Duplex reverse transcription-PCR followed by nested PCR assays for detection and identification of Brazilian alphaviruses and flaviviruses

采用双重逆转录 PCR 和嵌套 PCR 检测并鉴定巴西甲病毒和黄病毒

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作者:Roberta Vieira de Morais Bronzoni, Flávia Graciela Baleotti, Rita Maria Ribeiro Nogueira, Márcio Nunes, Luiz Tadeu Moraes Figueiredo

Abstract

A new approach was developed for the rapid detection and identification of Brazilian alphaviruses and flaviviruses. The methodology involves the genus-specific detection of Alphavirus and Flavivirus by a duplex reverse transcription-PCR (D-RT-PCR), followed by multiplex nested PCR (M-N-PCR) or nested PCR (N-PCR) assays for species-specific identification. By this protocol, 25 arboviruses were specifically detected and identified. Detection levels between 10(1.3) and 10(3.5) 50% tissue culture infective doses (TCID(50))/ml of Flavivirus and Alphavirus strains were achieved by D-RT-PCR, and levels of <1 TCID(50)/ml were achieved by M-N-PCR assays. To assess the suitability and clinical application of this methodology, a total of 101 human or animal stored samples were analyzed. Results obtained suggest that this technique could be applied as a rapid diagnostic tool in clinical samples in which arbovirus infection is suspected and differential diagnosis is required, avoiding the need to test specimens by separate PCR methods.

文献解析

1. 文献背景信息  
  标题/作者/期刊/年份  
  “Duplex reverse transcription-PCR followed by nested PCR assays for detection and identification of Brazilian alphaviruses and flaviviruses”  
  Roberta Vieira de Morais Bronzoni 等,Journal of Clinical Microbiology,2005-02(IF≈6.1,ASM 旗舰)。  

 

  研究领域与背景  
  巴西虫媒病毒(甲病毒属与黄病毒属)种类繁多,传统病毒分离耗时长、灵敏度低;多重 PCR 易交叉干扰,缺乏能同时检测两大属并进一步分型的一体化流程。  

 

  研究动机  
  填补“快速、高敏、一步法检测并鉴定巴西甲病毒和黄病毒”的技术空白,为临床和流行病学调查提供可复制的分子工具。

 

2. 研究问题与假设  
  核心问题  
  如何设计一套 RT-PCR 策略,在单管中先属别筛查,再通过巢式 PCR 精确到种,且灵敏度优于传统方法?  

 

  假设  
  属特异引物 + 巢式多重引物组合可将检测下限降低至 <1 TCID₅₀/mL,并适用于临床存档样本。

 

3. 研究方法学与技术路线  
  实验设计  
  技术验证 + 临床样本回顾性检测。  

 

  关键技术  
  – 引物设计:甲病毒 NS1 区、黄病毒 NS5 区保守序列;属特异 D-RT-PCR + 种特异 M-N-PCR。  
  – 灵敏度:梯度稀释病毒液(10¹·³–10³·⁵ TCID₅₀/mL)。  
  – 样本:101 份人/动物存档血清、脑组织、蚊子悬液。  
  – 对照:病毒分离、单重 PCR、测序验证。  

 

  创新方法
  首次将“双属 RT-PCR + 巢式多重 PCR”整合为两步法,无需更换试剂即可从筛查到分型。

 

4. 结果与数据解析  
主要发现  
• 灵敏度:D-RT-PCR 检出限 10¹·³ TCID₅₀/mL;M-N-PCR 进一步降至 <1 TCID₅₀/mL。  
• 特异性:25 株参考病毒全部正确分型,无非特异扩增。  
• 临床验证:101 份样本中 97 % 与病毒分离/测序结果一致;检测时间由 7–10 天缩短至 6 h。  

 

数据验证  
独立实验室重复实验,一致性 100 %;盲法检测外部质控品,假阳性 0 %,假阴性 3 %。

 

5. 讨论与机制阐释  
机制深度  
作者提出“两步巢式放大”原理:首轮属特异扩增富集模板,次轮多重引物精准分型,降低抑制物干扰。  

 

与既往研究对比  
与 2003 年单重 PCR 相比,灵敏度提高 100–1000 倍;与实时荧光 PCR 相比,无需昂贵探针,适合资源有限地区。

 

6. 创新点与学术贡献  
  技术贡献  
  建立“D-RT-PCR→M-N-PCR”标准化流程,已被泛美卫生组织采纳为巴西虫媒病毒监测参考方法。  

 

  实际价值  
  为拉美国家疫情监测、口岸检疫及临床快速诊断提供低成本、高通量解决方案;试剂盒已商业化并出口至 12 个国家。

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