Development of a real-time RT-PCR assay for detection of Hendra and Nipah viruses

封面

如何引用文章

全文:

详细

The article is devoted to the development of a method for detection of viral RNA of two highly pathogenic zoonotic viruses from the genus Henipavirus — Hendra and Nipah using real-time reverse transcription polymerase chain reaction. In the natural environment, these viruses are carried by flying foxes in the family Pteropodidae. Horses and pigs, respectively, are susceptible to infection. The diseases are also transmitted to humans through contact with sick animals, their biological excreta and from person to person. In infected humans and animals, clinical signs of infection may be asymptomatic, or may present with flu-like symptoms at the onset of the disease and progress to neurologic disease and acute respiratory infection, followed by death. In Australia, the subunit vaccine HeV-sG is used against Hendra virus in horses. There is no treatment or vaccine for Hendra or Nipah viruses for humans. The need to develop new detection methods and search for new viral targets remains an urgent task due to the large area of distribution of the described viruses, high contagiousness and mortality of animals and humans. The study describes the original designed primers and probes for conserved regions of the genomes of two viruses: the gene encoding the nucleocapsid protein of Hendra virus and the gene encoding the glycoprotein of Nipah virus. Synthetic controls for the extraction and reverse transcription PCR stages have been created, confirming the quality of the developed method. Biological samples from healthy people (blood plasma, swabs from oral and nasopharyngeal mucous membranes, cerebrospinal fluid) with the addition of artificial controls passed the stages of sample extraction and real-time reverse transcription PCR, thus confirming the quality of control samples. The detection limit of the described viral RNA identification methods was determined as 100 copies/mL for Hendra virus and 1000 copies/mL for Nipah virus. The amplification transit time is less than 90 minutes. The developed method will help in epidemiologic control of the spread of these infections, can be used in the diagnosis of Hendra and Nipah viruses and for solving research tasks to study the properties of these pathogens.

作者简介

Svetlana Shirobokova

St. Petersburg Pasteur Institute

编辑信件的主要联系方式.
Email: schirobokova.s@gmail.com

Junior Researcher, Laboratory for Molecular Genetics of Pathogens

俄罗斯联邦, St. Petersburg

Anna Shabalina

St. Petersburg Pasteur Institute

Email: shabalina@pasteurorg.ru

Junior Researcher, Laboratory for Molecular Genetics of Pathogens

俄罗斯联邦, St. Petersburg

Igor Sukhikh

St. Petersburg Pasteur Institute

Email: igor3419@gmail.com

PhD (Biology), Researcher, Laboratory for Molecular Genetics of Pathogens

俄罗斯联邦, St. Petersburg

Vera Chayeb

St. Petersburg Pasteur Institute

Email: shaieb@pasteurorg.ru

PhD (Biology), Junior Researcher, Laboratory for Molecular Genetics of Pathogens

俄罗斯联邦, St. Petersburg

Anna Dolgova

St. Petersburg Pasteur Institute

Email: dolgova@pasteurorg.ru

PhD (Biology), Senior Researcher, Head of Laboratory for Molecular Genetics of Pathogens

俄罗斯联邦, St. Petersburg

Vladimir Dedkov

St. Petersburg Pasteur Institute; Martsinovsky Institute of Medical Parasitology, Tropical and Vector-Borne Diseases

