创新 RT-RPA 检测技术,揭示拉科罗病毒年龄相关神经侵袭机制

【字体: 时间:2025年04月11日 来源:Virology Journal 4

编辑推荐:

  为解决拉科罗病毒(LACV)现有诊断方法在灵敏度、特异性和可及性方面的局限,研究人员开展了开发用于 LACV 检测的逆转录重组酶聚合酶扩增(RT-RPA)检测方法及探究其年龄相关神经侵袭和清除动态的研究。结果显示该方法高效、特异、灵敏,且发现成年与幼年小鼠感染 LACV 后神经侵袭和清除存在差异,为诊断和治疗提供了新方向。

  拉科罗病毒(La Crosse virus,LACV)是一种通过蚊子传播的虫媒病毒,在北美地区引发小儿脑炎,主要影响 16 岁以下儿童。它属于布尼亚病毒目(Bunyavirales)的单链负义病毒,拥有独特的三段基因组,分别编码不同功能的蛋白。该病毒自 20 世纪 60 年代在威斯康星州拉克罗斯被发现后,一直流行于北美中西部和东部地区。
目前,LACV 的诊断面临诸多挑战。传统的逆转录定量聚合酶链反应(RT-qPCR)虽然在病毒血症高峰期灵敏度和特异性较高,但随着病毒滴度下降,其效用降低。血清学工具,如酶联免疫吸附试验(ELISA),虽能检测 LACV 特异性抗体,但常需进行空斑减少中和试验(PRNTs)来区分与其他相关病毒的感染,操作繁琐,且缺乏商业化的 LACV 特异性检测试剂,限制了这些方法在资源有限地区的应用。此外,LACV 在不同年龄宿主中的致病性差异也有待深入研究,其在小鼠模型中表现出年龄相关的疾病严重性,然而关于 LACV 神经侵袭中枢神经系统(CNS)和大脑的时间动态数据却十分有限。

为解决这些问题,罗格斯大学(Rutgers University)的研究人员开展了一系列研究。他们开发并验证了一种用于检测 LACV 的 RT-RPA 检测方法,同时利用年龄易感性小鼠模型,研究 LACV 在大脑中的感染时间进程,探索宿主年龄对神经侵袭和病毒清除的影响。该研究成果发表在《Virology Journal》上。

研究人员在开展研究时,主要运用了以下关键技术方法:首先,通过多序列比对和引物设计筛选,针对 LACV 基因组的 M 片段设计引物;然后,提取病毒 RNA 并进行 cDNA 合成,用于后续的引物筛选、检测限(LOD)测试和交叉反应筛选;接着,进行 RT-RPA 反应,使用未标记引物和标记引物的反应,并通过琼脂糖凝胶电泳和侧向流动分析(LFA)检测产物;此外,利用小鼠模型,对幼年(3 周龄)和成年(8 周龄)小鼠进行 LACV 感染实验,在不同时间点收集大脑样本,通过 RT-qPCR 和新开发的 RT-RPA 检测方法评估病毒感染情况 。

筛选 RT-RPA 引物对用于 LACV 检测


研究人员对加利福尼亚血清群(CSG)病毒的 S、M 和 L 片段进行百分比同一性矩阵分析,发现 M 片段在 LACV 与其他 CSG 病毒之间的序列差异最大,于是选择 M 片段作为 LACV 特异性引物设计的靶点。经过对多对引物的筛选,最终确定引物对 3 在 39℃下扩增效果最佳,其扩增产物为 208 碱基对(bp),可用于后续优化实验。

评估 LACV RT-RPA 扩增时间、分析灵敏度和特异性


通过时间进程研究确定,RT-RPA 检测 LACV 的最佳孵育时间为 20 分钟。利用十倍系列稀释的 LACV RNA 评估检测限,结果显示该检测方法的 LOD 为 100 拷贝,与 RT-qPCR 检测方法相当。对其他虫媒病毒进行交叉反应测试,结果表明该引物对特异性良好,不会对雪兔病毒(SSHV)、登革热病毒(DENV)1 - 4 型、寨卡病毒(ZIKV)、西尼罗河病毒(WNV)和黄热病病毒(YFV)等病毒产生扩增反应。

将 LACV RT-RPA 检测与 LFA 整合


为实现 LACV 的即时检测(point-of-care diagnosis),研究人员开发了一种与 LACV RT-RPA 检测相结合的 LFA。实验结果显示,该 LFA 的 LOD 同样为 100 拷贝,且对其他相关虫媒病毒无交叉反应,表明其可作为一种潜在的快速现场检测工具。

评估幼年和成年小鼠大脑中 LACV 的年龄依赖性检测和清除情况


研究人员用 103 PFU 的 LACV 腹腔接种幼年和成年 C57BL/6 小鼠,在不同时间点收集大脑样本进行检测。结果发现,幼年小鼠最早在感染后 4 天(dpi)大脑中就能检测到 LACV,5 - 7 dpi 时所有小鼠均可检测到,且此时出现明显的神经系统症状。成年小鼠在 5 dpi 时大脑中首次检测到 LACV,6 - 10 dpi 时病毒载量达到平台期,20 dpi 时病毒在存活小鼠大脑中完全清除。通过对 LFA 条带图像分析估计病毒载量,发现幼年小鼠在感染高峰期(4 - 5 dpi)大脑中的病毒载量明显高于成年小鼠。

研究结论和讨论部分表明,该研究开发的 RT-RPA 检测方法能够高效、灵敏且特异的检测 LACV,无论是通过琼脂糖凝胶电泳还是 LFA 检测,都表现出良好的性能,在资源受限的环境中具有重要的应用潜力。此外,研究首次详细比较了幼年和成年小鼠感染 LACV 后的神经侵袭和清除动态,发现成年小鼠的神经侵袭起始时间晚于幼年小鼠,且最终能够有效清除病毒,这可能与成年小鼠的免疫成熟度有关。虽然该研究存在一定局限性,如未使用人类临床样本进行检测,对更多共循环虫媒病毒的验证不足等,但总体而言,该研究为 LACV 的诊断和治疗提供了新的方向,有助于减轻 LACV 疾病负担,深化对虫媒病毒神经侵袭的理解。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号