Summary

Rapid Molecular Detection og Differensiering av influensavirus A og B

Published: January 30, 2017
doi:

Summary

Vi beskriver en hurtig, molekylær-baserte Influensa A og B assay. Den Influensa analysen registrerer hvert mål innen 15 min ved å ansette isotermisk forsterkning med influensaspesifikke primere etterfulgt av mål deteksjon med molekylære beacon sonder. Den Influensa A og B-analysen er brukervennlig og krevde minimal hands-on tid til å utføre.

Abstract

Influensa er en smittsom luftveissykdom forårsaket av influensavirus A og B hos mennesker og forårsaker en betydelig mengde av sykelighet og dødelighet hvert år. Den Influensa A og B-analysen var den første CLIA-fravikes molekylær rask influensa test tilgjengelig. Den Influensa A og B-test fungerer ved å ansette isotermisk forsterkning med influensaspesifikke primere etterfulgt av mål deteksjon med molekylære beacon sonder. Her utførelsen av influensa A og B-analyse på frossen, arkivert nasofaryngeal pinne (NPS) eksemplarer lagret i virustransportmedium (VTM) ble sammenlignet med en luftveis analysen panel.

Utførelsen av influensa A og B assay ble evaluert ved å sammenligne resultatene for luft panel referansemetoden. Følsomheten for total influensavirus A var 67,5% (95% KI (CI), 56,6 til 78,5) og spesifisiteten var 86,9% (CI, 71,0 til 100). For influensavirus B-testing, sensitivitet og spesifisitet var 90,2% (CI, 68,5 til 100) Og 98,8% (CI, 68,5 til 100), henholdsvis.

Dette systemet har fordelen av en vesentlig kortere tid enn test enhver annen for tiden tilgjengelig molekylær analyse og den enkle, pipette-fri fremgangsmåte kjører på en fullt integrert, lukket, liten plass system. Totalt sett er influensa A og B assay undersøkt i denne undersøkelsen har potensiale til å tjene som et point-of-care hurtig influensa diagnostisk test.

Introduction

Influensa virus infeksjoner resultere i en betydelig mengde av sykelighet og dødelighet hvert år 1, 2, 3. Ukomplisert influensa er preget av konstitusjonelle og luftveissymptomer som feber, myalgi, hodepine, og ikke-produktiv hoste 4, 5. Eldre personer, små barn, immunsupprimerte pasienter og pasienter med underliggende komorbiditet er på et høyere risiko for alvorlige komplikasjoner som lungebetennelse, myokarditt, sentralnervesystemet sykdom eller død seks, syv.

Influensainfeksjon er unik fra andre luftveisvirus i at rask behandling med antiviral behandling innen 48 timer fra symptomdebut kan redusere sykdommens alvorlighetsgrad og lengde 8. Rask identifisering av influensa har også værtvist seg å redusere bruken av unødvendige antibiotika 9, 10. Videre må innlagte pasienter med influensa infeksjoner plasseres i isolert rom med passende smittevern forholdsregler. Imidlertid kan luftveissykdommer forårsaket av ikke-influensavirus være vanskelig å skille fra klinisk influensa. Av denne grunn er hurtig og nøyaktig diagnostisk testing for influensa meget viktig for klinisk behandling av pasienten.

Flere analyser er tilgjengelige for påvisning og identifisering av influensavirus. Rapid influensa antigendeteksjon tester (RIDTs) er mye brukt i klinisk praksis som point-of-care testene fordi de er enkle å bruke og gir resultater innen 15 til 30 min 11, 12; Men deres følsomhet varierer mye (10-80%), avhengig av produsent og befolkningen blir testet, og influensa type og subtype 13, 14, 15. Direkte fluorescensanalyser (DFAs) gir overlegen følsomhet enn RIDTs, men behandlingstiden er større (~ 3 timer) og må fullføres av dyktige teknologer 16, 17. Viral kultur har vært gullstandarden for influensadiagnose og har forbedret følsomhet over begge RIDTs og DFAs 18. Imidlertid kan influensa viral kultur ta alt 2-14 d å fullføre, avtagende sin nytteverdi i å hjelpe pasientbehandling 19. Endelig har nukleinsyreamplifikasjonsmetoder tester (NAAT) erstattet kultur teknikker som den nye gullstandarden i influensadiagnostikk. NAAT anses å ha størst følsomhet for påvisning av influensa i et par timer. Men NAAT er de dyreste analyser og krever spesialutstyr og teknologer for å utføre 5 <sopp>, 20, 21, 22, 23, 24, 25.

Influensa A og B analyse beskrevet her er den første CLIA-fravikes molekyl hurtig influensa test som er lett tilgjengelig. Denne analysen fungerer ved å ansette en knekk Endonuklease Amplification Reaction (NEAR) som bruker isotermisk forsterkning med influensaspesifikke primere etterfulgt av mål deteksjon med molekylære beacon sonder. Denne analyse skiller influensa A fra B, krever 2 min for å sette opp og behandle en prøve, og krever totalt 15 minutter å fullføre.

