SARS-CoV-2、インフルエンザA/B、MERS-CoVを検出するためのマルチプレックスリアルタイムRT-qPCRアッセイの開発

要約

一般的な呼吸器系ウイルス用の2つのプローブベースのワンステップRT-qPCRキットを紹介します。最初のアッセイは、SARS-CoV-2(N)、インフルエンザA(H1N1およびH3N2)、およびインフルエンザBに対するものです。2つ目は、SARS-Cov-2(N)とMERS(UpEとORF1a)です。これらのアッセイは、あらゆる専門ラボでうまく実施できます。

要約

コロナウイルス病2019(COVID-19)を引き起こす重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2(SARS-CoV-2)は、一般市民の健康に対する深刻な脅威です。インフルエンザの季節には、SARS-CoV-2やその他の呼吸器系ウイルスの蔓延により、管理が困難な呼吸器疾患の集団的負担を引き起こす可能性があります。そのためには、呼吸器系ウイルスであるSARS-CoV-2、インフルエンザA、インフルエンザB、中東呼吸器症候群(MERS-CoV)を、特にSARS-CoV-2、インフルエンザA、B型インフルエンザの場合、感受性集団、感染様式、臨床症候群などの同様の疫学的要因を共有するため、今後の秋から冬にかけて注意深く監視する必要があります。標的特異的なアッセイを行わないと、これらのウイルスの類似性から症例を区別することが困難になる可能性があります。したがって、これらのウイルス標的を容易に区別できる高感度で標的を絞ったマルチプレックスアッセイは、医療従事者にとって有用である。本研究では、SARS-CoV-2、インフルエンザA、インフルエンザB、SARS-CoV-2、MERS-CoVを同時に検出するために、自社開発のR3TワンステップRT-qPCRキットを利用したリアルタイム逆転写酵素PCRベースのアッセイを開発しました。わずか10コピーの合成RNAで、SARS-CoV-2、インフルエンザA、インフルエンザB、MERS-CoVのターゲットを100%の特異性で同時に同定することに成功しました。このアッセイは、正確で信頼性が高く、シンプルで、高感度で、特異的であることがわかっています。開発された分析法は、病院、医療センター、診断ラボ、および研究目的で、最適化されたSARS-CoV-2、インフルエンザA、インフルエンザB、およびSARS-CoV-2、MERS-CoV診断アッセイとして使用できます。

概要

現在進行中の新型コロナウイルス感染症2019(COVID-19)のパンデミックは、重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2(SARS-CoV-2)¹として知られる新型コロナウイルスによって引き起こされています。SAR-CoV-2の強い伝染性と急速な感染力により、COVID-19のパンデミックは中国の武漢市で発生し、世界中に急速に広がりました。これは最終的に呼吸困難の徴候の始まりにつながり、死にさえつながりました^2,3,4。COVID-19は213カ国以上でパンデミックと宣言されており、さまざまな調査研究で発表された論文からも明らかなように、確認された症例数の急激な増加が予想されています^3,5。COVID-19は、主に感染者が環境中に放出する小さな呼吸器飛沫によって感染し、吸入や汚染された表面との密接な接触によって脆弱な個人に曝露します。これらの飛沫が目、口、鼻の粘膜に接触すると、人は感染する可能性があります⁶。世界保健機関(WHO)が発表した統計によると、世界中で7,600万人以上の感染が確認され、700万人という驚異的な死者が出ています<....

プロトコル

1. Taqポリメラーゼの発現と精製

1. 酵素のC末端に切断可能なヘキサ-ヒスチジンタグを有するプラスミドを構築します。
2. 発現ベクター50ngを標準プロトコル³⁸に従って大腸菌BL21-(DE3)株に形質転換する。
3. 37°Cでそれぞれ2Lの2YT培地ブロスが入った4つの6Lフラスコに、OD 600が0.8または細胞番号6.4 x 10⁸ に達するまで170rpmで振とうしながら、形質転換細胞を接種します。
4. 0.5 mM のイソプロピル-β-d-チオガラクトピラノシド(IPTG)で Taq ポリメラーゼ発現を誘導し、さらに 16 °C で 18 時間振とうしながらインキュベートします。
5. 細胞を4°C、7808 x g で10分間スピンダウンして回収します。ペレットを200 mLの氷冷Taqポリメラーゼ溶解バッファー(表1)に再懸濁し、5 mL/gの細胞ペレットに再懸濁します。
6. 細胞をリゾチーム(2 mg/mLの溶解緩衝液)およびプロテアーゼ阻害剤で45分間インキュベートした後、ライセートを30 kPsiの細胞破壊剤に通し、22,040 x g で4°Cで30分間遠心分離して細胞破片を分離します。
7. 上清を85°C....

