dsDNA 인터칼레이팅 염료를 사용하는 이러한 실시간 RT-PCR은 리사바이러스 감염을 진단하는 데 적합합니다. 이 방법은 광견병에서 추출한 RNA로 시작하여 영양분 또는 사후 샘플로 의심되는 데, 마스터 믹스 준비, RNA 추가, 실시간 기계 설정 및 결과의 정확한 해석을 자세히 설명합니다.
분자 는 신속하고 민감하며 구체적이며 광견병 진단의 중심이되었습니다. PCR 기지를 둔 분석실험은 광견병 진단을 확인하기 위하여 십년간 동안 이용되었습니다 그러나 광견병 감염을 검출하는 1 차적인 방법으로 OIE (동물 건강을 위한 세계 기구)에 의해 최근에 받아들여졌습니다. 실시간 RT-PCR 분석은 실시간 데이터를 제공하고 폐쇄 튜브 시스템으로 설정 중 오염 위험을 최소화합니다. DNA 인터칼로크롬 실시간 RT-PCR 어설슬은 고가의 프로브를 필요로 하지 않으며, 샘플당 비용을 최소화하며, 프라이머가 보존된 지역에서 설계될 때, 바이러스 계보 전반에 걸쳐 특이적인 어설보액은 단지 하나의 바이러스에 특이적이다. 종은 가능하다. 여기서 우리는 가장 발산되는 바이러스 IKOV, WCBV 및 LLEBV를 포함하여 Lyssavirus 속에 걸쳐 lyssavirus를 검출하는 범-리사바이러스 SYBR 실시간 RT-PCR 분석에 대해 설명합니다. 해리 곡선 분석과 함께,이 분석은 모든 lyssavirus 종을 검출의 장점과 함께, 민감하고 구체적이다. 이 분석실험은 품질이 보장되는 환경을 갖춘 많은 진단 실험실에서 채택되어 동물 및 인간 광견병 사례에 대한 강력하고 신속하고 민감한 진단을 가능하게 합니다.
분자 방법론을 이용한 광견병의 진단은 2018년OIE에 의해 받아들여졌으며, 특히 샘플이 최적이 아닌 경우, 또는 영양 평가를 위해 광견병 사례를 확인하는 데 있어서 이러한 기술의 장점을 인식하고, 라이브 바이러스 또는 신선한 샘플에 대한 요구 사항이 없기 때문에. lyssaviruses를 위한 PCR 분석은 게놈이 RNA인 때 PCR가 개시될 수 있기 전에 역전사 (RT)를 요구합니다. 게놈의 3′ 근위 영역을 검출하는 RT-PCR 분석은 전사 그라데이션이 lyssavirus 복제 도중 생기기 때문에, 가장 과민한 여겨짐으로 여겨됩니다. 일반적으로 사용되는 RT-PCR 검사는 종점(또는 겔 기반) 및 실시간의 두 가지 범주로 광범위하게 나눌 수 있습니다. 두 방법 모두 민감하고 구체적입니다. 그러나 실시간 분석기는 ‘실시간’ 결과를 얻고 완전히 폐쇄된 튜브 시스템에서 수행되는 등의 몇 가지 추가적인 이점을 가지므로 작업자 오염 가능성을 줄입니다. 실시간 검법을 사용하여 얻은 lyssavirus 특이적 앰플리곤을 검출하는 두 가지 주요 접근법이 있습니다. 첫 번째는 형광포와 쿠싱을 포함하는 가수 분해 프로브 (예 : TaqMan 프로브)를 사용합니다. 프로브가 증폭 중에 표적 영역에 결합하면 중합효소의 외핵활성이 형광포및 쿠싱의 해리를 초래하여 생성된 형광을 측정할 수 있게 됩니다. 두 번째는 증폭 도중 이중 좌초된 DNA에 묶는 DNA intercalating 염료 (SYBR 녹색과 같은 형광질)를 이용합니다. 결합된 형광은 각 주기에서 검출되는 형광을 방출하여 제품의 실시간 검출 및 정량화를 허용합니다. 임의의 dsDNA에 결합하는 비특이적 특성으로 인해, 해리 곡선 분석은 반응의 특이성을 확인하기 위해 착수된다. 실시간 RT-PCR은 작은 앰플리톤 크기로 인해 빠르며, 일반적으로 길이가 200bp 미만입니다. 그러나 보존된 지역에서 프라이머와 프로브를 설계하기에 적합한 영역을 식별하는 것은 어려운 일이므로 프로브에 대한 요구 사항을 제거하는 것이 뚜렷한 이점입니다.
