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 Herpes – Virus-2 (EHV-2) in einem Respiratorisches Syndrom, mit potentiellen klinischen Manifestationen wie Nasenausfluss, Pharyngitis und geschwollene Lymphknoten 1-3 beteiligt. Dieses Virus wird vermutet , auch mit den Armen-Leistung von Pferden in Verbindung gebracht werden, die zwei in einer signifikanten und negativen wirtschaftlichen Auswirkungen für die Pferdebranche führen kann.
Bisher war der Goldstandard für die Gamma-EHV (γ-EHV) Detektion der Zellkulturverfahren. Der erste Nachteil dieses Verfahrens war das Fehlen der Diskriminierung zwischen EHV-2 und γ-EHV ist (zB EHV-5). Der zweite Nachteil war die langsame Entwicklung des cytopathischen Verfahren, die vom 12. bis 28 Tage dauert 4,5 zu manifestieren.
Entwicklung eines validierten und normalisierte quantitative Echtzeit-Polymerase-Kettenreaktion (qRT-PCR) -Methode wird dazu beitragen, schnell das Virus zu erkennen, zwischen EHV-2 und EHV- zu diskriminieren5 und die Beziehung zwischen dem viralen Genom Last und die Krankheit durch die Quantifizierung Aspekt zu studieren.
Die Polymerase – Kettenreaktion (PCR) wurde 1986 von Mullis 6 zum ersten Mal beschrieben und ist über die neue Goldstandard zu werden in die meisten Felder der biologischen Diagnose (Mensch, Umwelt und Tier). Dieses Verfahren, das auf die Amplifikation eines Teils des Genoms der Pathogene basiert, stellt viele Vorteile: Spezifität, Empfindlichkeit und Schnelligkeit. Darüber hinaus zurückgetreten das Risiko von Amplikonkontamination seit dem Aufkommen der qRT-PCR und Qualitätssicherung 7. Dennoch erforderte die Anerkennung der PCR als neuen Goldstandard-Methode mehr als nur Spieldaten verbessert, sondern auch die Demonstration der Kontrolle der Entwicklung und Validierung Schritte des gesamten Verfahrens ohne Verschlechterung der Leistung im Laufe der Zeit.
Die erste molekulare Werkzeuge für die Detektion verwendet EHV-2 wurden Zeit consuming und beteiligten unspezifische Amplifikation mit nested PCR 8 durch Sequenzierung gefolgt. Die gezielte Gene für Herpes – Viren wurden Desoxyribonukleinsäure (DNA) Polymerase und DNA Verpackung 9. Jedoch nested PCR stellt ein hohes Risiko der Kontamination durch Amplikons. Seitdem haben sich herkömmliche PCR – Tests entwickelt worden , um die Interleukin-10-like – Gen oder Glycoprotein B – Gens zu amplifizieren, überprüft 2009 2. In jüngerer Zeit, Echtzeit – PCR Eigenschaften für die Quantifizierung von EHV-2 beschrieben sind, wurden 10 jedoch keine Daten zur Verfügung standen in Bezug auf die Validierung des gesamten Verfahrens einschließlich des Extraktionsprozesses.
In diesem Protokoll, Entwicklungs- und Validierungsverfahren sind für eine quantitative PCR – Verfahren zum Nachweis und zur Quantifizierung von EHV-2 – DNA in der Pferdeatmungsflüssigkeiten nach der Association Française de normalisation (AFNOR) Norm NF U47-600 3,11,12 beschrieben, das ist der Französisch Vertreter indie internationale Normalisierungskommission. Diese Norm beschreibt die "Anforderungen und Empfehlungen für die Umsetzung, Entwicklung und Validierung von Tier PCR in der Tiergesundheit Analyseverfahren" 11,12, nach dem NF EN ISO / CEI 17025, 2005 13 und OIE (Weltorganisation für Tiergesundheit) . Empfehlungen, 2010 14 der EHV-2 qRT-PCR – Validierungsprotokoll beinhaltet ein dreiteiliges Verfahren: (a) Entwicklung der qRT-PCR – Test, (b) Charakterisierung der qRT-PCR – Test allein und (c) Charakterisierung des gesamten Analyseverfahren (von der Extraktion von Nukleinsäuren aus der biologischen Probe zur PCR-Analyse).
Die Charakterisierung der qRT-PCR-Assays und des gesamten Analysemethode umfassen die Definition von zwei Grenzen: Die Nachweisgrenze (LOD) und der Bestimmungsgrenze (LOQ). Die LOD 95% PCR stellt die niedrigste Anzahl von Nukleinsäure Kopien pro Volumeneinheit , die in 95% aller cas nachgewiesen werden kannes. Die Bestimmungsgrenze von 95% PCR stellt die niedrigste Menge an Nukleinsäure Kopien, die die Unsicherheiten unter Berücksichtigung bestimmt werden kann.
Diese qRT-PCR-Methode ermöglicht die präzise Erfassung und schnelle Quantifizierung von EHV-2 in der Atem Flüssigkeiten. Darüber hinaus könnte das Verfahren in anderen Laboratorien angewendet werden, um ein standardisiertes Verfahren, um sicherzustellen, und als allgemeine Vorlage für die Entwicklung weiterer neuer qRT-PCR-Assays.
Seit den 2000er Jahren, Echtzeit-PCR wurde ersetzt Goldstandardtechniken (Zellkultur und Bakterienkultur Methoden) in einer wachsenden Zahl von Laboratorien. Die Umsetzung der Technik ist relativ einfach. Jedoch Validierung von Laborverfahren ist wesentlich für die molekulare Erkennung und Quantifizierung von Pathogenen genaue, wiederholbare und zuverlässige Daten zu gewährleisten.
