Summary

Hurtig Molekylær Detection og Differentiering af Influenza Virus A og B

Published: January 30, 2017
doi:

Summary

Vi beskriver en hurtig, molekylær-baserede Influenza A og B-assay. Den Influenza-analysen registrerer hvert mål inden for 15 minutter ved at ansætte isoterm forstærkning med influenza-specifikke primere efterfulgt af måldetektering med molekylære beaconprober. Den Influenza A og B-analysen er brugervenlig og krævede minimale hands-on tid til at udføre.

Abstract

Influenza er en smitsom luftvejssygdom forårsaget af influenzavirus A og B hos mennesker og forårsager en betydelig mængde af sygelighed og dødelighed hvert år. Influenza A og B assay var den første CLIA-frafaldes molekylær hurtige influenza test til rådighed. Den Influenza A og B-test virker ved at ansætte isoterm forstærkning med influenza-specifikke primere efterfulgt af måldetektering med molekylære beaconprober. Her, udførelsen af ​​influenza A og B assay på frosne, arkiverede nasopharyngeal podepind (NPS) prøver opbevaret i viral transportmedium (VTM) blev sammenlignet med en respiratorisk panel assay.

Udførelsen af ​​Influenza A og B-assay blev evalueret ved sammenligning af resultaterne for luftvejene panel referencemetoden. Følsomheden for total influenzavirus A var 67,5% (95% CI (CI), 56,6-78,5), og specificiteten var 86,9% (CI, 71,0-100). For influenzavirus B-test, sensitivitet og specificitet var 90,2% (CI, 68,5-100) Og 98,8% (CI, 68,5-100), hhv.

Dette system har den fordel, at en væsentlig kortere test tid end nogen anden i øjeblikket tilgængelige molekylære assay og den enkle, pipette-free procedure kører på en fuldt integreret, lukkede, små-fodaftryk system. Samlet, influenza A og B-assay evalueret i denne undersøgelse har potentiale til at tjene som en point-of-care hurtige influenza diagnostisk test.

Introduction

Influenzavirusinfektioner resultere i en betydelig mængde af sygelighed og dødelighed hvert år 1, 2, 3. Ukompliceret influenza er præget af forfatningsmæssige og respiratoriske symptomer som feber, muskelsmerter, hovedpine, og ikke-produktiv hoste 4, 5. Ældre individer, unge børn, immunsvækkede patienter og patienter med underliggende co-morbiditet er på et højere risiko for alvorlige komplikationer som lungebetændelse, myocarditis, sygdom i centralnervesystemet, eller død 6, 7.

Influenza-infektion er unik fra andre respiratoriske virus i at hurtig administration af antiviral behandling inden for 48 timer fra symptomdebut kan reducere sygdommens sværhedsgrad og længde 8. Hurtig identifikation af influenza har også væretvist sig at reducere brugen af unødvendige antibiotika 9, 10. Endvidere skal hospitalsindlagte patienter med influenza-infektioner placeres i isolerede rum med passende infektionskontrol forholdsregler. respiratoriske sygdomme forårsaget af ikke-influenzavirus, kan dog være svært at klinisk skelne fra influenza. Af denne grund, hurtig og nøjagtig diagnostisk test for influenza er meget vigtigt for den kliniske behandling patient.

Flere analyser er tilgængelige til påvisning og identifikation af influenzavirus. Rapid influenza antigen test til påvisning (RIDTs) er meget udbredt i klinisk praksis som point-of-care test, fordi de er enkle at bruge og giver resultater inden for 15 til 30 minutter 11, 12; Men deres følsomheder varierer meget (10-80%), afhængigt af producenten, og befolkningen bliver testet, og den type influenza og subtype 13, 14, 15. Direkte fluorescens assays (DFAs) giver overlegne følsomhed end RIDTs, men behandlingstiden er større (~ 3 timer), og skal være afsluttet af dygtige teknologer 16, 17. Viral kultur har været den gyldne standard for diagnostik influenza og har forbedret følsomhed over begge RIDTs og DFAs 18. Dog kan influenza viral kultur tage alt fra 2-14 d til at fuldføre, faldende dens anvendelighed i medvirken patientbehandlingen 19. Endelig har nukleinsyreamplifikationsmetoder tests (NAAT) erstattet dyrkningsteknikker som den nye guldstandard i diagnostik influenza. NAAT anses for at have den største sensitivitet til detektering influenza i et par timer. Imidlertid NAAT er de dyreste assays og kræver specialiseret udstyr og teknikere til at udføre 5 <sop>, 20, 21, 22, 23, 24, 25.

Influenza A og B assayet beskrevet her er den første CLIA-frafaldes molekylær hurtige influenza test, der er let tilgængelige. Denne analyse fungerer ved at ansætte en nicking endonuklease Amplification Reaktion (NÆR), der bruger isoterm forstærkning med influenza-specifikke primere efterfulgt af måldetektering med molekylære beaconprober. Dette assay skelner influenza A fra B, kræver 2 min at oprette og behandle en prøve, og kræver i alt 15 min at fuldføre.

