摘要:为评价不同厂家非洲猪瘟病毒荧光PCR检测试剂盒的效果,选择当前市场上6个厂家的商品化试剂盒,检测不同类型样品,结合统计学方法对试剂盒的特异性、敏感性和重复性等性能指标进行比对分析。结果显示:6个厂家的试剂盒ROC曲线下区域面积(AUC)为0.826~0.951,Youden指数为0.76~0.90,说明试剂盒的排他性和包含性等特异性指标总体表现较好;最低检出限(LOD)等敏感性数据显示,6个厂家试剂盒的LOD为10-1~102 copies/μL,说明各试剂盒的敏感性均较理想;用高、低浓度样品对试剂盒分别进行批内、批间重复性试验,发现高浓度样品的批内、批间变异系数(CV)为0.10%~1.28%,说明重复性较好,仅有2个厂家的试剂盒在检测低浓度样品时表现较好,批内CV为2.25%~6.12%,批间CV为2.93%和4.93%,说明不同试剂盒检测低浓度样品时稳定性较差。本研究为商品化荧光PCR检测试剂盒的评价提供了参考。非洲猪瘟(African swine fever,ASF)是由非洲猪瘟病毒(African swine fever virus,ASFV)引起猪的一种急性、热性、高度接触性传染病,临床上以高热、网状内皮系统出血和高死亡率为特征,严重危害养猪业发展。世界动物卫生组织(WOAH)将其列为法定报告动物疫病,我国将其列为一类动物疫病。2018年8月我国首次报道ASF疫情。目前该病尚缺乏有效的预防疫苗和针对性治疗药物,因此精准剔除阳性动物尤为重要。荧光PCR检测方法具有敏感、快速、灵敏等优点,检出下限为6个质粒拷贝或0.1~1.0 TCID50/mL,是实现精准剔除的最佳方法。但近年新出现的ASFV变异毒株具有排毒量低、不易检测等特点,这对试剂盒的敏感性和特异性提出了更高要求。本试验选取了6个厂家的ASFV荧光PCR检测试剂盒,参照OIE《陆生动物诊断试验和疫苗手册》(2018年版)1.1.6章推荐的程序要求,对其特异性、敏感性和重复性进行了比较分析,以期了解各个试剂盒的性能特点及差异。ASF阳性样品,包括血清、全血及组织;ASF阴性样品,包括组织和血清;ASFV核酸标准物质和特异性对照,包括疫苗和抗原。ASF阴、阳性样品,由市级动物疫病预防控制中心实验室初步检测,再由广东省动物疫病预防控制中心复检确定,详见表1。

本次试验使用的荧光PCR仪为罗氏LC480,所有仪器均已通过计量校准;试剂盒为6个厂家的ASFV荧光PCR检测试剂盒,分别用A、B、C、D、E、F表示,每个厂家产品各检测2个批次;DNA提取试剂盒为广州达安基因股份有限公司产品。DNA提取及PCR检测 DNA提取按照达安基因核酸提取纯化试剂盒(磁珠法)说明书进行,荧光PCR检测按照6个厂家相应的试剂盒说明书进行。分析特异性(analytical specificity,ASp) 使用72份ASF阳性样品、6份ASF阴性组织样品、2份ASF阴性血清样品,评价检测试剂盒的包含性。使用2份猪繁殖与呼吸综合征疫苗、2份猪瘟兔化弱毒株疫苗、2份口蹄疫(A、O、Asia I)抗原混合物、2份伪狂犬病毒核酸标准物质,评价试剂盒的排他性。结合统计学中的诊断特异性(diagnostic specificity,DSp)、诊断敏感性(diagnostic sensitivity,DSe)、Youden指数、受试者工作特征曲线(receiver operating charaCteristic curve,ROC曲线)等统计学方法,综合评价试剂盒的分析特异性。计算公式:式中a为真阳性数,b为假阳性数,c为真阴性数,d为假阴性数。分析敏感性(analytical sensitivity,ASe) 使用终点稀释法,将ASFV核酸标准物质进行10倍梯度稀释,得到稀释度依次为100~10-7的8份样品,对每份样品进行3次重复检测,以确定试剂盒的最低检出限(LOD)。绘制标准曲线,计算核酸含量(copies/μL),综合评价试剂盒的分析敏感性。重复性(repeatability) 选取稀释度为10-1和10-3的ASFV核酸标准物质,由两名实验人员使用各试剂盒的批内及批间产品,对每个稀释度样品进行5次重复检验,根据检测结果计算变异系数(CV),评价试剂盒的重复性。统计学分析 使用Microsoft Excel和SPSS 26.00,对上述结果进行统计分析。样品盘包括88份样品,其中ASF阳性样品72份、ASF阴性样品16份。诊断特异性结果显示,B、C、D、E、F试剂盒的特异性均达到了100%,仅有A试剂盒为87.50%;诊断敏感性从高到低依次为E>A/B>F>C/D;Youden指数从高到低依次为E>B>F>C/D>A。具体结果见表2。

利用SPSS软件绘制ROC曲线并计算ROC曲线下区域面积(AUC)。当AUC>0.9时,代表检测结果准确性高,AUC越大,试剂盒的准确性越高。如图1和表3所示:有5个试剂盒的AUC>0.9,说明大部分受测试剂盒准确性较高,AUC从大到小依次为E>B>F>C/D>A,与Youden指数结果一致。


对8个稀释度(100~10-7)的ASFV核酸标准物质,分别进行3次重复检验,根据结果绘制标准曲线。结果(图2)显示,受测试剂盒A、B、C、D、E、F的标准曲线斜率分别为-3.57、-3.67、-3.33、-3.63、-3.36、-3.63,线性回归系数分别为0.993 0、0.999 2、0.985 0、0.999 6、0.998 0、0.999 2,均较理想。A、B、E、F的LOD均为10-1~100 copies/μL,C为100~101 copies/μL,D为101~102 copies/μL,由高到低依次为A/B/E/F>C>D,说明受测试剂盒的LOD均能达到10-1~102 copies/μL。

对10-1和10-3两种稀释度的ASFV核酸标准物质进行检测发现(表4),检测高浓度样品时,试剂盒的重复性较好,批内及批间的CV均控制在1.5%以内。在检测低浓度样品时,试剂盒的重复性较差,因此仅对检出率达到80%以上的试剂盒进行CV分析,结果批内CV为2.25%~6.12%,批间CV为2.93%和4.93%,批内、批间差异均较大。ASF疫情发生后,养猪从业者的生物安全意识普遍增强,生物安全措施不断得到改进和完善。但由于病毒污染面广,且田间毒株不断发生变异,使得ASF流行情况复杂多变,尤其是弱毒株的感染,隐蔽性强,严重危害养猪生产。在缺乏有效疫苗和针对性治疗手段时,精准剔除阳性动物十分重要,而实现精准剔除的前提是应用快速、准确的诊断方法,而具有特异性强、敏感性高、重复性好等优点的荧光PCR检测技术是最佳选择。该技术被认为是迄今为止最灵敏可靠的方法之一,因此对荧光PCR试剂盒的性能