Avastamise täpsuse parandamiseks tuleb parandada praeguste ahvirõugeviiruse diagnostiliste testide praimeri ja sondi järjestuste ebakõlad

Avastamise täpsuse parandamiseks tuleb parandada praeguste ahvirõugeviiruse diagnostiliste testide praimeri ja sondi järjestuste ebakõlad

Hiljutises uuringus, mis avaldati aastal medRxiv * Preprint Server, teadlased analüüsisid Ameerika Ühendriikide haiguste tõrje ja ennetamise keskuse (CDC) praimeri ja sondi järjestusi, mida soovitasid ahvirõugeviiruse (MPXV) reaalajas polümeraasi ahelreaktsiooni (PCR) üldised testid.

Studie: Große Fehlpaarungen in den Sequenzen von Primern und Sonden für Diagnosetests für das Monkeypox-Virus. Bildnachweis: Dotted Yeti/Shutterstock

See uudisartikkel oli ülevaade esialgsest teaduslikust aruandest, mida avaldamise ajal ei olnud eelretsenseeritud. Alates selle esialgsest avaldamisest on teaduslikku aruannet nüüdseks eelretsenseeritud ja aktsepteeritud akadeemilises ajakirjas avaldamiseks. Lingid esialgsetele ja eelretsenseeritud aruannetele leiate selle artikli lõpus olevast jaotisest Allikad. Vaata allikaid

taustal

Perekonda Orthopoxvirus kuuluval liigil MPXV on kaheahelaline desoksüribonukleiinhappe (DNA) genoom. Maailma Terviseorganisatsioon (WHO) kuulutas MPXV taastekke rahvatervise hädaolukorraks 23. juulil 2022 pärast seda, kui 106 riigis teatati üle 66 000 juhtumist. MPXV on teine ​​selline viirus, mis levis kiiresti kogu maailmas pärast seda, kui raske ägeda respiratoorse sündroomi koroonaviirus 2 (SARS-CoV-2) muutus järk-järgult endeemiliseks viiruseks.

Seoses SARS-CoV-2 avaldas CDC reaalajas PCR-testi MPXV tuvastamiseks reoveeproovides, kasutades üldisi praimereid ja sonde, mis on suunatud Lääne-Aafrika ja Kongo basseini MPXV tüvele. Samuti tuvastavad teised reaalajas PCR-analüüsid MPXV kliinilistes proovides.

Probleem on selles, et nendes üldistes PCR-analüüsides kasutatavad praimerid ja sondid põhinevad MPXV tüvedel, mis ringlesid peaaegu kümme aastat tagasi aastatel 2002–2009. Arvestades kõigi DNA viiruste kiiret arengut, pidid MPXV tuvastamiseks kasutatavate oligode sihtmärgiks olevad piirkonnad olema läbinud olulisi mutatsioone.

Uuringu kohta

Käesolevas uuringus leidsid teadlased 683 täielikku MPXV genoomi andmebaasist Global Initiative on Avian Influenza Data (GISAID), mis oli saadaval kuni 5. augustini 2022, ja joondasid nende oligojärjestused praegu kasutatavate MPXV diagnostiliste testide praimeri järjestustega. Lisaks joondasid nad seitsmes reaalajas PCR-analüüsis praimeri- ja sondijärjestused ja nende pöördkomplemendid 1779 MPXV genoomiga ja arvutasid genoomide protsendi 100% kokkuleppega. Need testid olid suunatud MPXV tuvastamiseks O2L, F3L, C3L ja G2R geenidele.

Meeskond hindas ka kolme reaalajas PCR-analüüsi, et tuvastada Orthopoxvirus perekonnast pärit viirused. Lõpuks sünteesisid teadlased mittevastavuse parandatud praimerid või sünteetilise MPXV geenifragmendi, et testida ebakõla mõju ja võrdlesid neid MPXV tuvastamise üldise analüüsiga.

Uuringu tulemused

Nad kasutasid 1730 täielikku MPXV genoomi, mis võeti 2022. aasta ülemaailmse haiguspuhangu ajal. Kolme oligojärjestuse ja nende pöördkomplementide joondamine üldistest MPXV testidest andis üldised MPXV pärijärjestused (MPXV-F), mis olid 100% identsed nelja genoomiga ja üldised pöördpraimerid (MPXV-R), mis vastasid 1,73% genoomidest. Lisaks leidsid teadlased 31 järjestuse mittevastavust vastavalt 99,08% ja 97,46% MPXV geneeriliste pärisuunaliste järjestuste (MPXV-F) ja 32 üldise pöördpraimeri (MPXV-R) puhul.

