Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Cải thiện phát hiện phân tử của các nhiễm trùng Babesia ở động vật bằng một phương pháp chẩn đoán PCR định lượng thời gian thực mới nhắm đến DNA ty thể
Tóm tắt
Babesiosis là một bệnh do ký sinh trùng, lây truyền qua ve, có mặt trên toàn thế giới ở người, động vật hoang dã và động vật nuôi. Các phương pháp thường được sử dụng để chẩn đoán babesiosis bao gồm việc xét nghiệm kính hiển vi các mẫu máu ngoại vi, phát hiện kháng thể lưu hành và PCR. Để sàng lọc và phân biệt các nhiễm trùng Babesia ở chó, nhiều thử nghiệm PCR khuếch đại gen 18S rRNA. Các trình tự này chứa các vùng biến đổi cao được bao quanh bởi các vùng bảo tồn cao cho phép khuếch đại một loạt các loài Babesia. Tuy nhiên, sự khác biệt trong trình tự gen 18S rRNA của các nhánh có liên quan xa có thể làm khó khăn việc thiết kế các thử nghiệm khuếch đại tất cả các loài Babesia trong khi loại trừ việc khuếch đại các eukaryote khác. Bằng cách nhắm vào gen ty thể của Babesia (mtDNA), chúng tôi đã thiết kế một qPCR ba mồi mới với độ nhạy cao hơn và khả năng sàng lọc rộng hơn để chẩn đoán và phân biệt các loài Babesia. Sử dụng 13 trình tự mtDNA của Babesia, một vùng trải dài qua hai đoạn gen rRNA tiểu đơn vị lớn (lsu5-lsu4) đã được căn chỉnh để thiết kế ba mồi cho việc sử dụng trong thử nghiệm qPCR (LSU qPCR) có khả năng khuếch đại một loạt các loài Babesia. Các bản sao plasmid đã được tạo ra và sử dụng như các tiêu chuẩn để xác định hiệu quả, dải động học tuyến tính và độ nhạy phân tích. Những động vật bị nhiễm các tác nhân lây truyền bởi véc tơ một cách tự nhiên đã được thử nghiệm hồi cứu và prospectively để xác định độ nhạy lâm sàng và đặc hiệu tương đối bằng cách so sánh LSU qPCR với một qPCR 18S rDNA đã được thiết lập. Hiệu suất của LSU qPCR dao động từ 92 đến 100% với giới hạn phát hiện ở mức năm bản sao/phản ứng. Thử nghiệm không khuếch đại gDNA của động vật có vú chủ hoặc các tác nhân lây truyền khác ngoại trừ Cytauxzoon felis (một tác nhân ký sinh trùng trên mèo). Thử nghiệm LSU qPCR đã khuếch đại 12 loài Babesia khác nhau và C. felis từ 31/31 (100%) mẫu lưu trữ, trong khi qPCR 18S chỉ khuếch đại 26/31 (83,9%). Qua phân tích prospectively, 19/394 mẫu chẩn đoán (4,8%) cho kết quả dương tính với LSU qPCR, trong khi 11/394 (2,8%) cho kết quả dương tính với 18S rDNA qPCR. Chúng tôi đã phát triển một thử nghiệm qPCR nhạy hơn với dải phát hiện các loài Babesia spp. rộng hơn bằng cách nhắm vào một vùng bảo tồn cao của mtDNA, so với một qPCR 18S đã được thiết lập.
Từ khóa
#Babesia #qPCR #DNA ty thể #bệnh ký sinh trùng #chẩn đoán động vậtTài liệu tham khảo
Patton WS. Preliminary report on a new piroplasm (Piroplasma gibsoni sp. nov.) found in the blood of the hounds of the Madras Hunt and subsequently discovered in the blood of the jackal Canis aureus. Bull Soc Pathol Exot. 1910;3:274–80.