Her presenterer vi protokollen for Influensa A & B-analysen. I tillegg gir vi en prøve datasett sammenligne resultatene av influensa A og B-analyse på arkiverte nasofaryngeal pinne (NPS) eksemplarer lagret i virustransportmedium (VTM) til et annet luft assay patogen panel.

Protocol

ETIKK UTTALELSE: Bruken av venstre-over kliniske prøver er godkjent og følger retningslinjene for Memorial Sloan Kettering Cancer Center Institutional Review Board. 1. Før Kjøre analysen MERK: Influensa A og B-analysen er godkjent for nasofaryngeale penselprøver og for nasofaryngeale kompresser som er lagret i virustransportmedium. Vattpinner er inkludert i settet og bør brukes for optimal ytelse. Imidlertid, rayon, skum, strømmet spinner eller polyester neseutstryk kan også brukes til å samle inn…

Representative Results

I denne studien ble arkivert NPS prøver samlet inn fra inneliggende pasienter presenterer med influensalignende symptomer på Memorial Sloan-Kettering Cancer Center (MSKCC) under en influensa utbrudd mellom 15 desember 2012 og 1. mars 2013. NPS prøvene ble sendt inn i 3 ml av VTM og testet som del av rutinemessig klinisk praksis med et molekylært assay som oppdager et panel av respiratoriske virus (RP), inkludert Influensa A, A-1, A-3, og B. i løpet av studieperioden ble 3,675 NPS pr…

Discussion

Influensavirus er betydelige globale årsaker til sykelighet og dødelighet. Rask og nøyaktig diagnose av influensa er en av de viktigste nøklene til styring av influensa respiratorisk utbrudd i løpet av sesongen. Andre antigen-baserte tester er rask og enkel å utføre; men de har lav følsomhet 13. På den annen side har tradisjonelle molekylære tester forbedret følsomhet, men krever mer erfarne laboratorie teknologer å utføre, og er mer kostbare. Den Influensa A og B analysen beskrevet …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

We thank the Clinical Microbiology Service staff of the Memorial Sloan-Kettering Cancer Center for help in collecting clinical specimens. This study was supported in part by a research agreement between MSKCC and Alere Scarborough (SK2013-0262).

Materials

Alere i Instrument Alere NAT-000 (Global), NAT-024 (US)
Alere i Influenza A & B 24 Test Kit Alere 425-000 (Global), 425-024 (US)
Alere i Barcode Scanner Alere EQ001001
Alere Universal Printer Alere 55115 (Global), alereiprinter (US)
200 µL precision pipette
200 µL disposable pipette tips
Viral transport medium Remel M4-RT

