Here, we present a protocol for the development and validation of a quantitative PCR method used for the detection and quantification of EHV-2 DNA in equine respiratory fluids. The EHV-2 qRT-PCR validation protocol involves a three-part procedure: development, characterization of qRT-PCR assay alone, and characterization of the whole analytical method.
The protocol describes a quantitative RT-PCR method for the detection and quantification of EHV-2 in equine respiratory fluids according to the NF U47-600 norm. After the development and first validation step, two distinct characterization steps were performed according to the AFNOR norm: (a) characterization of the qRT-PCR assay alone and (b) characterization of the whole analytical method. The validation of the whole analytical method included the portrayal of all steps between the extraction of nucleic acids and the final PCR analysis.
Validation of the whole method is very important for virus detection by qRT-PCR in order to get an accurate determination of the viral genome load. Since the extraction step is the primary source of loss of biological material, it may be considered the main source of error of quantification between one protocol and another. For this reason, the AFNOR norm NF-U-47-600 recommends including the range of plasmid dilution before the extraction step. In addition, the limits of quantification depend on the source from which the virus is extracted. Viral genome load results, which are expressed in international units (IU), are easier to use in order to compare results between different laboratories.
This new method of characterization of qRT-PCR should facilitate the harmonization of data presentation and interpretation between laboratories.
Equid herpesvirus-2 (EHV-2) è coinvolto in una sindrome respiratoria, con potenziali manifestazioni cliniche quali la secrezione nasale, faringite e gonfiore dei linfonodi 1-3. Questo virus è anche sospettato di essere associati con i poveri prestazioni di cavalli, che può provocare un impatto economico significativo e negativo per l'industria del cavallo 2.
Fino ad ora, il gold standard per gamma-EHV (γ-EHV) di rilevamento è stato il metodo di coltura delle cellule. Il primo inconveniente di questo procedimento era l'assenza di discriminazione tra EHV-2 e altri γ-EHV di (ad esempio, EHV-5). Il secondo inconveniente è stato il lento sviluppo del processo citopatico, che dura da 12 a 28 giorni per manifestare 4,5.
Sviluppo di un real-time polymerase chain reaction quantitativa convalidato e normalizzati (qRT-PCR) metodo contribuirà a individuare rapidamente il virus, di discriminare tra EHV-2 e EHV-5 e studiare il rapporto tra il carico genoma virale e la malattia grazie all'aspetto quantificazione.
Reazione a catena della polimerasi (PCR) è stata descritta per la prima volta nel 1986 da Mullis 6 e sta per diventare il nuovo standard nella maggior parte dei settori di diagnosi biologica (umana, ambiente e veterinaria). Questo metodo, che si basa sull'amplificazione di una parte del genoma di agenti patogeni, presenta molti vantaggi: specificità, sensibilità e rapidità. Inoltre, il rischio di contaminazione ampliconi si ritirò dopo l'avvento di qRT-PCR e la garanzia della qualità 7. Tuttavia, il riconoscimento di PCR come nuovo metodo gold standard richiedeva più appena migliorata dati prestazioni, ma anche la dimostrazione del controllo di sviluppo e validazione fasi dell'intero metodo senza degrado delle prestazioni nel tempo.
I primi strumenti molecolari utilizzati per il rilevamento di EHV-2 erano tempo cl'amplificazione non specifica onsuming e coinvolto con nested PCR seguita da sequenziamento 8. I geni mirati per herpes virus sono stati acido desossiribonucleico (DNA) polimerasi e DNA confezionamento 9. Tuttavia, nested PCR presenta un elevato rischio di contaminazione da ampliconi. Da allora, i test di PCR convenzionali sono stati progettati per amplificare l'interleuchina gene 10-like o gene B glicoproteina, rivisto nel 2009 2. Più di recente, le caratteristiche di PCR in tempo reale sono stati descritti per la quantificazione del EHV-2 10, ma non erano disponibili dati riguardanti la convalida dell'intero metodo comprendendo il processo di estrazione.