Her præsenteres protokollen for Influenza A & B-analysen. Derudover giver vi en prøve datasæt sammenligner ydeevnen af ​​influenza A og B assay på arkiveret nasopharyngeal vatpind (NPS) enheder, lagret i viral transportmedium (VTM) til en anden respiratorisk patogen panel assay.

Protocol

ETIK ERKLÆRING: Brugen af ​​venstre-over kliniske prøver er godkendt og følger retningslinjerne fra Memorial Sloan Kettering Cancer Center Institutional Review Board. 1. Før Kørsel af Assay BEMÆRK: Influenza A og B-analysen er godkendt til nasopharyngeale podninger og nasopharyngeale podninger gemt i virustransportmediet. Svaberprøver er inkluderet i sættet og bør anvendes til optimal ydeevne. Men rayon, skum, strømmede, podninger eller polyester næseskrab kan også anvendes til at indsamle …

Representative Results

I denne undersøgelse blev arkiveret NPS prøver indsamlet fra indlagte præsenterer med influenzalignende symptomer på Memorial Sloan-Kettering Cancer Center (MSKCC) under en influenza udbrud fra december 15, 2012 og 1. marts 2013. NPS prøver blev indgivet i 3 ml af VTM og testet som en del af rutinemæssig klinisk praksis med en molekylær analyse, som påviser et panel af respiratoriske vira (RP), herunder Influenza a, a-1, a-3, og B. i undersøgelsesperioden blev 3.675 NPS eksempla…

Discussion

Influenzavirus er betydelige verdensomspændende årsager til sygelighed og dødelighed. Hurtig og nøjagtig diagnose af influenza er en af ​​de vigtigste nøgler til at styre influenza udbrud i løbet af respiratorisk sæson. Andre antigen-baserede tests er hurtige og lette at udføre; men de har lave følsomheder 13. På den anden side har de traditionelle molekylære test forbedret følsomhed, men kræver mere erfarne laboratorie teknologer at udføre og er dyrere. Influenza A og B-assay b…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

We thank the Clinical Microbiology Service staff of the Memorial Sloan-Kettering Cancer Center for help in collecting clinical specimens. This study was supported in part by a research agreement between MSKCC and Alere Scarborough (SK2013-0262).

Materials

Alere i Instrument Alere NAT-000 (Global), NAT-024 (US)
Alere i Influenza A & B 24 Test Kit Alere 425-000 (Global), 425-024 (US)
Alere i Barcode Scanner Alere EQ001001
Alere Universal Printer Alere 55115 (Global), alereiprinter (US)
200 µL precision pipette
200 µL disposable pipette tips
Viral transport medium Remel M4-RT