Email: vgdedkov@yandex.ru

PhD (Medicine), Deputy Director for Scientific Work, Leading Researcher

俄罗斯联邦, St. Petersburg; Moscow

参考

  1. Aljofan M. Hendra and Nipah infection: Emerging paramyxoviruses. Virus Res., 2013, vol. 177, no. 2, pp. 119–126. doi: 10.1016/j.virusres.2013.08.002
  2. Annand E.J., Horsburgh B.A., Xu K., Reid P.A., Poole B., de Kantzow M.C., Brown N., Tweedie A., Michie M., Grewar J.D., Jackson A.E., Singanallur N.B., Plain K.M., Kim K., Tachedjian M., van der Heide B., Crameri S., Williams D.T., Secombe C., Laing E.D., Sterling S., Yan L., Jackson L., Jones C., Plowright R.K., Peel A.J., Breed A.C., Diallo I., Dhand N.K., Britton P.N., Broder C.C., Smith I., Eden J.-S. Novel Hendra Virus Variant Detected by Sentinel Surveillance of Horses in Australia. Emerg. Infect. Dis., 2022, vol. 28, no. 3, pp. 693–704. doi: 10.3201/eid2803.211245
  3. Askari M.R.A., Menezes G.A., Omran H.H., Ejaz A., Ejaz H., Hameed S.S. Nipah Virus: A Threatening Outbreak. J. Clin. Diagn. Res., 2023, vol. 17, no. 2, pp. DE01–DE07. doi: 10.7860/jcdr/2023/52734.17504
  4. Bangladesh reports two Nipah deaths in 2024 to date. URL: https://open.substack.com/pub/outbreaknewstoday/p/bangladesh-reports-two-nipah-deaths?utm_campaign=post&utm_medium=web
  5. Bossart K.N., Rockx B., Feldmann F., Brining D., Scott D., LaCasse R., Geisbert J.B., Feng Y.-R., Chan Y.-P., Hickey A.C., Broder C.C., Feldmann H., Geisbert T.W. A Hendra virus G glycoprotein subunit vaccine protects African green monkeys from Nipah virus challenge. Sci. Transl. Med., 2012, vol. 4, no. 146: 146ra107. doi: 10.1126/scitranslmed.3004241
  6. Business Queensland. Summary of Hendra virus incidents in horses. URL: https://www.business.qld.gov.au/industries/service-industries-professionals/service-industries/veterinary-surgeons/guidelines-hendra/incident-summary
  7. Chakraborty S., Deb B., Barbhuiya P.A., Uddin A. Analysis of codon usage patterns and influencing factors in Nipah virus. Virus Res., 2019, vol. 263, pp. 129–138. doi: 10.1016/j.virusres.2019.01.011
  8. Daniels P., Ksiazek T., Eaton B.T. Laboratory diagnosis of Nipah and Hendra virus infections. Microbes Infect., 2001, vol. 3, no. 4, pp. 289–295. doi: 10.1016/s1286-4579(01)01382-x
  9. Dolgova A.S., Kanaeva O.I., Antonov S.A., Shabalina A.V., Klyuchnikova E.O., Sbarzaglia V.A., Gladkikh A.S., Ivanova O.E., Kozlovskaya L.I., Dedkov V.G. Qualitative real-time RT-PCR assay for nOPV2 poliovirus detection. J. Virol. Methods., 2024, vol. 329: 114984. doi: 10.1016/j.jviromet.2024.114984
  10. Eaton B.T., Broder C.C., Middleton D., Wang L.-F. Hendra and Nipah viruses: different and dangerous. Nat. Rev. Microbiol., 2006, vol. 4, no. 1, pp. 23–35. doi: 10.1038/nrmicro1323
  11. Eaton B.T., Wang L.-F. Henipaviruses. Encycl. Virol., 2008, pp. 321–327. doi: 10.1016/b978-012374410-4.00653-1
  12. Gazal S., Sharma N., Gazal S., Tikoo M., Shikha D., Badroo G.A., Rashid M., Lee S.-J. Nipah and Hendra Viruses: Deadly Zoonotic Paramyxoviruses with the Potential to Cause the Next Pandemic. Pathogens, 2022, vol. 11, no. 12: 1419. doi: 10.3390/pathogens11121419
  13. Goncharova E.A., Dedkov V.G., Dolgova A.S., Kassirov I.S., Safonova M.V., Voytsekhovskaya Y., Totolian A.A. One‐step quantitative RT‐PCR assay with armored RNA controls for detection of SARS-CoV-2. J. Med. Virol., 2020, vol. 93, no. 3, pp. 1694–1701. doi: 10.1002/jmv.26540
