七类消毒剂对非洲猪瘟病毒荧光定量PCR检测结果的影响
南文龙1，巩明霞1，陆游1，2，李林1，王清华1，吴晓东1，陈义平1
摘要：为评价戊二醛、酚、含碘类等常用消毒剂消毒后对非洲猪瘟病毒荧光定量PCR检测结果的影响，基于畜禽栏舍、运载工具、器具消毒及皮肤黏膜消毒目的，按消毒剂说明书推荐选择不同工作浓度，分别与不同滴度的非洲猪瘟病毒培养物于20℃条件下作用30min后，采用荧光定量PCR方法检测作用后产物。结果显示，与对应的阳性对照组相比，含氯类（二氯异氰尿酸钠）、过硫酸氢钾类、二氧化氯类消毒剂，消毒后对荧光定量PCR检测结果影响最显著，检测Ct值显著上升或检测不到；戊二醛类、含碘类（主要成分聚维酮碘）消毒剂，核酸降解能力相对较弱，检测Ct值稍有上升；酚类、季铵盐类、含碘类（主要成分碘、磷酸、硫酸）类消毒剂，检测Ct值基本无变化。本研究评价了7类常用消毒剂消毒对非洲猪瘟病毒荧光定量PCR检测结果的影响，可为防控实践中科学、客观评价分析消毒效果提供技术参考。
关键词：非洲猪瘟；消毒剂；荧光定量PCR；消毒效果
中图分类号：S852.61文献标识码：A文章编号：1005-944X（2021）03-0087-06DOI：10.3969/j.issn.1005-944X.2021.03.018
由于消毒剂灭活病毒机制不同，本研究拟采用荧光定量 PCR 方法检测戊二醛、酚、含氯等 7 类 9 种常用消毒剂与 ASFV 培养物作用后的产物，评估对检测结果的影响，以期为 ASF 防控实践中科学、客观评价分析消毒效果提供技术参考。
1 材料与方法
1.1 消毒剂
收集市面常见的戊二醛、酚、含碘、季铵盐、含氯、过硫酸氢钾、二氧化氯等 7 类消毒剂，包括戊二醛类2 种、酚类1 种，含碘类2 种、季铵盐1 种、含氯类 1 种、过硫酸氢钾类 1 种、二氧化氯类 1 种。消毒剂产品详细信息见表 1，所有产品均注册有兽药产品批准文号，试验时均在有效期内。
1.2 病毒
ASFV 中国分离株：CN2018/1，由国家非洲猪瘟参考实验室分离鉴定并保存。
1.3试剂与耗材
DMEM 培养基、胎牛血清，购自 GIBCO 公司；细胞瓶及 96 孔细胞板，购自 Corning 公司；病毒RNA/DNA 提取试剂盒，购自天根公司；荧光定量PCR 扩增试剂 Luna 通用探针法 qPCR 预混液，购自 NEB 公司。
1.4 猪肺泡巨噬细胞、红细胞和血清制备
无菌采集健康猪肺脏，向肺脏注入灭菌 PBS 灌洗数次，收集灌洗液；离心收集猪肺泡巨噬细胞， 按 5×106 个 /mL、100 μL/ 孔接种 96 孔板；铺板次日进行测试。
同步无菌采集抗凝血，离心收集血清；之后将细胞沉淀洗涤 3~5 次，弃去白细胞和血小板，用PBS 配成 10% 猪红细胞悬液，4 ℃保存备用。
1.5 病毒滴度测定
采用含 1% 猪血清的 PBS 10 倍连续稀释ASFV 培养物至 10-8，以每孔 100 μL 接种 96 孔板上的猪肺泡巨噬细胞培养物，同时加入 1% 猪红细胞 10 μL，每个稀释度做 4 个重复孔。将 96 孔板置于 37 ℃ 5% CO2 条件下培养 6 d，每天观察，记录并统计各稀释度培养孔中红细胞吸附（HAD） 反应结果，采用 Reed-Muench 法计算半数红细胞吸附量（HAD50）。
1.6 消毒剂与 ASFV 作用
采用 PBS 10 倍连续稀释经病毒滴度测定后的ASFV 培养物，取 101~104 倍稀释液备用。参考农业农村部文件《关于在非洲猪瘟防控中做好消毒剂选择工作的通知》， 以有效灭活 ASFV 为目的，基于畜禽栏舍、运载工具、器具消毒及皮肤黏膜（部分含碘类消毒剂适用） 等不同消毒场景，按消毒剂说明书标明浓度范围合理选择工作浓度，并将消毒剂原液制成 10 倍工作浓度备用。将 0.1 mL 消毒剂 10 倍工作浓度液和0.1 mL 不同稀释度病毒液分别加入到 0.8 mL PBS 中充分混合，20 ℃条件下作用 30 min，作用后产物直接用于后续测试。无法制成 10 倍工作浓度液的含碘类消毒剂 C1，按照 1:2 工作浓度，将 0.5 mL 消毒剂原液和 0.1 mL 不同稀释度病毒液，分别加入到 0.4 mL PBS 中充分混合，按相同条件作用处理，作用后产物直接用于后续测试。阳性对照组， 直接将 0.1 mL 不同稀释度病毒液加入 0.9 mL PBS 中充分混合；阴性对照组，直接取 1 mL PBS。阴、阳性对照均按相同条件作用处理，作用后产物直接用于后续测试。