Carret C, Walas F, Carcy B, Grande N, Précigout E, Moubri K, et al. Babesia canis, Babesia canis vogeli, Babesia canis rossi: differentiation of the three subspecies by a restriction fragment length polymorphism analysis on amplified small subunit ribosomal RNA genes. J Eukaryot Microbiol. 1999;46:298–303.
Conrad PA, Thomford J, Yamane I, Whiting J, Bosma L, Uno T, et al. Hemolytic anemia caused by Babesia gibsoni infection in dogs. J Am Vet Med Assoc. 1991;199:601–5.
Birkenheuer AJ, Neel J, Ruslander D, Levy MG, Breitschwerdt EB. Detection and molecular characterization of a novel large Babesia species in a dog. Vet Parasitol. 2004;124:151–60.
Kjemtrup AM, Wainwright K, Miller M, Penzhorn BL, Carreno RA. Babesia conradae sp. nov., a small canine Babesia identified in California. Vet Parasitol. 2006;138:103–11.
García AT. Piroplasma infection in dogs in northern Spain. Vet Parasitol. 2006;138:97–102.
Taboada J, Lobetti R. Babesiosis. In: Greene CE, editor. Infectious diseases of the dog and cat. 3rd ed. St. Louis: Saunders Elsevier; 2006. p. 722–36.
Birkenheuer AJ, Levy MG, Breitschwerdt EB. Development and evaluation of a seminested PCR for detection and differentiation of Babesia gibsoni (Asian genotype) and B. canis DNA in canine blood samples. J Clin Microbiol. 2003;41:4172–7.
Teal AE, Habura A, Ennis J, Keithly JS, Madison-Antenucci S. A new real time PCR assay for improved detection of the parasite Babesia microti. J Clin Microbiol. 2012;50:903–8.
Vascellari M, Ravagnan S, Carminato A, Cazzin S, Carli E, Da Rold G, et al. Exposure to vector-borne pathogens in candidate blood donor and free-roaming dogs of northeast Italy. Parasit Vectors. 2016;9:369.
Paparini A, Senanayake SN, Ryan UM, Irwin PJ. Molecular confirmation of the first autochthonous case of human babesiosis in Australia using a novel primer set for the beta-tubulin gene. Exp Parasitol. 2014;141:93–7.
Peleg O, Baneth G, Eyal O, Inbar J, Harrus S. Multiplex real-time qPCR for the detection of Ehrlichia canis and Babesia canis vogeli. Vet Parasitol. 2010;173:292–9.
Matsuu A, Ono S, Ikadai H, Uchide T, Imamura S, Onuma M, et al. Development of a SYBR green real-time polymerase chain reaction assay for quantitative detection of Babesia gibsoni (Asian genotype) DNA. J Vet Diagn Invest. 2005;17:569–73.
Zahler M, Schein E, Rinder H, Gothe R. Characteristic genotypes discriminate between Babesia canis isolates of differing vector specificity and pathogenicity to dogs. Parasitol Res. 1998;84:544–8.
Kordick SK, Breitschwerdt EB, Hegarty BC, Southwick KL, Colitz CM, Hancock SI, et al. Coinfection with multiple tick-borne pathogens in a Walker Hound kennel in North Carolina. J Clin Microbiol. 1999;37:2631–8.
Wilson RJ, Williamson DH. Extrachromosomal DNA in the Apicomplexa. Microbiol Mol Biol Rev. 1997;61:1–16.
Schreeg ME, Marr HS, Griffith EH, Tarigo JL, Bird DM, Reichard MV, et al. PCR amplification of a multi-copy mitochondrial gene (cox3) improves detection of Cytauxzoon felis infection as compared to a ribosomal gene (18S). Vet Parasitol. 2016;225:123–30.
Salem GH, Liu X, Johnsrude JD, Dame JB, Roman RG. Development and evaluation of an extra chromosomal DNA-based PCR test for diagnosing bovine babesiosis. Mol Cell Probes. 1999;13:107–13.
