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神经氨酸酶作为检测空气中流感病毒及其他病毒的酶标记物

发布人:pli 来源: 发布时间:2017-03-02 16:02:32

Neuraminidase as an enzymatic marker for detecting airborne Influenza virus and other viruses

Nathalie Turgeon, Marie-Josée Toulouse, Jim Ho, Dongqing Li, and Caroline Duchaine

背景

目前关于空气采样器的病毒采集效率及其采样过程对病毒完整性影响的研究非常稀少。神经氨酸酶存在于病毒表面,能够引起人和动物呼吸道感染。研究表明,使用市售底物可以检测出含有该酶的病毒,无需使用相关的样品处理方法,如RNA提取。本研究评估了3种气溶胶采样设备对空气中病毒神经氨酸酶活性的影响。

材料与方法
  1. 纯化的神经氨酸酶模型来自于产气荚膜梭状芽胞杆菌(Clostridium perfringens)、甲型流感病毒(H1N1)分离株、喷鼻剂型流感疫苗(FluMist influenza vaccine)和新城疫病毒(Newcastle disease virus)。
  2. 先将神经氨酸酶模型在气雾室进行雾化,再使用3种不同的空气采样器(SKC BioSampler,聚碳酸酯过滤器和Coriolis μ)进行采样并评估它们对神经氨酸酶活性的影响。
  3. Coriolis μ生物气溶胶采样器:300 L/min的流速采样10 min
  4. SKC BioSampler:12.5 L/min的流速采样30 min
  5. 聚碳酸酯过滤器(PC filters):10 L/min的流速采样1 h
结果

在本研究中[1],使用高流速的Coriolis μ采样器采集风洞中雾化的产气荚膜梭菌神经氨酸酶,与使用SKC BioSampler采集GenaMini室内雾化的产气荚膜梭菌神经氨酸酶相比较, Coriolis μ采集的神经氨酸酶相对活性比(relative NA ratios)明显大于SKC BioSampler(Fig. 1)。然而,收集液接种试验发现这两种采样器并没有显著的差别。

在Table 2中,分别使用神经氨酸酶检测方法(NA assay)和RT-qPCR方法检测新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV),这两种方法的检出限是一致的。然而,神经氨酸酶检测方法(NA assay)的甲型流感病毒(H1N1)的检出限低于RT-qPCR方法10倍。

结论

虽然SKC BioSampler可以很好地保持神经氨酸酶活性,但是由于收集液易挥发的特点,使得采样时间限制为20分钟(采集250 L空气)。因此,对于突发事件的现场采样来说,SKC BioSampler不是最适宜的生物气溶胶采样器。相较而言,Coriolis μ采样器非常适合现场采样,液体气旋型采样技术使它能在10分钟采集3000 L空气样品,在相同时间内采样体积是SKC BioSampler的24倍。

结果表明,使用3种采样器采集流感病毒和新城疫病毒(Newcastle disease virus),并不会对病毒神经氨酸酶活性造成影响。此外,在检测低浓度流感病毒和新城疫病毒方面,神经氨酸酶检测方法与RT-qPCR检测方法具有相同的灵敏度。因此,鉴于空气采样方法的适用性和神经氨酸酶检测方法的灵敏度,我们无需对样品进行前处理就可以使用神经氨酸酶检测方法快速检测空气样品。


[1] Turgeon N, Toulouse MJ, Ho J, Li D, Duchaine C. Neuraminidase as an enzymatic marker for detecting airborne Influenza virus and other viruses. Canadian journal of microbiology. 2017;63:119-28.