1..7 病毒 DNA 提取
取 200 μL 上述作用后产物，按病毒 RNA/ DNA 提取试剂盒说明，于 Thermo 自动核酸提取仪上提取病毒核酸，将提取的核酸保存于 -80 ℃冰箱备用。
1..8 荧光定量 PCR 扩增
采用 OIE《陆生动物诊断实验和疫苗手册》（2012 版）第 2.8.2 章节中，King 等 [1] 基于 VP72蛋白建立的 ASFV 荧光定量 PCR 方法检测。上、下游引物和探针由上海生工生物技术有限公司合成。PCR 反应体系为：2×qPCR 预混液 10 µL，上、下游引物（10 μmol/L）各 0.8 µL，探针（10 μmol/L）0.4 µL，模板 DNA 2 μL，最后用灭菌水补齐至20 μL。反应条件为：50 ℃孵育 2 min；95 ℃预变性 3 min；95 ℃预变性 15 s，58 ℃退火延伸 1 min（采集 FAM 荧光信号），共 40 个循环。
1.9 检测结果分析
按 1.6—1.8 步骤，重复处理各组样品 3 次并检测，统计平均 Ct 值，计算批间变异系数；取同一批次提取核酸重复检测 3 次，统计平均 Ct 值， 计算批内变异系数。统计各组检测平均 Ct 值，将各组检测结果分别与对应阳性对照组比较，采用SPSS 21.0 软件进行单因素方差分析，以 P ＜ 0.05 为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 病毒滴度测定
经 测 定，ASFV 培 养 物 病 毒 滴 度 为 107.2 HAD50/mL。采用 PBS 10 倍连续稀释后，本试验中与消毒剂作用的 ASFV 滴度为 102.2~105.2 HAD50/mL。
2.2 各消毒剂检测结果
消毒剂在选定稀释度下与不同滴度 ASFV 作用后，采用荧光定量 PCR 检测，结果详见表 2。重复处理样品检测 3 次，各组平均 Ct 值批间变异系数为 0.3%~6.7%；取同一批次样品提取病毒核酸重复检测 3 次，各组平均 Ct 值批内变异系数为0.1%~2.3%。
结果（表 2）显示，本研究中不同滴度 ASFV 与戊二醛类消毒剂作用后，荧光定量 PCR 检测 Ct 值均显著上升。与阳性对照组相比，戊二醛类 A1 产品 1:80~1:200 稀释下，当病毒滴度为 105.2~103.2 HAD50/mL 时，检测 Ct 值上升约 3.19~4.15；当病毒滴度为 102.2 HAD /mL 时，未检测到 Ct 值。A2 产品在 1:80~1:200 稀释灭活不同滴度病毒后，检测 Ct 值上升 1.21~4.33。
酚类B 产品与不同滴度病毒作用后检测发现， 与对应阳性对照组测定 Ct 值基本相当，仅个别检测结果出现 Ct 值波动（如 1:200 工作浓度下灭活102.2 HAD /mL 病毒时），总体看酚类 B 产品灭活病毒后对荧光定量 PCR 检测结果影响不大。
含碘类C1 产品，当灭活病毒滴度为 105.2~104.2 HAD50/mL 时，检测 Ct 值变化不显著；当灭活病毒滴度为 103.2~102.2 HAD /mL 时，检测 Ct 值显著上升 3.45~5.76。C2 产品与不同滴度病毒作用后检测发现，当灭活病毒滴度为103.2~105.2 HAD /mL 时， 比对应阳性对照组测定Ct 值稍有上升（0.46~1.06）；仅灭活病毒滴度为 102.2 HAD /mL 时，2.00% 稀释度下检测结果 Ct 值明显上升（约 2.46）。
季铵盐类 D 产品与不同滴度病毒作用后检测发现，与对应阳性对照组测定 Ct 值基本相当，基本无显著差异。
含氯类 E 产品与不同滴度病毒作用后检测， 均未检测到 Ct 值。
过硫酸氢钾类 F 产品，当灭活病毒滴度为105.2 HAD /mL 时，检测 Ct 值上升约 1.68；当灭活病毒浓度为 104.2~102.2 HAD /mL 时，均未检测到 Ct 值。