Kui esimesel oli üks sünonüümne mutatsioon A194165G 99,08% avaldatud MPXV genoomidest, siis teisel oli mittesünonüümne asendus G194233A 97,46% genoomidest. Vastupidi, MPXV sondi järjestus (MPV-P) oli konserveeritud ja sobitatud 99, 31% andmebaasis olevatest genoomidest.

Uuringu esmane järeldus oli, et praegu kasutatavad üldised MPXV testid ei pruugi MPXV-d optimaalselt ja täpselt tuvastada. Sõltumata positsioonist võib praimeri järjestuse mittevastavus vähendada praimer-matriitsi DNA dupleksi termilist stabiilsust ja mõjutada PCR-i jõudlust. Autorid märkisid mittevastavust kahe praimeri malli vahel, millel oli kombineeritud mõju PCR jõudlusele. See andis esialgse matriitsi DNA kohta ligikaudu 11 korda halvema hinnangu ja avastamispiiri (LOD) neljakordse tõusu 95%. Seetõttu võib praimerite ja praeguste MPXV genoomide vahelise absoluutse komplementaarsusega mittevastavuse parandatud test võimaldada tundlikumat ja täpsemat MPXV tuvastamist.

Lisaks näitasid uuringutulemused, et geneetilised variatsioonid MPXV genoomi praimeri-sondi piirkondades võivad viidata ahvirõugete haiguse ilmnemise ajalisele ja ruumilisele mustrile. Kolm testi, MPV_F3L, MPV_G2R_WA, 283 ja OPV_F8L, näitasid 2022. aastal ülemaailmse MPXV genoomiandmebaasiga kõrgeimat vastavusskoori üle 99%. Siiski varieerub ka analüüsi valik sõltuvalt proovi tüübist. Näiteks need kolm testi toimisid hästi kliiniliste proovide puhul, kuid mitte reoveeproovide puhul, mis võisid sisaldada nii inimjäätmeid kui ka kasside, koerte, hiirte, küülikute ja lehmade väljaheiteid.

Diplom

Uuringus välja töötatud mittevastavuse korrigeerimisega test näitas üle 97% komplementaarsust MPXV genoomidega. Seega näitas see suuremat tundlikkust ja paremat kvantifitseerimispotentsiaali ning võib aidata MPXV tuvastamisel.

Täiustatud MPXV diagnostikavõimalused on kriitilise tähtsusega, kuna rahvatervise ametnikud ja arstid võitlevad MPXV puhanguga. Tulevased uuringud peaksid seetõttu keskenduma veelgi parema MPXV diagnostilise analüüsi väljatöötamisele, mis võtab arvesse muid tegureid, mis mõjutavad diagnostilist tõhusust ja ebakõlaga seotud mõjusid (nt matriitsi DNA kvaliteet, PCR põhisegu ja praimer-dimeeri moodustumine).

See uudisartikkel oli ülevaade esialgsest teaduslikust aruandest, mida avaldamise ajal ei olnud eelretsenseeritud. Alates selle esialgsest avaldamisest on teaduslikku aruannet nüüdseks eelretsenseeritud ja aktsepteeritud akadeemilises ajakirjas avaldamiseks. Lingid esialgsetele ja eelretsenseeritud aruannetele leiate selle artikli lõpus olevast jaotisest Allikad. Vaata allikaid

Viited:

• Vorläufiger wissenschaftlicher Bericht.
  Fuqing Wu, Jeremiah Oghuan, Anna Gitter, Kristina D. Mena, Eric L. Brown. (2022). Große Fehlpaarungen in den Sequenzen von Primern und Sonden für Diagnosetests für das Monkeypox-Virus. medRxiv. doi: https://doi.org/10.1101/2022.08.10.22278644 https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2022.08.10.22278644v2
• Von Experten begutachteter und veröffentlichter wissenschaftlicher Bericht.
  Wu, Fuqing, Jeremiah Oghuan, Anna Gitter, Kristina D. Mena und Eric L. Brown. 2022. „Große Fehlpaarungen in den Sequenzen von Primern und Sonden für Monkeypox-Virus-Diagnosetests.“ Journal of Medical Virology 95 (1). https://doi.org/10.1002/jmv.28395. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jmv.28395.

Artiklite redaktsioonid

• 15. Mai 2023 – Das vorab gedruckte vorläufige Forschungspapier, auf dem dieser Artikel basiert, wurde zur Veröffentlichung in einer von Experten begutachteten wissenschaftlichen Zeitschrift angenommen. Dieser Artikel wurde entsprechend bearbeitet und enthält nun einen Link zum endgültigen, von Experten begutachteten Artikel, der jetzt im Abschnitt „Quellen“ angezeigt wird.