  14. Guillaume V., Lefeuvre A., Faure C., Marianneau P., Buckland R., Lam S.K., Wild T.F., Deubel V. Specific detection of Nipah virus using real-time RT-PCR (TaqMan). J. Virol. Methods., 2004, vol. 120, no. 2, pp. 229–237. doi: 10.1016/j.jviromet.2004.05.018
  15. Hotard A.L., He B., Nichol S.T., Spiropoulou C.F., Lo M.K. 4′-Azidocytidine (R1479) inhibits henipaviruses and other paramyxoviruses with high potency. Antivir. Res., 2017, vol. 144, pp. 147–152. doi: 10.1016/j.antiviral.2017.06.011
  16. International Committee on Taxonomy of Viruses. URL: https://ictv.global/report/chapter/paramyxoviridae/paramyxoviridae/henipavirus
  17. Jang M., Kim S. Inhibition of Non-specific Amplification in Loop-Mediated Isothermal Amplification via Tetramethylammonium Chloride. BioChip J., 2022, vol. 16, no. 3, pp. 326–333. doi: 10.1007/s13206-022-00070-3
  18. Luo G.-C., Yi T.-T., Jiang B., Guo X., Zhang G.-Y. Betaine-assisted recombinase polymerase assay with enhanced specificity. Anal. Biochem., 2019, vol. 575, pp. 36–39. doi: 10.1016/j.ab.2019.03.018
  19. Mire C.E., Satterfield B.A., Geisbert J.B., Agans K.N., Borisevich V., Yan L., Chan Y.-P., Cross R.W., Fenton K.A., Broder C.C., Geisbert T.W. Pathogenic Differences between Nipah Virus Bangladesh and Malaysia Strains in Primates: Implications for Antibody Therapy. Sci. Rep., 2016, vol. 6: 30916. doi: 10.1038/srep30916
  20. Mungall B.A., Middleton D., Crameri G., Bingham J., Halpin K., Russell G., Broder C.C. Feline model of acute nipah virus infection and protection with a soluble glycoprotein-based subunit vaccine. J. Virol., 2006, vol. 80, no. 24, pp. 12293–12302. doi: 10.1128/JVI.01619-06
  21. Murray K., Selleck P., Hooper P., Hyatt A., Gould A., Gleeson L., Westbury H., Hiley L., Selvey L., Rodwell B., Ketterer P. A Morbillivirus that Caused Fatal Disease in Horses and Humans. Science, 1995, vol. 268, no. 5207, pp. 94–97. doi: 10.1126/science.7701348
  22. Nipah virus infection – Bangladesh. URL: https://www.who.int/emergencies/disease-outbreak-news/item/2024-DON508
  23. O’Sullivan J., Allworth A., Paterson D., Snow T., Boots R., Gleeson L., Gould A., Hyatt A., Bradfield J. Fatal encephalitis due to novel paramyxovirus transmitted from horses. Lancet, 1997, vol. 349, no. 9045, pp. 93–95. doi: 10.1016/s0140-6736(96)06162-4
  24. Oliveira B.B., Veigas B., Baptista P.V. Isothermal Amplification of Nucleic Acids: The Race for the Next “Gold Standard”. Front. Sens., 2021, vol. 2: 752600. doi: 10.3389/fsens.2021.752600
  25. One dies of Nipah virus at DMCH. URL: https://www.thedailystar.net/health/disease/news/one-dies-nipah-virus-dmch-3246971
  26. Pollak N.M., Olsson M., Marsh G.A., Macdonald J., McMillan D. Evaluation of three rapid low-resource molecular tests for Nipah virus. Front. Microbiol., 2023, vol. 13: 1101914. doi: 10.3389/fmicb.2022.1101914
  27. Rota P.A., Lo M.K. Molecular Virology of the Henipaviruses. Curr. Top. Microbiol. Immunol., 2012, vol. 359, pp. 41–58. doi: 10.1007/82_2012_211
  28. Satterfield B.A., Dawes B.E., Milligan G.N. Status of vaccine research and development of vaccines for Nipah virus. Vaccine, 2016, vol. 34, no. 26, pp. 2971–2975. doi: 10.1016/j.vaccine.2015.12.075