실시간 RT-PCR의 숫자는 특히 RABV2의 개별 균주 또는 혈통을 검출하고 또한 속 3,4,5,6에 걸쳐 lyssaviruses를 검출하기 위해 설계되었습니다. 7,8,9. 모든 검정은 프라이머(및 필요한 경우 프로브) 서열이 속을 가로질러 보존되는 방식에 따라 검출의 한계를 가질 것이다. 실제로, 신흥 또는 새로운 바이러스 긴장은 고도로 특정 프로브 기지를 둔 측정고를 비효과적이게 렌더링할 수 있습니다. 실시간 검출(염료 대 프로브)의 선택은 의도된 용도에 따라 달라집니다. 현지에서 공급되는 뇌 물질에 대한 감시를 수행하고 많은 수의 음의 시료를 기대하는 실험실의 경우, 더 저렴한 인터컬링 염료를 사용하는 것이 현명한 선택입니다. SYBR 녹색 접근법은 또한 새로운 또는 발산 리사 바이러스의 존재가 더 제한된 프로브 기반 검정에 의해 발견되지 않은 상태로 남아있을 것입니다 스캐닝 감시를 수행 할 때 최적 일 것입니다.
리사바이러스 속의 모든 구성원은 증상이 나타나면 치명적인 질병 광견병을 일으킨다. 인간과 동물 광견병의 대다수는 광견병 바이러스(RABV)에 기인하며, 이는국내 개(10)가 지배적인 저수지이다. 박쥐는 lyssaviruses에 대한 중요한 호스트 저수지이며 특징을 가진 두 개의 lyssavirus 종을 제외한 모든 박쥐에서 직접 확인되었습니다 – 이코마 리사 바이러스 (IKOV) 및 모콜라 바이러스 (MOKV) – 그리고 이 두 가지의, IKOV는 박쥐 호스트 저수지를 가지고 추측되고있다 11. 16 인식 된 리사 바이러스 종(12)이외에, 최근에 설명 된 두 개의 lyssavirus가 있습니다 : 대만 박쥐 리사 바이러스 (TWBLV)13 및 코탈라티 박쥐 리사 바이러스 (KBLV)14. 리사바이러스는 유전적으로 3개의 필로그룹으로 나눌 수 있고, RABV를 포함한 대부분의 라이사바이러스는 필로그룹 I에 속한다. 그러나, 가장 발산되는 리사바이러스는 phylogroup III에 속하며 RABV 또는 필로그룹 I 바이러스 서열을 표적으로 하도록 설계된 RT-PCRs에 의해 검출될 가능성이 낮다.
여기서 설명된 분석은 2005년3에처음 기재된 실시간 프라이머 쌍 JW12-N165를 이용한다. 프라이머는 원래 응용 프로그램이 lyssavirus 종을 분화하기 위해 프로브를 가진 TaqMan 분석기로 이었기는 하지만 범-리사바이러스로 설계되었다. 프라이머 쌍이 특이성에서 팬-리사바이러스였다는 후속 확인은 WCBV15를포함하여 이용 가능한 모든 리사바이러스 종에 대한 2단계 SYBR 실시간 분석상을 이용하여 달성되었다. 프라이머 쌍은 상호 칼레이트 형광로화를 이용한 1단계 RT-PCR 실시간 분석, 모든 16개의 인식된 lyssavirus 종의 대표자를 사용하여 검증된 여기에서 설명된다. 이러한 1단계 실시간 분석은 신속하고 민감하며, 용사바이러스 특이적 분석이며, 프라이머 세트의 견고성이 매우 다양한 리사바이러스 종을 식별하도록 설정된 것을 보여준다.
