Summary

Avaliação de uma reação em cadeia da polimerase de transcrição reversa universal aninhada para a detecção de lissavírus

Published: May 02, 2019
doi:

Summary

Um Pan-lyssavirus Nested transcrição reversa da polimerase em cadeia foi desenvolvida para detectar especificamente todos os lissavírus conhecidos. A validação utilizando amostras cerebrais da raiva de diferentes espécies animais mostrou que este método tem sensibilidade e especificidade equivalentes ao teste padrão-ouro de anticorpos fluorescentes e pode ser utilizado para o diagnóstico rotineiro da raiva.

Abstract

Para detectar o vírus da raiva e outras espécies-membro do gênero lyssavirus dentro da família Rhabdoviridae, a reação em cadeia da polimerase da transcrição reversa do Pan-lyssavirus (nested RT-PCR) foi desenvolvida para detectar a região conservada do gene do nucleoproteína (N) dos lyssavirus. O método aplica a transcrição reversa (RT) usando o RNA viral como o molde e o oligo (descolamento)15 e os hexâmeros aleatórios como primers para sintetizar o ADN complementar viral (cDNA). Em seguida, o cDNA viral é usado como um modelo para amplificar um fragmento de gene N 845 BP no PCR de primeira rodada usando primers externos, seguido de PCR Nested segundo round para amplificar o fragmento final de 371 BP usando primers internos. Este método pode detectar diferentes clados genéticos de vírus da raiva (rabv). A validação, usando 9.624 espécimes cerebrais de oito espécies animais domésticos em 10 anos de diagnósticos clínicos de raiva e vigilância na China, mostrou que o método tem 100% de sensibilidade e 99,97% de especificidade em comparação com a fluorescente direta teste de anticorpos (FAT), o método padrão-ouro recomendado pela Organização Mundial da saúde (OMS) e pela Organização Mundial para a saúde animal (OIE). Além disso, o método também poderia ampliar especificamente o fragmento de gene N alvo de 15 outras espécies de lyssavirus aprovadas e duas novas no 10º relatório do Comitê Internacional de taxonomia de vírus (ICTV), avaliada por uma detecção mímica de sintetizados N plasmídeos do gene de todos os lyssavirus. O método fornece uma alternativa conveniente ao FAT para o diagnóstico da raiva e foi aprovado como um padrão nacional (GB/T36789-2018) de China.

Introduction

A raiva é uma doença zoonótica mundial causada por vírus dentro do gênero lyssavirus1. Os lissavírus (família Rhabdoviridae) são vírus de RNA de cadeia única negativa com um genoma de aproximadamente 12 KB que codifica cinco proteínas: N, fosfoproteína (P), proteína matricial (M), glicoproteína (G) e a grande proteína ou polimerase (L). Baseado em seqüências do nucleotide do gene de N, distância genética, e testes padrões antigénicos, os lyssavirus foram divididos em 16 espécies, compreendendo o vírus de raiva Classical (RABV) e os vírus raiva-relacionados (RRV): vírus do bastão de Lagos (LBV), vírus de Duvenhage (DUVV ), Mokola Virus (MOKV), European bat lyssavirus 1 (EBLV-1), European bat lyssavirus 2 (EBLV-2), Australian bat lyssavirus (ABLV), Aravan Virus (ARAV), Ikoma Virus (IKOV), Bokeloh bat lyssavirus (BBLV), Mónica bat lyssavirus (GBLV), Irkut Virus (IRKV), Khujand Virus (KHUV), West Caucasian bat Virus (WCBV), Shimoni bat Virus (SHIBV), e Lleida bat lyssavirus (LLEBV)2. Recentemente, foram identificados dois lissavírus adicionais: Kotalahti bat lyssavirus (KBLV) isolado do morcego de um Brandt (Myotis brandtii) na finlândia em 2017 e3 de Taiwan e lyssavirus morcego (twblv) isolados de um pipistrelle japonês ( Pipistrellus abramus) em Taiwan, China em 2016 – 20174.

