3 times in the course of sampling. The tests of mRT-PCR can identify subtype H1 and H3 of influenza virus.

Keyword: Influenza virus; Isolation; Multiplex reverse transcription-polymerase chain reaction; Rapid test; colloidal gold

引起流行性感冒(简称流感)的主要病毒是A、B型流感病毒, 通常只有A型和B型流感病毒会引起大流行或局部的暴发流行[1]。传统病毒分离培养和红细胞凝集抑制试验(HI)鉴定方法特异性和敏感性强, 但病毒分离培养耗费时间较长, 需要有流感病毒型特异性抗血清, 对于人群聚集性流感暴发提供病原体诊断依据相对较慢。胶体金法出结果快速, 只需20 min, 操作简便, 适于现场检测, 但其只能鉴定A与B型流感, 目前还不能进行亚型鉴定, 并且没有国产试剂, 试剂盒价格昂贵, 有文献报道敏感性相对较低[2]。多重逆转录聚合酶链反应(mRT-PCR)检测过程需4 h, 并需要一定的仪器设备, 与胶体金法比较成本低, 并且可以进行亚型鉴定。对于聚集性流感暴发, 首先要快速出结果, 并且最好能够提供型与亚型的诊断。基于此, 我们对胶体金法和mRT-PCR在流感病毒的快速检测进行了较为全面的比较研究。

材料和方法
一、试验材料

1.标本与来源 标本来自无锡市人民医院儿童医院分部和无锡市第三人民医院儿内科国家流感监测网络哨点医院, 从就诊流感样病例及肺炎病例(体温≥ 38 ℃)采集鼻咽拭子; 如果局部有疑似流感暴发, 由市、区疾控中心采集标本。标本采集后冷链12 h内运送至实验室, 24 h内进行流感病毒分离培养和快速检测试验。24 h内不能进行实验的咽拭标本即置-70 ℃低温冰箱保存待测。流感病毒敏感性实验标本选择由本室分离鉴定、国家流感中心确认的A/江苏北塘/122/2008(H1)、A/江苏北塘/149/2008(H3)、B/江苏北塘/137/2008流感病毒株。

2. 试剂 RNA提取和mRT-PCR使用宝生物工程有限公司Takara RNAiso Plus试剂盒, 批号为DV818A。引物设计参见文献[3, 4]。H1、H3、B扩增产物分别为431、210和390 bp。胶体金法试剂盒由杭州创新生物检控技术有限公司提供(国药准字S20050106), 批号为FA080301。仪器为美国BIO-RAD Mycycler PCR仪。

二、实验方法

1. 病毒分离培养与鉴定 采用20代内狗肾细胞(MDCK)分离培养。标本预处理:3 mL标本加150 μ L“ 四抗” 2~8 ℃冰箱过夜。将已长成单层的MDCK用含0.02 mL/mL“ 四抗” 基础培养基洗2次, 接种150~300 μ L标本, 34 ℃吸附1~2 h后, 吸弃标本液, 加培养维持液(终浓度为5 μ g/mL胰酶、各50 μ L/mL“ 四抗” 、0.2%小牛血清白蛋白), 置35 ℃、5%CO2培养箱培养, 24 h后逐日观察细胞病变, 1周后对所有的细胞培养液用0.75%的人“ O” 型红细胞作微量血凝实验。血凝阳性培养液用国家流感中心统一下发的已知亚型血清作HI, 鉴定所分离流感病毒的型别。

2.胶体金法检测 按照试剂盒说明书操作步骤进行。

3. Takara RNAiso Plus RNA提取 按大连宝生物Takara试剂盒提取。

4.mRT-PCR 按照Takara试剂盒说明书操作步骤进行。mRT-PCR反应体系25 μ L, 各反应物浓度:10× 缓冲液 2.5 μ L、MgCl2(25 mmol/L)2 μ L、4种脱氧核糖核酸2 μ L、Taq(5 U/μ L)0.4 μ L, 3对引物各1.25 μ L、逆转录生成的cDNA 4 μ L、加水至25 μ L。反应程序:94 ℃ 3 min, 94 ℃ 30 s、51 ℃ 1 min、68 ℃ 1 min, 共35个循环, 68 ℃ 10 min。结果判断:H1 431 bp, H3 210 bp, B 390 bp。

5.病毒半数感染量(TCID50)测定 用A/江苏北塘/122/2008(H1)、A/江苏北塘/149/2008(H3)、B/江苏北塘/137/2008已知阳性标本进行10-1~10-7稀释, 在已长成单层细胞的96孔微量细胞板上用MDCK病变法进行TCID50测定。各稀释度接种10孔, 每孔接种0.1 mL, 接种方法同病毒分离, 33~35 ℃、5% CO2一周判读TCID50结果。A/江苏北塘/122/2008(H1)为106.2TCID50/0.1 mL、A/江苏北塘/149/2008(H3)为106.5TCID50/0.1 mL、B/江苏北塘/137/2008为106.5TCID50/0.1 mL。