Da der Extraktionsschritt die Hauptquelle für den Verlust der biologischen Material ist, kann es die Hauptfehlerquelle der Quantifizierung zwischen einem Protokoll und einem anderen betrachtet. Als solche kann die Schaffung einer Standardkurve von DNA Plasmids während qRT-PCR, vor allem in der Literatur berichtet wurde, zeigt die Viruslast Genom aber nicht berücksichtigt nicht der Extraktionsschritt.
Beschreibung eines De – novo – Strategie für eine ganze Methode Validierungsprozess in der AFNOR – Norm NF U47-600-2 stellt einen bedeutenden Fortschritt auf diesem Gebiet. Wie veranschaulicht indieses Papier für EHV-2 bei Pferden oder von anderen in Bienen 21 erfordert diese klare Unterscheidung zwischen dem Entwicklungsschritt und der Validierungsschritt mit Charakterisierung der PCR und Charakterisierung des gesamten Verfahrens. Eine Einschränkung in diesem interessanten Ansatz ist, dass jede Änderung des Protokolls in der Verpflichtung führen werden, den gesamten Prozess erneut zu validieren, die sehr teuer sein könnte. Diese Begrenzung wurde auch durch die Tatsache hervorgehoben , dass die Grenzen der Quantifizierung auf der Quelle abhängen , aus dem das Virus extrahiert wird (beispielsweise Atmungsflüssigkeiten, Organen, Blut oder Urin). In der Tat stellt jede Matrix unterschiedliche Spezifitäten in ihren physikalisch-chemischen Eigenschaften und es ist wichtig, unabhängig jede unterschiedliche Matrix für virale Detektion und Quantifizierung durch qRT-PCR verwendet zu definieren. Somit kann das virale Genom Last jeder biologischen Probe genauer aus der Extraktion werden quantifiziert. Die Charakterisierung berücksichtigt auch die Thermocycler model und wenn die Verwendung eines zuvor gut charakterisierten Verfahren (beispielsweise das EHV-2 qPCR Verfahren in diesem Papier beschrieben) , um eine neue Art von Maschine in Laboratorium Mutter erfordert oder einem anderen Labor, muß man die Leistung des Instruments zu bestätigen. Die Bestätigung der Durchführung eines Assays qPCR ist Voraussetzung für alle Tests in einem Labor zu bringen. Dies wird normalerweise durch die Analyse einer Bezugsprobe mit bekannten Eigenschaften erreicht. Eine solche Prüfung ist Voraussetzung und zwingend angesehen, wie durch die NF 47-600-1 AFNOR-Norm gefordert, um die Leistung der qPCR (LOD, LOQ Effizienz) und die Robustheit des gesamten Verfahrens (LOD, LOQ) zu validieren. Nicht nur während der Entwicklung und Charakterisierung Schritte sondern auch, wenn in der Forschung oder für diagnostische Zwecke verwendet werden, können die Risikofaktoren identifiziert werden und gut kontrollierte Standardisierung des Protokolls zu gewährleisten. Von besonderer Bedeutung ist eine angemessene Ausbildung des Personals, hoch qualifiziertes Personal, Qualitätskontrolle der Verbrauchsmaterialiengebrauchte und ihre Lagerung, Kontrolle über die unmittelbaren Umgebungsbedingungen und das Bewusstsein für messtechnische Bedingungen, die in dem Test beteiligt, die Leistung der wissenschaftlichen Instrumente beeinflussen können. Verwendung von Referenzproben für die Interlabor-Vergleiche könnten auch helfen, die Unsicherheiten zu steuern. Auf diese Weise Vergleich von Daten zwischen Laboratorien kann erleichtert werden. Tatsächlich sind Interlabor-Eignungsprüfungen unerlässlich, um die Reproduzierbarkeit des Verfahrens zu bewerten und zu bestätigen.
Viralen Genoms Last Ergebnisse, die in internationalen Einheiten (IE) der analysierten biologischen Matrix ausgedrückt werden (IU: Kopien / ml für Flüssigkeiten oder Kopien / g Gewebe) sind einfacher zu verwenden, um Ergebnisse zwischen verschiedenen Labors zu vergleichen. Alle Ergebnisse über dem LOQ als Kopien ausgedrückt / ml und ein Ergebnis zwischen dem LOD und LOQ genommen wird als nicht quantifizierbare positive Ergebnis. quantificational Daten des Genoms Presenting entspricht mehr auf diese Weise genau auf die Vorarbs von Analysen (Amplifikation des Genoms). In der Tat, in Zellkulturexperimenten, die Expression der Viruslast durch TCID 50 (mittlere Gewebekulturinfektionsdosis) von der Art der Zellen und Virusstämme abhängt. Jeder Stamm Linie besitzt eine einzigartige Infektion Kinetik und einige Viren wie EHV-2 kann mehrere Tage dauern, bis die ersten zytopathogener Effekt ist offensichtlich.
Abschließend diese neue Methode zur Charakterisierung von qRT-PCR sollte die Harmonisierung der Datendarstellung und Interpretation zwischen den Labors erleichtern. Dies wird für potenzielle neue Anwendungen der qRT-PCR in Zukunft wie die Einrichtung eines Cut-off-Wert für die Erklärung der Krankheitsstatus sehr nützlich sein, anstatt nur das Vorhandensein oder Fehlen des Erregers.
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 |