Todos os mamíferos são suscetíveis à raiva; Entretanto, nenhuma lesão patognomônico bruta ou sinais clínicos específicos permitem sua identificação, e o diagnóstico só pode ser feito no laboratório5. O método mais utilizado para o diagnóstico da raiva é a gordura, considerada padrão-ouro tanto pela OMS quanto pela OIE5,6. Não obstante, o FAT pode produzir resultados não confiáveis em amostras degradadas/autolyzed do tecido de cérebro. Adicionalmente, não pode ser usado para ensaiar espécimes fluidos biológicos tais como o líquido cerebrospinal (CSF), a saliva, e a urina, desse modo na maior parte impedindo seu emprego no diagnóstico anterior à morte7. Os testes diagnósticos convencionais alternativos, tais como o teste da infecção da cultura do tecido da raiva (RTCIT) e o teste da inoculação do rato (MIT), exigem diversos dias6, uma desvantagem principal quando um diagnóstico rápido é essencial.

Os vários testes diagnósticos moleculars (por exemplo, a deteção do RNA viral pelo RT-PCR, o PCR-enzima-lig o ensaio da imunoabsorção [PCR-ELISA], a hibridação in situ, e o PCR tempo real) são usados como técnicas rápidas e sensíveis para o diagnóstico da raiva8. A RT-PCR é agora recomendada pela OIE para o diagnóstico rotineiro da raiva, e uma PCR heminested (HN) é descrita no manual de testes de diagnóstico e vacinas para animais terrestres da OIE para detectar todos os lissavírus5. Aqui nós descrevemos um RT-PCR aninhado do Pan-lyssavirus, que permita a deteção específica e sensível de todas as 18 espécies do lyssavirus comparáveis ou excedendo aquela obtida pelo FAT. O princípio do método é um RT do RNA alvo (região conservada do gene do lyssavirus N) no cDNA, seguido pela amplificação do cDNA por duas voltas do PCR. O cDNA sofre o PCR de primeira rodada com primers externos para amplificar um fragmento de 845 BP; Então, o segundo-redondo PCR usa o primeiro-redondo produto do PCR como um molde para amplificar um fragmento da BP 371 com primeiras demão internas. As duas rodadas de PCR aumentam significativamente a sensibilidade do ensaio.

Protocol

O uso de camundongos neste protocolo foi aprovado pelo Comitê Administrativo de bem-estar animal do Instituto de medicina veterinária militar, a Academia de ciências médicas militares, China (laboratório de cuidados com animais e autorização do Comitê de uso, permitir número JSY-DW-2010-02). Foram seguidas todas as diretrizes institucionais e nacionais para o cuidado e uso de animais de laboratório. 1. extração de RNA Extraia o RNA da raiva-tecido de cérebro suspeitado, …

Representative Results

Os resultados do RT-PCR aninhado para detectar 18 espécies de lyssavirus são mostrados na Figura 1. Todos os controles positivos de PCR mostraram o esperado 845 BP no primeiro e 371 BP nas amplificações de segunda rodada sem banda no controle negativo. Todos os 18 lyssavirus produziram as 845 e/ou as faixas de 371 BP esperadas, indicando que o RT-PCR aninhado detectou todos os 18 lyssavirus. Dezesseis plasmídeos de lyssavirus tiveram a amplificação eficiente em duas voltas do PCR, mas…

Discussion

Atualmente, RABV é um Major lyssavirus responsável por quase toda a raiva humana e animal na China, bem como em outros países. Além, uma variação de IRKV foi identificada primeiramente de um bastão deleucogaster de Murina na província de Jilin em China do nordeste em 201210, e foi relatado para causar a morte de um cão na província de Liaoning em 201711. Mais recentemente, um Lyssavirus novo, TWBLV, foi identificado igualmente de um bastão japon…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

O estudo foi apoiado pelo plano nacional de pesquisa e desenvolvimento (Grant no. 2016YFD0500401) e pela Fundação Nacional de ciência natural da China (Grant no. 31302043).

