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 герпесвирус-2 (СВН-2) участвует в респираторный синдром, с возможными клиническими проявлениями , такими как выделения из носа, фарингит и увеличение лимфатических узлов 1-3. Этот вирус также подозревается быть связаны с плохой производительности лошадей, которые могут привести к значительным и негативным экономическим последствиям для промышленности лошади 2.
До сих пор золотым стандартом для гамма-СВН обнаружения (γ-СВН) был метод культивирования клеток. Первое неудобство этой процедуры было отсутствие дискриминации между СВН-2 и других g-СВН (например, СВН-5). Второе неудобство было медленное развитие цитопатического процесса, который занимает от 12 до 28 дней , чтобы проявить 4,5.
Разработка проверенного и нормированной количественного в режиме реального времени полимеразной цепной реакции (QRT-PCR), метод поможет быстро обнаружить вирус, различать EHV-2 и EHV-5 и изучить взаимосвязь между вирусным геномом нагрузкой и болезнь благодаря аспекту квантификации.
Полимеразная цепная реакция (ПЦР) был описан впервые в 1986 году Маллис 6 и собирается стать новым золотым стандартом в большинстве областей биологической диагностики (человека, окружающей среды и ветеринарии). Этот метод, который основан на амплификации части генома патогенных микроорганизмов, имеет много преимуществ: точность, чувствительность и быстроту. Кроме того, риск загрязнения ампликона отступала с момента появления QRT-PCR и обеспечения качества 7. Тем не менее, признание ПЦР в качестве нового метода золотого стандарта потребовало больше, чем просто улучшенные эксплуатационные данные, но и демонстрацией контроля разработки и валидации этапов всего метода без деградации производительности с течением времени.
Первые молекулярные инструменты, используемые для обнаружения СВН-2 были время Consuming и участвует неспецифическая амплификации с гнездовой ПЦР с последующим секвенированием 8. Целевые гены вирусов герпеса были дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) полимеразы и ДНК упаковки 9. Тем не менее, гнездовую ПЦР представляет высокий риск загрязнения ампликонов. С тех пор традиционные тесты ПЦР были разработаны , чтобы усилить интерлейкин 10-подобный ген или гликопротеина ген B, рецензия в 2009 году 2. Совсем недавно, ПЦР в реальном времени характеристики были описаны для количественного определения СВН-2 10 , но никакие данные не были доступны относительно проверки достоверности всего метода в том числе в процессе экстракции.
В этом протоколе, процедуры разработки и проверки описаны для количественного метода ПЦР для обнаружения и определения количества СВН-2 ДНК в лошадиных дыхательных жидкостях по данным Ассоциации Французское нормализации (AFNOR) норма NF U47-600 3,11,12, который является представителем Франции вмеждународный комитет по нормализации. Эта норма детализирует "Требования и рекомендации по внедрению, развитию и проверке ветеринарной ПЦР в методе анализа здоровья животных" 11,12, в соответствии с NF EN ISO / CEI 17025, 2005 13 и МЭБ (Всемирной организации по охране здоровья животных) . рекомендации, 2010 14 протокол проверки QRT-PCR СВН-2 включает в себя процедуру , состоящую из трех частей: (а) развитие анализа QRT-PCR, (б) Характеристику QRT-ПЦР в покое и (с) характеристика целого аналитический метод (от экстракции нуклеиновых кислот из биологического образца ПЦР-анализа).
Характеристика анализа QRT-PCR и всего аналитического метода включают в себя определение двух пределов: предел обнаружения (LOD) и предел количественного определения (LOQ). УД 95% ПЦР представляет наименьшее количество копий нуклеиновых кислот в единице объема , которые могут быть обнаружены в 95% всех случаев КАСэс. ПКО 95% ПЦР представляет наименьшее количество копий нуклеиновых кислот , которые могут быть определены с учетом неопределенностей.
Этот метод QRT-ПЦР позволяет точное обнаружение и быстрое определение количества EHV-2 в дыхательных жидкостей. Кроме того, этот метод может быть применен и в других лабораториях, чтобы обеспечить стандартную процедуру и в качестве общего шаблона для разработки других новых анализов QRT-PCR.