References

  1. . . Prevention control of seasonal influenza with vaccines. Recommendations of the Advisory Committee on Immunization Practices–United States, 2013-2014. , 1-43 (2013).
  2. Poehling, K. A., et al. The Underrecognized Burden of Influenza in Young Children. New England Journal of Medicine. 355 (1), 31-40 (2006).
  3. . Estimates of Deaths Associated with Seasonal Influenza — United States, 1976-2007. MMWR. 59 (33), 1057-1089 (2010).
  4. Agrawal, A. S., et al. Comparative evaluation of real-time PCR and conventional RT-PCR during a 2 year surveillance for influenza and respiratory syncytial virus among children with acute respiratory infections in Kolkata, India, reveals a distinct seasonality of infection. Journal of Medical Microbiology. 58 (12), 1616-1622 (2009).
  5. Ginocchio, C. C. Strengths and Weaknesses of FDA-Approved/Cleared Diagnostic Devices for the Molecular Detection of Respiratory Pathogens. Clinical Infectious Diseases. 52, 312-325 (2011).
  6. Grohskopf, L. A., et al. Prevention and control of seasonal influenza with vaccines: recommendations of the Advisory Committee on Immunization Practices-United States, 2013-2014. MMWR Recomm Rep. 62 (07), 1-43 (2013).
  7. Molinari, N. -. A. M., et al. The annual impact of seasonal influenza in the US: measuring disease burden and costs. Vaccine. 25 (27), 5086-5096 (2007).
  8. Aoki, F. Y., et al. Early administration of oral oseltamivir increases the benefits of influenza treatment. Journal of Antimicrobial Chemotherapy. 51 (1), 123-129 (2003).
  9. Noyola, D. E., Demmler, G. J. Effect of rapid diagnosis on management of influenza A infections. The Pediatric infectious disease journal. 19 (4), 303-307 (2000).
  10. Sharma, V., Dowd, M., Slaughter, A. J., Simon, S. D. EFfect of rapid diagnosis of influenza virus type a on the emergency department management of febrile infants and toddlers. Archives of Pediatrics & Adolescent Medicine. 156 (1), 41-43 (2002).
  11. Dale, S. E., Mayer, C., Mayer, M. C., Menegus, M. A. Analytical and clinical sensitivity of the 3M rapid detection influenza A+B assay. J Clin Microbiol. 46 (11), 3804-3807 (2008).
  12. van Doorn, H. R., et al. Clinical validation of a point-of-care multiplexed in vitro immunoassay using monoclonal antibodies (the MSD influenza test) in four hospitals in Vietnam. J Clin Microbiol. 50 (5), 1621-1625 (2012).
  13. Hurt, A. C., Alexander, R., Hibbert, J., Deed, N., Barr, I. G. Performance of six influenza rapid tests in detecting human influenza in clinical specimens. Journal of Clinical Virology. 39 (2), 132-135 (2007).
  14. Fiore, A. E., et al. Antiviral agents for the treatment and chemoprophylaxis of influenza — recommendations of the Advisory Committee on Immunization Practices (ACIP). MMWR Recomm Rep. 60 (1), 1-24 (2011).
  15. Harper, S. A., et al. Seasonal influenza in adults and children–diagnosis, treatment, chemoprophylaxis, and institutional outbreak management: clinical practice guidelines of the Infectious Diseases Society of America. Clin Infect Dis. 48 (8), 1003-1032 (2009).
  16. Hannoun, C., Tumova, B. Survey on influenza laboratory diagnostic and surveillance methods in Europe. European Journal of Epidemiology. 16 (3), 217-222 (2000).
  17. Leonardi, G. P. Rapid identification of 2009 H1N1 influenza A virus using fluorescent antibody methods. Am J Clin Pathol. 134 (6), 910-914 (2010).
  18. Chartrand, C., Leeflang, M. M. G., Minion, J., Brewer, T., Pai, M. Accuracy of Rapid Influenza Diagnostic TestsA Meta-analysis. Annals of Internal Medicine. 156 (7), 500-511 (2012).
  19. Lee, G. C., et al. Evaluation of a rapid diagnostic test, NanoSign(R) Influenza A/B Antigen, for detection of the 2009 pandemic influenza A/H1N1 viruses. Virol J. 7, 244 (2010).
  20. Tang, Y. W., et al. Clinical accuracy of a PLEX-ID flu device for simultaneous detection and identification of influenza viruses A and B. J Clin Microbiol. 51 (1), 40-45 (2013).
  21. Bandt, D., et al. Economic high-throughput-identification of influenza A subtypes from clinical specimens with a DNA-oligonucleotide microarray in an outbreak situation. Molecular and Cellular Probes. 26 (1), 6-10 (2012).
  22. Pierce, V. M., Elkan, M., Leet, M., McGowan, K. L., Hodinka, R. L. Comparison of the Idaho Technology FilmArray system to real-time PCR for detection of respiratory pathogens in children. J Clin Microbiol. 50 (2), 364-371 (2012).
  23. Teo, J., et al. VereFlu™: an integrated multiplex RT-PCR and microarray assay for rapid detection and identification of human influenza A and B viruses using lab-on-chip technology. Archives of Virology. 156 (8), 1371-1378 (2011).
  24. Babady, N. E., et al. Comparison of the Luminex xTAG RVP Fast assay and the Idaho Technology FilmArray RP assay for detection of respiratory viruses in pediatric patients at a cancer hospital. J Clin Microbiol. 50 (7), 2282-2288 (2012).
  25. Chidlow, G., et al. Duplex real-time reverse transcriptase PCR assays for rapid detection and identification of pandemic (H1N1) 2009 and seasonal influenza A/H1, A/H3, and B viruses. J Clin Microbiol. 48 (3), 862-866 (2010).
  26. Bell, J. J., Selvarangan, R. Evaluation of the Alere I influenza A&B nucleic acid amplification test by use of respiratory specimens collected in viral transport medium. J Clin Microbiol. 52 (11), 3992-3995 (2014).
  27. Nie, S., et al. Evaluation of Alere i Influenza A&B for Rapid Detection of Influenza Viruses A and B. Journal of Clinical Microbiology. 52 (9), 3339-3344 (2014).
  28. Chapin, K. C., Flores-Cortez, E. J. Performance of the Molecular Alere i Influenza A&B Test Compared to That of the Xpert Flu A/B Assay. Journal of Clinical Microbiology. 53 (2), 706-709 (2015).

Play Video

Cite This Article
Otto, C. C., Kaplan, S. E., Stiles, J., Mikhlina, A., Lee, C., Babady, N. E., Tang, Y. Rapid Molecular Detection and Differentiation of Influenza Viruses A and B. J. Vis. Exp. (119), e54312, doi:10.3791/54312 (2017).

View Video