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强效R-pee-A:建立一种对泌尿生殖道血吸虫病无损伤的现场检测方法

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想象自己坐在河上的小船上,周围是鳄梨树和阳光普照的蓝天。你工作了一整天,又累又热,满身是汗,你跳进河里休息一下。3个月后,你会感到疲倦、不适,并且你的尿液有明确的颜色。但是你当地的卫生机构并没有诊断出你患有正在折磨你的疾病,仅仅是因为那里没有专业知识,或者停电了,或者使用的诊断测试只是将你误诊为未感染。不幸的是,这对泌尿生殖系统血吸虫病患者来说是个问题,这是一种被忽视的热带疾病,主要影响资源贫乏的热带发展中国家。

泌尿生殖道血吸虫病

血吸虫是泌尿生殖道血吸虫病的病原体,这是一种被忽视的热带疾病,影响了非洲、中东、马达加斯加、印度洋岛屿和最近的科西嘉岛的1.1亿人。

这种寄生性吸虫寄生在人类静脉丛血液系统中,有一个复杂的双宿主生命周期,包括一个中间宿主的水牛属水生蜗牛,并通过直接水接触传播。

这种疾病的特点是慢性疲劳、血尿(尿中有血)和尿路损害,导致严重的肾病和膀胱癌;此外,估计有1600万妇女患有女性生殖道血吸虫病(FGS),这可能导致生育和艾滋病毒传播方面的并发症。

最近,政府和非政府组织、私营和公共部门公司以及利益相关者团体作出了相当大的努力,以解决被忽视的热带疾病,如泌尿生殖道血吸虫病。默克血清学和默克集团正在通过国家控制计划捐赠吡喹酮,这是唯一安全有效的抗血吸虫药物,旨在将血吸虫病减少到不构成公共卫生问题的程度(高危社区的严重感染率不到1%)。最近有人呼吁制定消除血吸虫病的议程,桑给巴尔群岛目前正在进行一个消除泌尿生殖道血吸虫病的项目。

当前诊断测试的限制

监测和评估泌尿生殖道血吸虫病控制和消除方案需要一个准确的护理点(POC)感染诊断测试。可悲的是,金标准的尿液过滤和显微镜检查技术,在10毫升的尿液滤液中寻找血吸虫卵,在感染强度较低的地区表现不佳。这是由于产卵量波动、受检物质(10毫升尿液)少、血吸虫发育不成熟等原因造成的。

另一种常用的检测方法是通过尿试纸检测微量血尿,作为血吸虫感染的替代物,但在低流行地区和低感染强度人群中,敏感性再次下降。此外,有可能微血尿是由另一种感染或实际上是潜在的条件引起的。这些与泌尿生殖道血吸虫病诊断有关的问题是国家公共卫生计划关注的一个问题,这些计划旨在从疾病控制转向消灭。

从尿液和粪便样本中靶向和扩增血吸虫寄生虫DNA的分子诊断技术可能满足敏感性和特异性的要求。然而,在资源贫乏的流行地区,它们往往达不到可行的标准。受影响地区的地方保健中心和医院往往缺乏专业设备,经常停电断水,缺乏训练有素的人员。此外,许多感染发生在交通基础设施落后和没有电力设施的偏远农村地区,这意味着任何诊断测试都必须易于在环境温度下运输,并在没有电力输入的地区使用。

泌尿生殖系统血吸虫病控制和消除规划需要的是一种便于现场工作、功能强大、易于使用、敏感和特殊的POC诊断试验。

恒温分子POC诊断试验的研制

最近发表在《寄生虫和载体》上的一项研究探讨了重组酶聚合酶扩增(RPA)在血吸虫病诊断中的潜力。RPA是一种恒温(一种温度)特异性强的DNA扩增技术,非常适合在更基本的实验室环境中使用。基因组DNA(gDNA)扩增可通过侧流(LF)条带试验(“试纸”试验)检测,使其成为用户友好的POC诊断试验的理想候选。

自然历史博物馆的邦妮·韦伯斯特博士说:“我在一次国际被忽视热带疾病协会的会议上听说了RPA技术,在会上TwistDX展示了用人的口腔拭子感染链球菌的技术。”。“我联系了TwistDX,想开发一种类似的尿样中血吸虫DNA检测方法”。本研究的作者研究了RPA作为检测尿样中血吸虫种类的一种新的流动条试验的敏感性和特异性。

首先设计了适合于血吸虫种特异性dra1dna区域的RPA引物。一旦确定了合适的引物对,然后使用RPA侧流(LF)条带试验对其进行测试,以确定在不同温度、培养/扩增时间和不同浓度的血吸虫gDNA上的敏感性。

Dra1 LF-RPA法也用于检测其他物种的gDNA,以确定其特异性。研究人员检查了与其他血红素链球菌(S.curassoni,S.bovis)和曼氏链球菌的交叉反应性。Dra1 LF-RPA试验确实与血吸虫类群物种发生交叉反应,因为血吸虫类群物种共享的Dra 1序列相似。作者还观察到与曼氏链球菌有轻微的交叉反应,但只有在检测高浓度gDNA时。在对非血吸虫感染(大肠杆菌、肺炎克雷伯菌、奇异变形杆菌和人类DNA)进行检测时,未观察到任何反应。

所需的最低准备

实地调查的另一个限制因素是样品制备,这通常需要实验室设备,而且可能是劳动密集型的。Dra-1 RPA-LF试纸法对不同浓度的血吸虫gDNA粗尿进行检测,以评估其耐受尿液中发现的PCR抑制剂的能力。Dra 1RPA-LF条带试验表现良好,成功地在10%的粗尿中扩增出10pg的血红素gDNA,证实了其作为基本POC尿“试纸”试验的潜力。

这项试验性研究的令人兴奋的发现证实了Dra1 LF-RPA“试纸”法提供了一个强大的血吸虫DNA扩增系统,具有以下优点:基础设施和设备需求最小,无特殊技术专长,样品制备需求少,对粗尿中的PCR抑制剂具有良好的耐受性。

随着进一步的发展,这种方法有可能成为流行地区泌尿生殖道血吸虫病的POC诊断试验,极大地有利于血吸虫病国家控制计划和血吸虫病消除计划。世卫组织血吸虫及其寄主鉴定和特征鉴定合作中心的大卫·罗林森说:“我非常希望我们能够扩大这些有趣的实验室观察,并开发出一种在低流行地区检测阳性人间病例的工具。”。

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