ディスカッション

SARS-CoV-2、インフルエンザA/B、MERS-CoV変異株などの一般的な呼吸器系ウイルスの蔓延による高い感染率と死亡率により、世界中の医療システムに大きな経済的負担がかかっています12,19,20。この負担を軽減する責任感に突き動かされ、1回の検査でこれらの一般的なウイルスを区別するためのRT-qPCRなどの迅速で正確でアクセ?.......

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
0.45 μm filter cups	Thermo Scientific	291-4545
10X Tris-Glycine SDS running buffer	Novex	LC2675
6-well tissue culturing plates	Corning	353046
Ammonium sulfate	Fisher Scientific	A701-3
Ampicillin	Corning	61-238-RH
Cation exchange (HiTrap SP HP) 5 mL	Cytiva	17-1152-01
D-(+)-Biotin, 98+%	Thermo Scientific	A14207.60
DH10Bac competent cells	Fisher Scientific	10361012
Dialysis bag (Snakeskin 10,000 MWC)	Thermo Scientific	68100
Dithiothreitol (DTT)	Thermo Scientific	R0862
Dnase/Rnase Free Distilled Water	Ambion	AM9930
dNTPs	Thermo Scientific	R0192
E. coli BL21(DE3) competent cells	Invitrogen	C600003
EDTA	Fisher Scientific	BP120-1
Elution Buffer	Qiagen	19086
ESF 921 insect cell culture medium (Insect cells media)	Expression Systems	96-001-01
FBS Solution	Gibco	A38400-01
Fugene (transfection reagent)	Promega	E2311
Gentamicin	Fisher Scientific	15750060
Glycerol	Sigma Aldrich	G5516-500
IGEPAL CA-630	Sigma Aldrich	I8896-100ml
Imidazole	Sigma Aldrich	56750-1Kg
Influenza A (H1N1) synthetic RNA	Twist Bioscience	103001
Influenza A (H3N2)  synthetic RNA	Twist Bioscience	103002
Influenza B synthetic RNA	Twist Bioscience	103003
IPTG	Gold Biotechnology	I3481C100
Kanamycin	Gibco	11815-032
LB Agar	Fisher Scientific	BP1425-500
LB Broth media	Fisher Scientific	BP1426-500
Lysozyme	Sigma Aldrich	L6876-10G
Magnesium Chloride	Sigma Aldrich	13152-1Kg
MERS-CoV synthetic RNA	Twist Bioscience	103015
MicroAmp Fast Optical 96-well Reaction plates with Barcode (0.1 mL)	Applied Biosystems	10310855
Mini- PROTEAN TGX Precast Gel	Bio-Rad	456-1093
Miniprep kit	Qiagen	27106
Ni-NTA Excel (HisTrap Excel) 5 mL	Cytiva	17-3712-06
Ni-NTA HP (HisTrap HP) 5 mL	Cytiva	17-5248-02
Optical Adhesice Covers (PCR Compatible,DNA/Rnase/PCR Inhibitors Free	Applied Biosystems	4311971
Potassium Chloride	Fisher Bioreagents	BP366-1
Primers and Probes	Integrated DNA Technologies, Inc.
Protease Inhibitor Mini tablets EDTA-Free	Thermo Scientific	A32955
Protein marker	Fermentas	26616
RT-qPCR machine (QuantStudio 7 Flex)	Applied Biosystems
S.O.C medium	Fisher Scientific	15544034
SARS-CoV-+A2:C442 synthetic RNA	Twist Bioscience	102024
Sf9 insect cells	Gibco	A35243
Sodium Chloride	Sigma Aldrich	S3014-1Kg
StrepTrap XT 5 mL	Cytiva	29401323
Tetracycline	IBI Scientific	IB02200
Tris Base Molecular Biology Grade	Promega	H5135
Tris-HCl	Affymetrix	22676
Tween 20	Sigma Aldrich	P1379-100ml
X-Gal	Invitrogen	B1690