References

  1. . . Prevention control of seasonal influenza with vaccines. Recommendations of the Advisory Committee on Immunization Practices–United States, 2013-2014. , 1-43 (2013).
  2. Poehling, K. A., et al. The Underrecognized Burden of Influenza in Young Children. New England Journal of Medicine. 355 (1), 31-40 (2006).
  3. . Estimates of Deaths Associated with Seasonal Influenza — United States, 1976-2007. MMWR. 59 (33), 1057-1089 (2010).
  4. Agrawal, A. S., et al. Comparative evaluation of real-time PCR and conventional RT-PCR during a 2 year surveillance for influenza and respiratory syncytial virus among children with acute respiratory infections in Kolkata, India, reveals a distinct seasonality of infection. Journal of Medical Microbiology. 58 (12), 1616-1622 (2009).
  5. Ginocchio, C. C. Strengths and Weaknesses of FDA-Approved/Cleared Diagnostic Devices for the Molecular Detection of Respiratory Pathogens. Clinical Infectious Diseases. 52, 312-325 (2011).
  6. Grohskopf, L. A., et al. Prevention and control of seasonal influenza with vaccines: recommendations of the Advisory Committee on Immunization Practices-United States, 2013-2014. MMWR Recomm Rep. 62 (07), 1-43 (2013).
  7. Molinari, N. -. A. M., et al. The annual impact of seasonal influenza in the US: measuring disease burden and costs. Vaccine. 25 (27), 5086-5096 (2007).
  8. Aoki, F. Y., et al. Early administration of oral oseltamivir increases the benefits of influenza treatment. Journal of Antimicrobial Chemotherapy. 51 (1), 123-129 (2003).
  9. Noyola, D. E., Demmler, G. J. Effect of rapid diagnosis on management of influenza A infections. The Pediatric infectious disease journal. 19 (4), 303-307 (2000).
  10. Sharma, V., Dowd, M., Slaughter, A. J., Simon, S. D. EFfect of rapid diagnosis of influenza virus type a on the emergency department management of febrile infants and toddlers. Archives of Pediatrics & Adolescent Medicine. 156 (1), 41-43 (2002).
  11. Dale, S. E., Mayer, C., Mayer, M. C., Menegus, M. A. Analytical and clinical sensitivity of the 3M rapid detection influenza A+B assay. J Clin Microbiol. 46 (11), 3804-3807 (2008).
  12. van Doorn, H. R., et al. Clinical validation of a point-of-care multiplexed in vitro immunoassay using monoclonal antibodies (the MSD influenza test) in four hospitals in Vietnam. J Clin Microbiol. 50 (5), 1621-1625 (2012).
  13. Hurt, A. C., Alexander, R., Hibbert, J., Deed, N., Barr, I. G. Performance of six influenza rapid tests in detecting human influenza in clinical specimens. Journal of Clinical Virology. 39 (2), 132-135 (2007).
  14. Fiore, A. E., et al. Antiviral agents for the treatment and chemoprophylaxis of influenza — recommendations of the Advisory Committee on Immunization Practices (ACIP). MMWR Recomm Rep. 60 (1), 1-24 (2011).
  15. Harper, S. A., et al. Seasonal influenza in adults and children–diagnosis, treatment, chemoprophylaxis, and institutional outbreak management: clinical practice guidelines of the Infectious Diseases Society of America. Clin Infect Dis. 48 (8), 1003-1032 (2009).
  16. Hannoun, C., Tumova, B. Survey on influenza laboratory diagnostic and surveillance methods in Europe. European Journal of Epidemiology. 16 (3), 217-222 (2000).
  17. Leonardi, G. P. Rapid identification of 2009 H1N1 influenza A virus using fluorescent antibody methods. Am J Clin Pathol. 134 (6), 910-914 (2010).
  18. Chartrand, C., Leeflang, M. M. G., Minion, J., Brewer, T., Pai, M. Accuracy of Rapid Influenza Diagnostic TestsA Meta-analysis. Annals of Internal Medicine. 156 (7), 500-511 (2012).
  19. Lee, G. C., et al. Evaluation of a rapid diagnostic test, NanoSign(R) Influenza A/B Antigen, for detection of the 2009 pandemic influenza A/H1N1 viruses. Virol J. 7, 244 (2010).
  20. Tang, Y. W., et al. Clinical accuracy of a PLEX-ID flu device for simultaneous detection and identification of influenza viruses A and B. J Clin Microbiol. 51 (1), 40-45 (2013).
  21. Bandt, D., et al. Economic high-throughput-identification of influenza A subtypes from clinical specimens with a DNA-oligonucleotide microarray in an outbreak situation. Molecular and Cellular Probes. 26 (1), 6-10 (2012).
  22. Pierce, V. M., Elkan, M., Leet, M., McGowan, K. L., Hodinka, R. L. Comparison of the Idaho Technology FilmArray system to real-time PCR for detection of respiratory pathogens in children. J Clin Microbiol. 50 (2), 364-371 (2012).
  23. Teo, J., et al. VereFlu™: an integrated multiplex RT-PCR and microarray assay for rapid detection and identification of human influenza A and B viruses using lab-on-chip technology. Archives of Virology. 156 (8), 1371-1378 (2011).
  24. Babady, N. E., et al. Comparison of the Luminex xTAG RVP Fast assay and the Idaho Technology FilmArray RP assay for detection of respiratory viruses in pediatric patients at a cancer hospital. J Clin Microbiol. 50 (7), 2282-2288 (2012).
  25. Chidlow, G., et al. Duplex real-time reverse transcriptase PCR assays for rapid detection and identification of pandemic (H1N1) 2009 and seasonal influenza A/H1, A/H3, and B viruses. J Clin Microbiol. 48 (3), 862-866 (2010).
  26. Bell, J. J., Selvarangan, R. Evaluation of the Alere I influenza A&B nucleic acid amplification test by use of respiratory specimens collected in viral transport medium. J Clin Microbiol. 52 (11), 3992-3995 (2014).
  27. Nie, S., et al. Evaluation of Alere i Influenza A&B for Rapid Detection of Influenza Viruses A and B. Journal of Clinical Microbiology. 52 (9), 3339-3344 (2014).
  28. Chapin, K. C., Flores-Cortez, E. J. Performance of the Molecular Alere i Influenza A&B Test Compared to That of the Xpert Flu A/B Assay. Journal of Clinical Microbiology. 53 (2), 706-709 (2015).

Play Video

Cite This Article
Otto, C. C., Kaplan, S. E., Stiles, J., Mikhlina, A., Lee, C., Babady, N. E., Tang, Y. Rapid Molecular Detection and Differentiation of Influenza Viruses A and B. J. Vis. Exp. (119), e54312, doi:10.3791/54312 (2017).

View Video