С 2000-х годов, ПЦР в реальном времени была замена стандартных методов золото (культура клеток и методы культуре бактерий) во все большем числе лабораторий. Реализация метода является сравнительно легко. Однако проверка лабораторных методов имеет важное значение для молекулярного обнаружения и количественного определения патогенов для обеспечения точной, повторяемые и надежные данные.
Так как стадия экстракции является основным источником потерь биологического материала, его можно считать главным источником ошибок количественного определения между одним протоколом и другим. Таким образом, создание стандартной кривой ДНК плазмиды во время QRT-PCR, в основном, представлены в литературе, указывает на уровень вирусной нагрузки генома, но не принимает во внимание стадию экстракции.
Описание стратегии De Novo для всего процесса валидации метода в норме AFNOR NF U47-600-2 представляет собой значительный прогресс в этой области. Как показано наВ настоящем документе для EHV-2 у лошадей, или другими в пчелами 21, это делает необходимым четкое разграничение между стадией развития и этапа проверки с характеристикой ПЦР и определения характеристик всего метода. Одним из ограничений в этом интересном подхода заключается в том, что любое изменение в протоколе приведет к обязанности возобновляют весь процесс, который может быть очень дорогостоящим. Это ограничение также свидетельствует тот факт , что пределы количественного определения зависят от источника , из которого вирус извлеченной (например, респираторных жидкостей, органов, крови или мочи). На самом деле, каждая матрица представляет различную специфичность в их физико-химических характеристик, и важно, чтобы определить независимо друг различные матрицы, используемой для вирусного обнаружения и количественного определения с помощью QRT-PCR. Таким образом, вирусный геном нагрузки каждого биологического образца, может быть определена количественно более точно от добычи. Характеристика также учитывает Термоциклер модэль и когда использование ранее хорошо охарактеризованного методом (например, СВН-2 метод КПЦР описанный в данной работе) требует нового типа машины в родительской лаборатории или другой лаборатории, необходимо подтвердить выполнение этого документа. Подтверждением выполнения анализа на КПЦР является обязательным условием для всех тестов принести в лабораторию. Обычно это достигается путем анализа эталонного образца с известными свойствами. Такая проверка является обязательным условием и считается обязательным в соответствии с просьбой нормы NF 47-600-1 AFNOR для того, чтобы подтвердить производительность (эффективность LOD, ПКО) КПЦР и надежность всего метода (LOD, ПКО). Мало того, во время стадий развития и определения характеристик, но и при использовании в исследованиях или для диагностических целей, факторы риска могут быть идентифицированы и хорошо контролируются для обеспечения стандартизации протокола. Особую озабоченность вызывает адекватное обучение персонала, высококвалифицированный персонал, контроль качества расходных материаловб и их хранение, контроль непосредственных условий окружающей среды и осознание метрологических условий, которые могут повлиять на выполнение научных инструментов, участвующих в анализе. Использование эталонных образцов для межлабораторных сравнений может также помочь контролировать неопределенности. Таким образом, сопоставление данных между лабораториями может быть облегчено. Действительно, межлабораторные тесты профессиональные навыки имеют важное значение для оценки и подтверждения воспроизводимости метода.
Вирусные результаты генома нагрузки, которые выражаются в международных единицах (МЕ) анализируемой биологической матрицы (IU: копий / мл для жидкостей или копий / г для тканей) легче использовать для сравнения результатов между различными лабораториями. Все результаты выше LOQ выражены в виде копий / мл и в результате между УД и LOQ берется в качестве не поддающихся количественной оценке положительного результата. Представление квантификационная данных генома таким образом соответствует более точно к предпосеs анализов (амплификации генома). На самом деле, в опытах на культуре клеток, экспрессию вирусной нагрузки с помощью TCID 50 (средний показатель тканевой культуры инфекционная доза) зависит от природы клеток и штаммов вируса. Каждый штамм обладает линия его уникальная кинетика инфекции и некоторые вирусы, такие как СВН-2 может занять несколько дней до первого цитопатогенный эффект очевиден.
В заключение, этот новый метод определения характеристик QRT-PCR должно способствовать гармонизации представления и интерпретации данных между лабораториями. Это будет очень полезно для потенциальных новых применений QRT-PCR в будущем, как установление значения отсечения для декларации статуса болезни, а не просто от наличия или отсутствия возбудителя.
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 |