In questo protocollo, procedure di sviluppo e di validazione sono descritti per un metodo quantitativo PCR per il rilevamento e la quantificazione di EHV-2 DNA nei fluidi respiratori equini secondo l'Association française de la normalizzazione (AFNOR) norma NF U47-600 3,11,12, che è il rappresentante franceseil comitato di normalizzazione internazionale. Dettagli Questa norma i "Requisiti e raccomandazioni per l'implementazione, lo sviluppo e la validazione di PCR veterinaria metodo di analisi della salute degli animali" 11,12, secondo la NF EN ISO / CEI 17025, 2005 13 e OIE (Organizzazione Mondiale per la Salute Animale) . raccomandazioni, 2010 14 il protocollo di validazione qRT-PCR EHV-2 comporta una procedura in tre parti: (a) lo sviluppo del saggio qRT-PCR, (b) caratterizzazione dei test qRT-PCR da solo e (c) la caratterizzazione di tutta la metodo analitico (dall'estrazione degli acidi nucleici dal campione biologico ad analisi PCR).
La caratterizzazione del dosaggio qRT-PCR e dell'intero metodo analitico comprende la definizione di due limiti: il limite di rilevazione (LOD) e il limite di quantificazione (LOQ). Il LOD 95% PCR rappresenta il più basso numero di copie di acidi nucleici per unità di volume che possono essere rilevati nel 95% di tutti i cases. Il LOQ 95% PCR rappresenta la quantità più bassa di copie di acidi nucleici che può essere determinato tenendo conto delle incertezze.
Questo metodo qRT-PCR permette la rilevazione precisa e rapida quantificazione di EHV-2 nei fluidi respiratori. Inoltre, il metodo può essere applicato in altri laboratori per garantire una procedura standardizzata e modello come generale per lo sviluppo di altri nuovi saggi qRT-PCR.
Dal momento che il 2000, PCR in tempo reale è stato sostituendo le tecniche d'oro standard (colture cellulari e metodi di batteri cultura) in un numero crescente di laboratori. L'attuazione della tecnica è relativamente facile. Tuttavia la convalida dei metodi di laboratorio è essenziale per la diagnosi molecolare e la quantificazione di agenti patogeni per garantire dati precisi, ripetibili e affidabili.
Poiché la fase di estrazione è la fonte primaria di perdita di materiale biologico, può essere considerata la principale fonte di errore di quantificazione tra un protocollo e un altro. Come tale, la creazione di una curva standard di plasmide DNA durante qRT-PCR, riportati principalmente in letteratura, indica il carico genoma virale, ma non tiene conto della fase di estrazione.
Descrizione di una strategia de novo di un intero processo metodo di convalida nella norma AFNOR NF U47-600-2 rappresenta un significativo progresso in questo settore. Come illustrato inquesta carta per EHV-2 in cavalli o da altri in api 21, questo richiede chiara differenziazione tra la fase di sviluppo e la fase di validazione con caratterizzazione della PCR e caratterizzazione dell'intero metodo. Una limitazione di questo approccio interessante è che qualsiasi modifica del protocollo comporterà l'obbligo di rinnovare il processo completo che può essere molto costoso. Questa limitazione è stata evidenziata anche dal fatto che i confini di quantificazione dipendono dalla sorgente dalla quale il virus viene estratto (ad esempio, fluidi respiratorie, organi, sangue o urina). Infatti, ogni matrice presenta differenti specificità nelle loro caratteristiche fisico-chimica ed è importante per definire in modo indipendente ciascuna matrice differente utilizzato per il rilevamento virale e quantificazione per qRT-PCR. Così, il carico genoma virale di ogni campione biologico può essere quantificata più precisamente dall'estrazione. La caratterizzazione tiene conto anche il mod termociclatoreel e quando l'uso di un metodo precedentemente ben caratterizzato (per esempio, il metodo EHV-2 qPCR descritto in questo documento) richiede un nuovo tipo di macchina in laboratorio genitore o altro laboratorio, si deve confermare l'efficacia di tale strumento. La conferma delle prestazioni di un saggio qPCR è un prerequisito per tutte le prove mettono in un laboratorio. Ciò si ottiene normalmente analizzando un campione di riferimento con proprietà note. Tale assegno è un prerequisito e considerato obbligatorio come richiesto dalla norma NF 47-600-1 AFNOR al fine di convalidare le prestazioni del (efficienza LOD, LOQ) qPCR e la robustezza del tutto il metodo (LOD, LOQ). Non solo durante le fasi di sviluppo e caratterizzazione ma anche quando utilizzato nella ricerca o per scopi diagnostici, i fattori di rischio possono essere identificati e ben controllato per assicurare la standardizzazione del protocollo. Di particolare interesse è adeguata formazione del personale, personale altamente qualificato, il controllo di qualità dei materiali di consumousati e il loro stoccaggio, il controllo delle condizioni ambientali immediati e la consapevolezza delle condizioni metrologiche che possono influenzare le prestazioni degli strumenti scientifici coinvolti nel test. L'utilizzo di campioni di riferimento per i confronti interlaboratorio potrebbe anche contribuire a controllare le incertezze. In questo modo, il confronto dei dati tra laboratori può essere facilitata. Infatti, prove di competenza interlaboratorio sono essenziali per valutare e confermare la riproducibilità del metodo.
