Za izboljšanje natančnosti odkrivanja je treba popraviti neskladja v zaporedju primerja in sonde trenutnih diagnostičnih testov virusa opičjih koz

Za izboljšanje natančnosti odkrivanja je treba popraviti neskladja v zaporedju primerja in sonde trenutnih diagnostičnih testov virusa opičjih koz

V nedavni študiji, objavljeni v medRxiv * Preprint Server, Raziskovalci so analizirali sekvence primerjev in sond ameriških centrov za nadzor in preprečevanje bolezni (CDC), ki jih priporočajo generični testi verižne reakcije s polimerazo (PCR) v realnem času za virus opičjih koz (MPXV).

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

Ta članek je bil pregled predhodnega znanstvenega poročila, ki v času objave ni bilo strokovno pregledano. Od prve objave je bilo znanstveno poročilo strokovno pregledano in sprejeto za objavo v akademski reviji. Povezave do predhodnih in strokovno pregledanih poročil lahko najdete v razdelku Viri na koncu tega članka. Ogled virov

ozadje

MPXV, vrsta iz rodu Orthopoxvirus, ima genom dvoverižne deoksiribonukleinske kisline (DNA). Svetovna zdravstvena organizacija (WHO) je 23. julija 2022 ponovni pojav MPXV razglasila za izredne razmere na področju javnega zdravja, potem ko so v 106 državah poročali o več kot 66.000 primerih. MPXV je drugi tovrstni virus, ki se je hitro razširil po vsem svetu, potem ko je koronavirus 2 hudega akutnega respiratornega sindroma (SARS-CoV-2) postopoma postal endemičen virus.

Kar zadeva SARS-CoV-2, je CDC objavil test PCR v realnem času za odkrivanje MPXV v vzorcih odpadne vode z uporabo generičnih primerjev in sond, ki ciljajo na sev MPXV iz zahodne Afrike in Kongo. Podobno drugi testi PCR v realnem času zaznajo MPXV v kliničnih vzorcih.

Težava je v tem, da začetniki in sonde, uporabljeni v teh generičnih testih PCR, temeljijo na sevih MPXV, ki so krožili pred skoraj desetletjem med letoma 2002 in 2009. Glede na hiter razvoj vseh virusov DNK so regije, na katere ciljajo ti oligosi, uporabljeni za odkrivanje MPXV, morale biti podvržene pomembnim mutacijam.

O študiju

V tej študiji so raziskovalci pridobili 683 popolnih genomov MPXV iz baze podatkov Globalne pobude o podatkih o ptičji gripi (GISAID), ki je bila na voljo do 5. avgusta 2022, in uskladili njihove oligo sekvence s primarnimi sekvencami trenutno uporabljenih diagnostičnih testov MPXV. Poleg tega so poravnali sekvence primerjev in sond ter njihove povratne komplemente v sedmih testih PCR v realnem času na 1779 genomov MPXV in izračunali odstotek genomov s 100-odstotnim strinjanjem. Ti testi so bili usmerjeni na gene O2L, F3L, C3L in G2R za odkrivanje MPXV.

Ekipa je ocenila tudi tri teste PCR v realnem času za odkrivanje virusov iz rodu Orthopoxvirus. Končno so raziskovalci sintetizirali primerje, popravljene za neujemanje, ali sintetični genski fragment MPXV, da bi testirali učinke neujemanja in jih primerjali z generično analizo za odkrivanje MPXV.

Rezultati študije

Uporabili so 1730 popolnih genomov MPXV, vzorčenih med svetovnim izbruhom leta 2022. Poravnava treh oligo zaporedij in njihovih povratnih komplementov iz generičnih testov MPXV je dala generična MPXV naprej zaporedja (MPXV-F) s 100-odstotno identiteto štirih genomov in generičnih povratnih primerjev (MPXV-R), ki so ustrezala 1,73 % genomov. Poleg tega so raziskovalci odkrili 31 neujemanja zaporedij v 99,08 % oziroma 97,46 % generičnih prednjih zaporedij MPXV (MPXV-F) oziroma 32 generičnih povratnih primerjev (MPXV-R).

Medtem ko je imel prvi eno samo sinonimno mutacijo, A194165G, v 99,08 % objavljenih genomov MPXV, je imel drugi nesinonimno substitucijo, G194233A, v 97,46 % genomov. Ravno nasprotno, zaporedje sonde MPXV (MPV-P) je bilo ohranjeno in usklajeno z 99,31 % genomov v bazi podatkov.

Glavna ugotovitev študije je bila, da trenutno uporabljeni generični testi MPXV morda ne bodo optimalno in natančno zaznali MPXV. Ne glede na položaj lahko kakršno koli neujemanje znotraj zaporedja primerja zmanjša toplotno stabilnost dupleksa DNA primer-šablona in vpliva na učinkovitost PCR. Avtorji so opazili neujemanje med dvema šablonama primerjev, ki sta skupaj vplivala na učinkovitost PCR. Podal je približno 11-krat slabšo oceno začetne šablonske DNK in štirikratno povečanje meje zaznave (LOD) za 95 %. Zato bi lahko test s popravljenim neujemanjem z absolutno komplementarnostjo med primerji in trenutnimi genomi MPXV omogočil bolj občutljivo in natančno odkrivanje MPXV.

Poleg tega so rezultati študije pokazali, da bi lahko genetske variacije v regijah primer-sonde genoma MPXV kazale na časovni in prostorski vzorec pojava bolezni opičjih koz. Trije testi, MPV_F3L, MPV_G2R_WA, 283 in OPV_F8L, so leta 2022 pokazali najvišjo skladnost več kot 99 % z globalno zbirko podatkov o genomih MPXV. Vendar se izbira testa razlikuje tudi glede na vrsto vzorca. Ti trije testi so na primer dobro delovali pri kliničnih vzorcih, ne pa tudi pri vzorcih odpadne vode, ki bi lahko vsebovala človeške iztrebke ter iztrebke mačk, psov, miši, zajcev in krav.

Diploma

Test s popravljenim neujemanjem, razvit v študiji, je pokazal več kot 97-odstotno komplementarnost z genomi MPXV. Tako je pokazal večjo občutljivost in izboljšan potencial kvantifikacije ter bi lahko pomagal pri odkrivanju MPXV.

Izboljšane diagnostične zmogljivosti MPXV so ključnega pomena, saj se uradniki za javno zdravje in zdravniki borijo proti izbruhu MPXV. Prihodnje študije bi se zato morale osredotočiti na razvoj še boljšega diagnostičnega testa MPXV, ki upošteva druge dejavnike, ki vplivajo na diagnostično učinkovitost in učinke, povezane z neusklajenostjo (npr. kakovost vzorčne DNK, glavne mešanice PCR in tvorbe primer-dimera).

Ta članek je bil pregled predhodnega znanstvenega poročila, ki v času objave ni bilo strokovno pregledano. Od prve objave je bilo znanstveno poročilo strokovno pregledano in sprejeto za objavo v akademski reviji. Povezave do predhodnih in strokovno pregledanih poročil lahko najdete v razdelku Viri na koncu tega članka. Ogled virov

Reference:

• 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.

Revizije člankov

• 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.