기재된 범용 리사바이러스 실시간 RT-PCR 분석은 3개의 필로그룹 모두에 걸쳐 용해바이러스를 검출하는 폐쇄관, 1단계 분석이다. 이 분석은 사후 뇌 조직(최적으로 뇌간) 및 피부 생검, 연속적으로 수집된 타액 또는 대뇌 척수액(CSF)과 같은 영양 모템 샘플을 포함하여 동물 및 인간 광견병 진단모두에 대해 검증되었습니다. 이 분석에서 활용된 프라이머는 많은 OIE 광견병 실험실에서 사용되어 왔으며 EURL 숙련도 계획에서일관되게 수행되어 RABV, EBLV-1 및 EBLV-2 3을 구별하기 위해 프로브 기반 분석에 먼저 설계및 활용되었습니다. 이어서 이들 프라이머의 ‘범리사바이러스’ 성질은 2단계 실시간 분석(15)을이용하여 확인되었다. 여기서 설명된 분석서는 프라이머를 활용하여 폐쇄튜브, 신속한 시스템을 가능하게 하는 1단계 SYBR 분석에서 RT-PCR을 더욱 최적화했다. 또한, 이 분석기를 사용하여 광견병 발병 국에서 교육을 실시하여 교차 오염 및 추적 샘플을 줄이기 위한 기본 PPE 및 품질 시스템을 갖춘 모든 실험실에서 시약을 저장하는 시설 및 실시간 을 구현할 수 있는 적합성을 확인했습니다. SYBR 검출이 있는 기계. 이 분석은 매우 견고하며 FAT와 100% 상관관계가 있으며 분해된시료에 대한 민감도가 향상되었습니다 3. 프로브 기반 분석과 비교하여 DNA 간질 염료 기반 의 주요 장점 중 하나는 상대적인 비용입니다. 추가 적인 이점은 분석이 2개의 프라이머만 이용한다는 것입니다, 그러므로 이전에 간행된 탐사기 기지를 둔 분석에 있는 약점이었던 서열 발산 때문에 실패한 탐지의 더 적은 리스크가 있습니다. 실제로, 모든 lyssavirus 종의 대표자 (TWBLV및 KBLV 제외)는 이 분석을 사용하여 검출되고, 프라이머 사이트에 걸쳐 TWBLV와 KBLV의 서열 분석은 또한 사용을 사용하여 검출될 것이라는 점을 강하게 건의하는 중요한 발산을 제시하지 않습니다 이 메서드를 사용합니다. 분석된 바이러스에 걸쳐 관찰된 검출의 한계의 범위는, 두 가지 주요 요인에 기인하는 것으로 간주될 수 있다. 첫 번째는 RNA가 임상 뇌 물질로부터 분리되었기 때문에 각 원액 샘플에서 게놈 사본의 양은 직접적으로 비교할 수 없다는 것입니다. RNA는 총 RNA를 1 μg/μL로 조정하여 ‘정규화’되었습니다. 그러나, 그 견본 내의 바이러스성 게놈 RNA의 비율은 변화할 것입니다. 두 번째는 보존 된 지역에 있는 프라이머 사이트에도 불구하고, lyssavirus 서열의 다양성, 변화의 위치가 남아있다. 따라서, 분석에 대한 민감도가 낮은 대부분의 용염바이러스가 필로그룹 II 및 III 바이러스라는 것은 놀라운 일이 아니다. 해리 곡선 분석은 필수 파라미터를 나타내며, 그렇지 않으면 프라이머 이량체의 형성, 또는 숙주 게놈 내의 비특이적 영역의 증폭으로 인해 발생할 수 있는 거짓 양성 결과를 최소화한다. 실제로, 이것은 드물게 발생하며 해리 곡선 분석은 아가로즈 겔을 실행하여 기존의 RT-PCR 앰플리온을 올바르게 시각화하는 것과 같습니다. 허용 가능한 Tm 값의 범위는 실험실에서 수집된 데이터에 기초하여 (77-80 °C)로 제공되었습니다. 개별 실험실은 사내 데이터를 수집하여 범위를 양도할 수 있도록 하고 그에 따라 수정하는 것이 좋습니다. 증폭 및 해리 플롯의 결과를 양수 및 음수 제어 및 ß-액틴 결과와 함께 해석하면 강력하고 재현 가능한 진단 결과를 구현할 수 있습니다.