Virali risultati carico del genoma che sono espressi in unità internazionali (UI) della matrice biologica analizzato (UI: copie / ml per i liquidi o copie / g per i tessuti) sono più facili da utilizzare al fine di confrontare i risultati tra i diversi laboratori. Tutti i risultati di cui sopra il LOQ sono espressi come copie / ml e di conseguenza tra il LOD e LOQ è preso come un risultato non quantificabili positivo. Presentando i dati quantificational del genoma in questo modo si conforma più precisamente alle process di analisi (amplificazione del genoma). Infatti, in esperimenti di coltura cellulare, espressione del carico virale TCID50 (tessuto mediana cultura infettiva dose) dipende dalla natura delle cellule e ceppi di virus. Ogni linea ceppo possiede la sua cinetica di infezione unico ed alcuni virus come EHV-2 può richiedere diversi giorni prima che il primo effetto citopatico è evidente.
In conclusione, questo nuovo metodo di caratterizzazione di qRT-PCR dovrebbe facilitare l'armonizzazione della presentazione dei dati e l'interpretazione tra i laboratori. Questo sarà molto utile per nuove applicazioni potenziali di qRT-PCR in futuro, come la creazione di un valore di cut-off per la dichiarazione dello stato di malattia anziché solo la presenza o l'assenza del patogeno.
The authors have nothing to disclose.
The authors would like to thank Sophie Castagnet and Nadia Doubli-Bounoua for their technical support. This work received financial support from the General Council of Calvados and the agreement of Region Basse-Normandie and French Government (CPER 2007-2013; project R25 p3). The authors would like to thank the experts of the AFNOR group and particularly Jean-Philippe Buffereau and Eric Dubois.
AB-1900 natural color ABgene 96 well plate | Dutsher | 16924 | |
Adhesive film QPCR Absolute | Dutsher | 16629 | Adhesive film used for sealing the plate prior to the qRT-PCR run |
0.5 mL microtubes, skirted, caps | Dutsher | 039258 | |
Ethanol 98% | Sodipro | SAF322941000 | |
Primers | Eurofins | Custom order | |
Probe | Life Technologies | Custom order | |
Plasmid | Eurofins | Custom order | |
QIAamp RNA viral Mini Kit (containing: QIAamp Mini column, AVL buffer, AW1 buffer, AW2 buffer, AVE buffer, collection tubes) |
Qiagen | 52906 | AVL buffer: pre-warm 5 min at 72°C |
Sequencing by Sanger method | Eurofins | Custom order | |
Taqman Universal PCR Master Mix | Life Technologies | 4364340 | |
Tris-EDTA buffer solution | Santa Cruz | sc-296653A | |
NanoDrop 2000c Spectrophotometer | Thermoscientific | ND-2000C | |
StepOnePlus Real-Time PCR systems | Life Technologies | 4376600 | pre-warm 15 min |