Bilgic HB, Karagenç T, Shiels B, Tait A, Eren H, Weir W. Evaluation of cytochrome b as a sensitive target for PCR based detection of T. annulata carrier animals. Vet Parasitol. 2010;174:341–7.
Buling A, Criado-Fornelio A, Asenzo G, Benitez D, Barba-Carretero JC, Florin-Christensen M. A quantitative PCR assay for the detection and quantification of Babesia bovis and B. bigemina. Vet Parasitol. 2007;147:16–25.
Haanshuus CG, Mohn SC, Mørch K, Langeland N, Blomberg B, Hanevik K. A novel, single-amplification PCR targeting mitochondrial genome highly sensitive and specific in diagnosing malaria among returned travelers in Bergen, Norway. Malar J. 2013;12:26.
Isozumi R, Fukui M, Kaneko A, Chan CW, Kawamoto F, Kimura M. Improved detection of malaria cases in island settings of Vanuatu and Kenya by PCR that targets the Plasmodium mitochondrial cytochrome c oxidase III (cox3) gene. Parasitol Int. 2015;64:304–8.
Di Cicco MF, Downey ME, Beeler E, Marr H, Cyrog P, Kidd L, et al. Re-emergence of Babesia conradae and effective treatment of infected dogs with atovaquone and azithromycin. Vet Parasitol. 2012;187:23–7.
Birkenheuer AJ, Horney B, Bailey M, Scott M, Sherbert B, Catto V, et al. Babesia microti-like infections are prevalent in North American foxes. Vet Parasitol. 2010;172:179–82.
Birkenheuer AJ, Correa MT, Levy MG, Breitschwerdt EB. Geographic distribution of babesiosis among dogs in the United States and association with dog bites: 150 cases (2000–2003). J Am Vet Med Assoc. 2005;227:942–7.
Hikosaka K, Watanabe Y, Tsuji N, Kita K, Kishine H, Arisue N, et al. Divergence of the mitochondrial genome structure in the apicomplexan parasites, Babesia and Theileria. Mol Biol Evol. 2010;27:1107–16.
Hikosaka K, Tsuji N, Watanabe Y, Kishine H, Horii T, Igarashi I, et al. Novel type of linear mitochondrial genomes with dual flip-flop inversion system in apicomplexan parasites Babesia microti and Babesia rodhaini. BMC Genomics. 2012;13:622.
Schreeg ME, Marr HS, Tarigo JL, Cohn LA, Bird DM, Scholl EH. t al. Mitochondrial genome sequences and structures aid in the resolution of Piroplasmida phylogeny. PLoS One. 2016;11(11):e0165702.02.
The Center for Devices and Radiological Health. Statistical guidance on reporting results from studies evaluating diagnostic tests. In: Guidance for Industry and FDA Staff. U.S. Food and Drug Administration. 2007. http://www.fda.gov/RegulatoryInformation/Guidances/ucm071148.htm#6. [Accessed 28 Feb 2017]
Feinstein AR, Cicchetti DV. High agreement but low kappa: I. The problems of two paradoxes. J Clin Epidemiol. 1990;43:543–9.
Agresti A, Coull BA. Approximate is better than “exact” for interval estimation of binomial proportions. Am Stat. 1998;52:119–26.
Yisaschar-Mekuzas Y, Jaffe CL, Pastor J, Cardoso L, Baneth G. Identification of Babesia species infecting dogs using reverse line blot hybridization for six canine piroplasms, and evaluation of co-infection by other vector-borne pathogens. Vet Parasitol. 2013;191:367–73.
Jefferies R, Ryan UM, Irwin PJ. PCR-RFLP for the detection and differentiation of the canine piroplasm species and its use with filter paper-based technologies. Vet Parasitol. 2007;144:20–7.
Wang G, Wormser G, Zhuge J, Villafuerte, Ip D, Zeren C, Fallon J. Utilization of a real-time PCR assay for diagnosis of Babesia microti-like infection in clinical practice. Ticks and Tick Borne Dis. 2015; 6:376–382