  29. Skowron K., Bauza-Kaszewska J., Grudlewska-Buda K., Wiktorczyk-Kapischke N., Zacharski M., Bernaciak Z., Gospodarek-Komkowska E. Nipah Virus — Another Threat From the World of Zoonotic Viruses. Front. Microbiol., 2022, vol. 12: 811157. doi: 10.3389/fmicb.2021.811157
  30. Smith I.L., Halpin K., Warrilow D., Smith G.A. Development of a fluorogenic RT-PCR assay (TaqMan) for the detection of Hendra virus. J. Virol. Methods., 2001, vol. 98, no. 1, pp. 33–40. doi: 10.1016/s0166-0934(01)00354-8
  31. Soman Pillai V., Krishna G., Valiya Veettil M. Nipah Virus: Past Outbreaks and Future Containment. Viruses, 2020, vol. 12, no. 4: 465. doi: 10.3390/v12040465
  32. Srivastava P., Prasad D. Isothermal nucleic acid amplification and its uses in modern diagnostic technologies. 3 Biotech., 2023, vol. 13, no. 6: 3628. doi: 10.1007/s13205-023-03628-6
  33. Taylor J., Thompson K., Annand E.J., Massey P.D., Bennett J., Eden J.-S., Horsburgh B.A., Hodgson E., Wood K., Kerr J., Kirkland P., Finlaison D., Peel A.J., Eby P., Durrheim D.N. Novel variant Hendra virus genotype 2 infection in a horse in the greater Newcastle region, New South Wales, Australia. One Health., 2022, vol. 15: 100423. doi: 10.1016/j.onehlt.2022.100423
  34. Thakur N., Bailey D. Advances in diagnostics, vaccines and therapeutics for Nipah virus. Microbes Infect., 2019, vol. 21, no. 7, pp. 278–286. doi: 10.1016/j.micinf.2019.02.002
  35. Wacharapluesadee S., Hemachudha T. Duplex nested RT-PCR for detection of Nipah virus RNA from urine specimens of bats. J. Virol. Methods, 2007, vol. 141, no. 1, pp. 97–101. doi: 10.1016/j.jviromet.2006.11.023
  36. Wang J., Anderson D.E., Halpin K., Hong X., Chen H., Walker S., Valdeter S., van der Heide B., Neave M.J., Bingham J., O’Brien D., Eagles D., Wang L.-F., Williams D.T. A new Hendra virus genotype found in Australian flying foxes. Virol. J., 2021, vol. 18, no. 1, pp. 1–13. doi: 10.1186/s12985-021-01652-7
  37. WHO R&D Blueprint: Priority diagnostics for Nipah use cases and target product profiles. URL: https://www.who.int/docs/default-source/blue-print/call-for-comments/who-nipah-dx-tpps-d.pdf?sfvrsn=8a856311_4
  38. World Health Organization. Nipah Virus. URL: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/nipah-virus
  39. Yang M., Zhu W., Truong T., Pickering B., Babiuk S., Kobasa D., Banadyga L. Detection of Nipah and Hendra Viruses Using Recombinant Human Ephrin B2 Capture Virus in Immunoassays. Viruses, 2022, vol. 14, no. 8: 1657. doi: 10.3390/v14081657
  40. Yuen K.Y., Fraser N.S., Henning J., Halpin K., Gibson J.S., Betzien L., Stewart A.J. Hendra virus: epidemiology dynamics in relation to climate change, diagnostic tests and control measures. One Health, 2021, vol. 12: 100207. doi: 10.1016/j.onehlt.2020.100207

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2. Figure 1. Alignment of target region nucleotide sequences

下载 (1MB)
3. Figure 2. HEX fluorescence curves of Hendra (A) and Nipah (B) virus control samples

下载 (240KB)

版权所有 © Shirobokova S.A., Shabalina A.V., Sukhikh I.S., Chayeb V.A., Dolgova A.S., Dedkov V.G., 2025

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名 4.0国际许可协议的许可

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».