이 프로토콜의 범위를 벗어나는 것은 고품질 RNA를 얻기 위하여 이용된 RNA 추출 방법이다. 본 프로토콜에서 분석된 모든 RNA는 TRIzol을 사용하여 제조하였다; 그러나 컬럼 및 비드 기반 추출 키트를 포함하여 많은 적합한 구니듐 기반 추출 RNA 추출 프로토콜이 있습니다. lyssavirus 양성 (또는 의심되는 양성) 견본의 취급은 국가 내에서 승인된 면허생물 봉쇄 시설 안에 있어야 합니다. 그러나, 추출된 총 RNA는 비감염성, 그러므로 낮은 봉쇄 실험실 내처리됩니다. 사용된 추출 방법에 따라 RNA를 정량화하고 희석하는 요구 사항을 평가해야 합니다. TRIzol을 포함하는 페놀 계 추출의 경우, 이 단계가 요구되고 gDNA를 오염시키는 분석의 억제를 방지한다; 그러나, 컬럼 및 비드 기지를 둔 추출 (특히 DNA 고갈 단계를 가진 사람들은) 시험의 앞에 희석을 요구하지 않습니다.
프로토콜 전반에 걸쳐 교차 오염을 방지하고 올바른 웰에 시료를 정확하게 추가하는 데 주의와 근면이 필요합니다. 시약 계산 및 플레이트 레이아웃이 있는 스프레드시트를 추가 파일로 다운로드할 수 있습니다. 깨끗한 작업 표면, 장갑의 정기적 인 변화, 장벽 팁 및 각 단계를 분리하는 다른 객실 / UV 캐비닛을 포함한 좋은 실험실 실습은 오염의 가능성을 최소화합니다. 테스트가 예상 매개 변수로 수행되도록 하려면 양수 및 음수 컨트롤을 포함해야 하며 모든 테스트 샘플이 중복(또는 세 배)으로 실행되어야 합니다.
컨트롤의 포함은 모든 PCR의 필수 기능, 특히 진단에 대 한. 양성 대조군 RNA는 CVS(챌린지 바이러스 표준)에서 감염된 마우스 뇌를 일괄처리로 제조하고 배치 간의 일관성을 보장하기 위해 검증 및 보정하였다. 대조군 RNA를 정량화하고 1 μg/μL. RNA로 희석하였고, 이RNA는 적어도 10-4(100 pg/μL와 동일)까지 직렬 희석에서 양성 결과를 얻었으며 목적에 적합한 것으로 간주되었다. 양성 대조군 RNA를10-1 aliquots에서 -80°C에서 저장하였다. 필요한 경우, 1:100을 희석하여 1 ng/μL에서 작업 스톡을 제공하고 5 μL 일회용 aliquots에서 -80°C에서 보관하였다. 희석된 양성 대조군 RNA는 낮은 수준의 양성 샘플을 나타내고, 분석법의 민감도의 임의의 감소를 검출하기 위해 사용되었다. Ct 값을 모니터링하고 추세를 식별하기 위해 각 컨트롤에 대해 ‘제어 카드’를 보관하였다(표 5). 표 5는 여러 날 및 연산자에서 CVS 양성 대조군 샘플 Ct 및 Tm 값에 대한 양호한 실행 간 비교 가능성을 보여 주었으며, 분석이 견고하고 재현 가능한것이라는 확신을 제공합니다. 이러한 측정에서 벗어난 결과를 조사하고 필요한 경우 샘플을 반복테스트해야 합니다. 분자등급의 물은 NTC로서 모든 실행에 포함되어 시약이 리사바이러스 RNA로 오염되지 않음을 확인하고 음성 샘플을 확인하였다. 더욱이, RNA 추출 효능을 보장하기 위해, ß-액틴은 별도의 튜브에서 시험 샘플과 함께 시험하였다. 리사바이러스 양성 대조군 RNA는 또한 ß-액틴 양성 대조군을 위해 사용되었다. 다른 내인성 유전자 또는 이종 내부 제어 시스템이 활용될 수 있다. 이러한 컨트롤을 사용하면 테스트 샘플과 동일한 조건에서 모든 단계를 분석할 수 있습니다. 때때로, 샘플이 고도로 분해되었거나 충분한 숙주 RNA(예: 타액 또는 CSF)를 포함하지 않은 경우, 내인성 유전자 PCR이 실패할 수 있다. 이 경우, lyssavirus 실시간 RT-PCR 결과가 양성인 경우, 독립적인 RNA 추출에 대한 확인-원래 테스트 또는 이차 테스트(예: 기존 RT-PCR와 같은 분자)에 의한 RNA 추출 시 오염을 배제합니다. 또는 지방. 진단 샘플을 분석하는 동안 표 4를 사용하여 올바른 해석을 보장했습니다.