6. mRT-PCR、胶体金法敏感性试验 采用mRT-PCR、胶体金法分别对上述各型病毒105、104、103、102、101 TCID50/0.1 mL进行3次敏感性检测实验。

三、统计学方法

使用SPSS 11.0统计软件进行分析, 组间比较采用χ 2检验。

结 果
一、mRT-PCR与胶体金法检测结果

mRT-PCR和胶体金法检测经传统细胞培养、HI鉴定已知A型流感病毒阳性的2008年鼻咽拭标本58份, 已知B型流感病毒阳性鼻咽拭标本20份; 已知流感病毒阴性鼻咽拭标本40份。见表1。mRT-PCR对A型流感病毒检测敏感性为是44.8%(26/58), 特异性为97.5%(39/40); 对B型流感病毒检测敏感性为20.0%(4/20), 特异性为100.0%(40/40)。胶体金法对A型流感病毒检测敏感性为44.8%(26/58), 特异性为100.0%(0/40); 对B型流感病毒检测敏感性为5.0%(1/20), 特异性为97.5%(39/40)。mRT-PCR和胶体金法对A、B型流感病毒阳性检出率差异无统计学意义(P=0.872 5、0.679 4)。对经MDCK细胞分离培养阳性的4份A/H1、4份A/H3和3份B型流感培养液, mRT-PCR和胶体金法检测的阳性符合率、型别符合率均为100.0%, mRT-PCR亚型符合率为100.0%。见图1。

表1 mRT-PCR、胶体金法的敏感性和特异性结果

图1 病毒培养阳性细胞培养液mRT-PCR检测结果

二、mRT-PCR、胶体金法检测敏感性试验结果

对已稀释成101~105 TCID50/0.1 mL的已知A/江苏北塘/122/2008(H1)、A/江苏北塘/149/2008(H3)、B/江苏北塘/137/2008流感病毒分离阳性标本进行mRT-PCR、胶体金法检测敏感性试验。结果mRT-PCR的敏感性为103TCID50/0.1 mL, 见图2。胶体金法也为103TCID50/0.1 mL, 且3次结果相同。

图2 mRT-PCR的敏感性结果

讨 论

以传统流感病毒分离培养和HI鉴定方法为标准, mRT-PCR和胶体金法对经MDCK细胞培养的阳性培养液进行检测, 2种方法的阳性检出率和A、B型符合率均为100.0%。mRT-PCR H1+H3引物对已知B型流感病毒检测、H1+B引物对已知H3型流感病毒检测、H3+B引物对已知H1型流感病毒检测对照均为阴性, 说明本实验所用的流感病毒H1、H3和B型mRT-PCR引物具有很好的特异性。

对经传统流感病毒分离培养和HI鉴定为A型流感病毒58份咽拭标本、B型流感病毒20份咽拭标本, mRT-PCR对A型流感病毒的检测敏感性为44.8%, 对B型流感病毒的检测敏感性为20.0%。这可能与部分标本在-70 ℃冰箱储存一段时间以后再进行核酸抽提mRT-PCR有关, 如果是新鲜咽拭标本提取核酸进行mRT-PCR检测, 阳性检出率会增高, 对于需要快速知道结果的人群聚集性流感, mRT-PCR检测是可取的方法, 因为传统的病毒分离培养和HI鉴定耗费时间较长。虽然胶体金法出结果快速, 只需20 min, 操作简便, 适于现场检测, 但其只能鉴定A与B型流感, 目前还不能进行亚型鉴定, 并且没有国产试剂, 试剂盒价格昂贵, 有文献报道敏感性相对较低[2]。mR-PCR检测需4 h, 需要一定的仪器设备, 比胶体金法成本低, 并且可以进行亚型鉴定。对于聚集性流感暴发, 首先要快速出结果, 并且最好能够提供型与亚型的诊断。

本研究结果显示, mRT-PCR和胶体金法的病毒检出敏感性均为103TCID50/0.1 mL, 与Van Elden等[5]报道的结果基本相同。而在对疑似流感患者鼻咽拭子标本进行病毒分离时发现, 约90%左右的标本在接种细胞后3~4 d出现细胞病变, 说明大部分鼻咽拭子标本中病毒含量在101~102 TCID50/0.1 mL左右[6]。用PCR对cDNA进行检测的敏感性可达0.02~0.1 TCID50/0.1 mL[7], 其检测的敏感性不容置疑, 但由于流感病毒为RNA病毒, 还涉及病毒RNA抽提过程中的损失以及如果标本不是立即进行逆转录至cDNA, 可能存在病毒RNA降解等问题, 因此我们准备进一步对鼻咽拭标本经MDCK细胞培养8~18 h后采用mRT-PCR鉴定和其他方法的研究, 克服传统培养分离和HI鉴定需要时间较长、需要流感病毒型特异性抗血清和PCR反应体系所需要的有效模板数问题, 以提高检测的敏感性。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
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