基于鼠源诺如病毒建立的活病毒鉴别技术及应用

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人源诺如病毒(Human noroviruses,Hu No Vs)是导致全球非细菌性肠胃炎暴发的主要病原体之一,能以粪-口途径或直接接触传播。当前,Hu No Vs仍缺乏稳定可靠的体外培养系统,其确证也依赖于分子生物学检测手段。逆转录-实时荧光聚合酶链式反应(Real-time quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-q PCR)作为国内外检测Hu No Vs的“金标准”,无法有效区分具有感染能力的活病毒与对人体无害的死病毒颗粒,因而通常会高估活病毒数量并造成严重的假阳性检测结果。在此现状下,利用可体外培养的Hu No Vs替代模型建立灵敏高效的活病毒鉴别技术,并推广至Hu No Vs中应用是近年来较为热门的研究方向。基于上述背景,本课题选取可体外培养的鼠源诺如病毒(Murine norovirus,MNV)为研究对象,旨在建立一种能监测裙带菜热加工过程中病毒失活的活病毒鉴别技术,为其后续真正应用于Hu No Vs中提供理论依据与技术基础。本论文主要研究内容及结果如下:1.利用透射电镜观察MNV衣壳蛋白在55~95℃热处理过程中的损伤情况;将MNV全基因组划分为31个核酸扩增区域,分别在受热温度与每一扩增子损失的基因滴度之间建立数学模型以得到31组扩增子的衰变速率常数(ki,norm);利用ki,norm分析MNV全基因组热损伤分布并确定其中对热高度易感的核酸区域;以标靶该区域的Long-range RT-q PCR监测不同滴度MNV在55~95℃下的热失活。结果显示:MNV经中低温(55~75℃)处理后易形成较多衣壳蛋白变性或破损程度不严重的病毒颗粒,而高温长时间(85~95℃,30 min)加热将进一步破坏MNV衣壳蛋白结构并使之形成许多小分子亚基蛋白分散于介质中;热诱导的核酸损伤在MNV全基因组中的分布存在差异,其中5’-UTR、ORF1头部(259~1147)及尾部(2873~4586)为热损伤集中区域,且4289~4586对热最为敏感(ki,norm=3.16×10-4 K-1 base-1);靶向核酸区域4289~4586的Long-range RT-q PCR技术无法有效降低因55~95℃加热致死的MNV的基因滴度,但其排除热致死MNV核酸扩增信号的能力强于RT-q PCR。2.为进一步排除热致死病毒的Long-range RT-q PCR扩增信号,将核酸嵌入剂(PMAxx与Pt Cl4)引入体系后建立了PMAxx/Pt Cl4-Long-range RT-q PCR技术,并从q PCR扩增子、核酸嵌入剂使用浓度与孵育条件等多个方面对该技术展开优化;以细胞培养(TCID50)结果为对照,利用优化后的PMAxx/Pt Cl4-Long-range RT-q PCR技术对MNV在56、75及85℃中的热失活进行了评估。结果表明:PMAxx与Pt Cl4可有效排除热致死MNV的扩增信号;在室温下将50μM PMAxx同MNV死病毒在室温(25℃)下避光孵育15 min后再光活化10 min是PMAxx的最佳作用条件;而Pt Cl4的最佳使用条件为,在4℃下将2500μM Pt Cl4与MNV死病毒共同孵育30 min;使用靶向长q PCR扩增子的PMAxx/Pt Cl4-Long-range RT-q PCR技术有利于提高活病毒定量结果的准确度,且长度为425 bp的q PCR扩增子可使其在排除假阳性信号方面达到最优效果;该技术更适用于评估高温长时间(75~85℃,10~15 min)加热环境中的活病毒数量,但无法有效监测MNV在56℃时的热失活。3.为增强PMAxx/Pt Cl4-Long-range RT-q PCR技术在食品基质中的适用性,首先于裙带菜浓缩洗脱液中测试了PMA Enhancer、Triton X-100及Tween-20对改善该技术降低死病毒基因滴度的效果;最后以此为基础,建立了能够适用于裙带菜基质的活病毒鉴别技术,并用其评估了接种于裙带菜表面MNV的热失活(75~95℃)情况。结果表明:PMA Enhancer可作为排除裙带菜基质干扰并增强核酸嵌入剂结合死病毒RNA效果的最佳辅助手段;活病毒鉴别技术PMAxx/Pt Cl4-PMA Enhancer-Long-range RT-q PCR在裙带菜基质中的检测定量限可达0.31 log TCID50/5 g;PMAxx-PMA Enhancer-Long-range RT-q PCR在裙带菜基质中鉴别活病毒的能力优于Pt Cl4-PMA Enhancer-Long-range RT-q PCR,且前者能完全消除该基质中因75~95℃加热5 min致死的低滴度MNV(3~4 log TCID50)的扩增信号;当MNV以更高滴度水平(4~5 log TCID50)接种于裙带菜表面时,尽管PMAxx-PMA Enhancer-Long-range RT-q PCR能有效鉴别经高温热处理(85~95℃,15 min)后裙带菜表面的MNV活病毒,但无法完全消除该基质中因75℃加热15 min所产生的死病毒扩增信号。总体而言,PMAxx-PMA Enhancer-Long-range RT-q PCR具有在复杂食品基质(如裙带菜)中应用并准确定量活病毒的潜力,可作为一种操作简便且灵敏度较高的手段在食品安全风险分析及评估中发挥重要作用。
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“民以食为天,食以安为先”,食品安全重如泰山。肉制品作为蛋白质的主要来源,在食品中占有很大的生产和消费比重。而部分不法商贩为了谋求不正当利益,在肉制品加工过程中进行动物源性成分掺假,这种食品掺假行为不仅存在安全隐患,还极大地损害了消费者的利益,扰乱了市场秩序和健康发展,对民族宗教信仰造成潜在冲突,也对我国相关产品的进出口贸易形成了壁垒。因此,国家质检总局发布《关于加强进出口肉类及含肉制品检验检疫监
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