광견병 감염을 확인하는 데 사용되는 분자 분석법에 관계없이 Sanger 시퀀싱을 사용하여 지방 이나 바이러스 격리와 같은 바이러스학의 용해 종 및 고전 기술을 결정하는 후속 조사는 또한 수행되어야합니다. OIE 및 WHO에 대한 긍정적인 사례의 통지를 지원하고 있습니다.
The authors have nothing to disclose.
저자는 실험을 완료하는 데 도움을 준 미스 엠마 와이즈와 미스 메건 골딩에게 감사를 표하고 자합니다. 이 프로토콜의 개발은 영국 환경, 식품 및 농촌 부 (Defra), 스코틀랜드 정부 및 웨일스 정부보조금 [SV3500 및 SE0431]과 유럽 바이러스 아카이브 글로벌 (EVAg) 프로젝트에 의해 재정적으로 지원되었습니다. 보조금 협정 No 653316에 따라 유럽 연합의 Horizon 2020 연구 및 혁신 프로그램에서 자금을 지원받았습니다.
Art Barrier pipette tips (various sizes) | Thermofisher | various | |
Centrifuge | Beckman | Allegra 21R | Rotor capable of holding 96 well plates required. Step 3.8. |
Centrifuge (mico) | Sigma | ||
Finnpipettes (to dispense 0.5-1000 µL) | Thermofisher | various | |
iTaq Universal SYBR Green One-Step RT-PCR kit | Bio-Rad | 172-5150 | Equivalent kits can be used if validated |
MX3000P or MX3005P real-tme PCR system | Stratagene | N/A | Eqivalent machines can be used if validated |
MicroAmp reaction plate base | Any suitable | Used to hold tube strip and plates securely. | |
Optically clear flat clear strips (8) | ABgene | AB-0866 | |
Perfect fit frame (if using tube strips) | Stratagene | N/A | Specific to machine |
Primers: for primer details see Table 2. | Ordered at 0.05 µmole scale HPLC purified. | ||
Thermo-Fast 96 well plares, non skirted | ABgene | AB-600 | |
Thermo-Fast strips (8) Thermo-tubes | ABgene | AB-0452 | |
Vortex machine / Whirlimixer | Fisons Scientific equipment | SGP-202-010J | |
Unless stated, alternative equipment can be used |