二氧化氯类 G 产 品，当灭活病毒滴度为 105.2~104.2 HAD /mL 时 ， 检 测 Ct 值 上 升5.17~7.52；当灭活病毒滴度为 103.2~102.2 HAD /mL时，均未检测到 Ct 值。
3 讨论
ASFV 属于囊膜 DNA 病毒，对环境抵抗力强， 但对戊二醛、含氯、含碘类等多数常用种类消毒剂敏感 [2]。现场消毒后，常需对消毒效果进行监测评价，以防止由于消毒不彻底造成 ASFV 传播扩散。目前，采用病毒分离方法只能在农业农村部指定实验室中开展，且技术难度大、检测周期长，而检测抗原的 ELISA 或胶体金等免疫学检测方法敏感性达不到消毒效果评价要求。分子生物学方法特别是荧光定量 PCR 方法，具有简便、快速、高通量等优势，是实践中 ASFV 病原检测最主要手段，且适用于唾液、血液、组织、环境拭子等多种样品类型，可广泛应用于养殖场、屠宰场、无害化处理厂、运输车辆等多种场景消毒效果评估。
结果显示，与其他几种消毒剂相比，含氯类（二氯异氰尿酸钠）、过硫酸氢钾类、二氧化氯类 3 类消毒剂，消毒后对荧光定量 PCR 检测结果影响最显著，检测 Ct 值明显上升或未检测到，且其影响能力排序为：含氯类（二氯异氰尿酸钠）＞ 过硫酸氢钾类＞二氧化氯类。含氯类消毒剂（二氯异氰脲酸钠）遇水后可释放出次氯酸，可导致病原蛋白质变性、改变膜通透性并可直接影响 DNA 合成等来杀灭病原 [3]。本研究中含氧类消毒剂与滴度≤ 105.2 HAD /mL 病毒作用后检测，均未见 Ct 值。当前市售过硫酸氢钾类消毒剂，多由过硫酸氢钾、表面活性剂、无机盐与有机酸等组成，其消毒原理：一是利用过硫酸氢根的强氧化能力，在水溶液中产生羟基自由基等改变微生物细胞膜的通透性使之破裂；二是使用时过氧离子能将氯离子氧化为次氯酸，达到杀灭病原目的 [4]。本研究中过硫酸氢钾类消毒剂与滴度为 105.2 HAD /mL 病毒作用后检测时 Ct 值上升，与≤ 104.2 HAD /mL 病毒作用后检测未见 Ct 值。二氧化氯类消毒剂是一类强氧化剂，并兼具含氯类消毒剂作用机制，可与细胞内部酶发生氧化反应，还可氧化分解氨基酸、核酸等，使微生物蛋白质的合成被抑制并导致蛋白质功能丧失 [5]。本研究中当二氧化氯类消毒剂与滴度104.2~105.2 HAD /mL 病毒作用后检测 Ct 值上升， 与≤ 103.2 HAD /mL 病毒作用后检测均未见Ct 值， 可推断其核酸降解能力弱于前两者。
戊二醛类消毒剂，主要通过凝固病原微生物蛋白质中的氨基、羧基，破坏病原微生物蛋白分子使其死亡 [6]，在本研究中戊二醛类消毒剂显示较弱的核酸降解能力。A1 产品仅当与滴度≤ 102.2 HAD50/mL 病毒作用后检测未见Ct 值。A1、A2 相比， 当灭活病毒滴度为 102.2 HAD /mL 时，A2 仍可检测到 Ct 值而 A1 未检测到，表明 A1 对检测 Ct 值影响大于 A2，推测可能与 A1 具有更高戊二醛工作浓度有关。
含碘类消毒剂消毒时，游离状态的碘原子产生强氧化作用，主要破坏病原体的细胞膜结构及蛋白质分子，并可部分作用于核酸 。本研究中显示含碘类消毒剂具有较弱的核酸降解能力，C1 仅当与滴度为 103.2~102.2 HAD /mL 病毒作用后，检测Ct 值出现上升。
本研究中的酚类和季铵盐类消毒剂，消毒后与对应阳性对照组测定 Ct 值基本相当。酚类属于原生质毒物，可穿透破坏细胞膜、沉淀蛋白质 [2]；季铵化合物是一种膜活性剂，可损伤、破坏细胞膜， 导致细胞质电位和 pH 梯度变化 [2]，两者在消毒原理上对核酸作用小。
采用荧光定量 PCR 检测评估对 ASFV 的消毒效果时，未检测到 Ct 值的原因：一方面是消毒剂本身即具有核酸降解能力，另一方面是消毒前后进行的清洁、清洗也会清除 ASFV 核酸。由于荧光PCR 方法原理是对病毒核酸检测，现场检测时若结果阳性，仅表示存在 ASFV 核酸，并不能说明病毒本身是否存活，是否达到有效灭活效果还应根据现场条件以及使用消毒剂种类、使用浓度、作用时间等因素综合分析。此外，也可考虑采用指示微生物方式进行辅助的消毒效果验证。综上所述，本研究评估了 7 类 常用消毒剂灭活 ASFV 后，对荧光定量 PCR 检测结果的影响，可为 ASFV 消毒效果评价提供技术参考。
参考文献（略）