Materials

50 × TAE Various Various
6 × loading buffer TakaRa 9156
Agarose US Everbright® Inc A-2015-100g
ddH2O Various Various
DL 2,000 Marker Takara 3427A
dNTPs (10 mM) TakaRa 4019
dNTPs (2.5 mM) TakaRa 4030
Electrophoresis System Tanon EPS300
Ex-Taq (5 U/μL) TakaRa RR001
Gel Imaging System UVITEC Fire Reader
Microcentifuge tubes Various Various
M-MLV reverse transcriptase (200 IU/µL) TakaRa 2641A 
NanoDrop 1000 Spectrophotometer Thermoscientific ND1000
Oligo (dT)15 TakaRa 3805
PCR Machine BIO-RAD T100
PCR Tubes Various Various
Phusion High-Fidelity DNA Polymearase NEW ENGLAND BioLabs M0530S
Pipettors Various Various
Random Primer TakaRa 3801
RNase Inhibitor (40 IU/µL) TakaRa 2313A
RNase-free ddH2O TakaRa 9102
Taq Buffer (10×) TakaRa 9152A
Tips Various Various
Vortex mixer Various Various

References

  1. Hemachudha, T., Laothamatas, J., Rupprecht, C. E. Human rabies: a disease of complex neuropathogenetic mechanisms and diagnostic challenges. Lancet Neurology. 1 (2), 101-109 (2002).
  2. Amarasinghe, G. K., Arechiga Ceballos, N. G. Taxonomy of the order Mononegavirales: update 2018. Archives of Virology. 163 (8), 2283-2294 (2018).
  3. Nokireki, T., Tammiranta, N., Kokkonen, U. M., Kantala, T., Gadd, T. Tentative novel lyssavirus in a bat in Finland. Transboundary and Emerging Diseases. 65 (3), 593-596 (2018).
  4. Hu, S. C., et al. Lyssavirus in Japanese Pipistrelle, Taiwan. Emerging Infectious Diseases. 24 (4), 782-785 (2018).
  5. Rupprecht, C. E., Fooks, A. R., Abela-Ridder, B. Laboratory techniques in rabies. World Health Organization. , 74-195 (2018).
  6. Mani, R. S., et al. Utility of real-time Taqman PCR for antemortem and postmortem diagnosis of human rabies. Journal of Medical Virology. 86 (10), 1804-1812 (2014).
  7. Fooks, A. R., et al. Emerging technologies for the detection of rabies virus: challenges and hopes in the 21st century. PLOS Neglected Tropical Diseases. 3 (9), 530 (2009).
  8. Jiang, Y., et al. An outbreak of pig rabies in Hunan province, China. Epidemiology and Infection. 136 (4), 504-508 (2008).
  9. Liu, Y., et al. Analysis of the complete genome of the first Irkut virus isolate from China: comparison across the Lyssavirus genus. Molecular Phylogenetics and Evolution. 69 (3), 687-693 (2013).
  10. Chen, T., et al. Possible Transmission of Irkut Virus from Dogs to Humans. Biomedical and Environmental Sciences. 31 (2), 146-148 (2018).
  11. Feng, Y., et al. Disease outbreaks caused by steppe-type rabies viruses in China. Epidemiology and Infection. 143 (6), 1287-1291 (2015).
  12. Feng, Y., et al. Livestock rabies outbreaks in Shanxi province, China. Archives of Virology. 161 (10), 2851-2854 (2016).

Play Video

Cite This Article
Wang, Y., Xu, W., Guo, H., Gong, W., He, B., Tu, Z., Tu, C., Feng, Y. Evaluation of a Universal Nested Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction for the Detection of Lyssaviruses. J. Vis. Exp. (147), e59428, doi:10.3791/59428 (2019).

View Video