Đánh giá chứng dương, mồi và mẫu dò cho chẩn đoán vi rút gây hội chứng viêm đường hô hấp cấp (Sars-Cov-2)
Đánh giá chứng dương, mồi, đoạn dò cho xét nghiệm
chẩn đoán vi rút SARS-CoV-2 trong bối cảnh thiếu hụt
sinh phẩm chẩn đoán và tình hình dịch bệnh viêm đường
hô hấp cấp đang có xu hướng diễn tiến phức tạp là việc
làm hết sức cần thiết. Trong nghiên cứu này, chúng tôi
đánh giá chứng dương, mồi và mẫu dò chẩn đoán vi rút
SARS-CoV-2 trên 60 mẫu ngoáy họng. Qua phân tích cho
thấy, chứng dương, mồi và đoạn dò thỏa các tiêu chí của
thế giới với 100% các chuỗi SARS-CoV-2, các mẫu dương
có kết quả dương tính ở các nồng độ khác nhau, không ghi
nhận phản ứng chéo. Kết quả này phần nào có thể hỗ trợ
sàng lọc ca bệnh trong ngày, trong từng thời điểm báo cáo
nhanh cho ban chỉ huy phòng chống dịch để có chiến lược
hiệu quả. Nghiên cứu này là tiền đề giúp giải quyết những
lo ngại về sức khỏe cộng đồng khẩn cấp này bằng cách
sàng lọc với số lượng lớn các trường hợp nghi ngờ trở về
tại vùng dịch, cũng như đáp ứng khả năng xét nghiệm sẵn
có trong các phòng thí nghiệm tại cơ sở y tế ở Việt Nam.
Tóm tắt nội dung tài liệu: Đánh giá chứng dương, mồi và mẫu dò cho chẩn đoán vi rút gây hội chứng viêm đường hô hấp cấp (Sars-Cov-2)
SỐ 3 (56) - Tháng 05-06/2020 Website: yhoccongdong.vn 3 VI N S C K H E C NG NG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐÁNH GIÁ CHỨNG DƯƠNG, MỒI VÀ MẪU DÒ CHO CHẨN ĐOÁN VI RÚT GÂY HỘI CHỨNG VIÊM ĐƯỜNG HÔ HẤP CẤP (SARS-COV-2) Hoàng Quốc Cường1, Nguyễn Thị Thanh Thảo1, Phan Trọng Lân1 TÓM TẮT Đánh giá chứng dương, mồi, đoạn dò cho xét nghiệm chẩn đoán vi rút SARS-CoV-2 trong bối cảnh thiếu hụt sinh phẩm chẩn đoán và tình hình dịch bệnh viêm đường hô hấp cấp đang có xu hướng diễn tiến phức tạp là việc làm hết sức cần thiết. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đánh giá chứng dương, mồi và mẫu dò chẩn đoán vi rút SARS-CoV-2 trên 60 mẫu ngoáy họng. Qua phân tích cho thấy, chứng dương, mồi và đoạn dò thỏa các tiêu chí của thế giới với 100% các chuỗi SARS-CoV-2, các mẫu dương có kết quả dương tính ở các nồng độ khác nhau, không ghi nhận phản ứng chéo. Kết quả này phần nào có thể hỗ trợ sàng lọc ca bệnh trong ngày, trong từng thời điểm báo cáo nhanh cho ban chỉ huy phòng chống dịch để có chiến lược hiệu quả. Nghiên cứu này là tiền đề giúp giải quyết những lo ngại về sức khỏe cộng đồng khẩn cấp này bằng cách sàng lọc với số lượng lớn các trường hợp nghi ngờ trở về tại vùng dịch, cũng như đáp ứng khả năng xét nghiệm sẵn có trong các phòng thí nghiệm tại cơ sở y tế ở Việt Nam. Từ khóa: SARS-CoV-2, COVID-19, chứng dương, mồi, đoạn dò. SUMMARY: RESEARCH ON POSITIVE CONTROL, PRIMER, PROBES FOR SEVERE ACUTE RESPIRATORY SYNDROME CORONAVIRUS 2 (SARS-COV-2) DIAGNOSIS In order to evaluate positive control, primer, and probes for SARS-CoV-2 diagnostic in the context of diagnostic biologic deficiency and pandemic situationsituation is essential. Evaluation of positive signs, primers and diagnostic samples of SARS-CoV-2 virus on 60 throat samples. The positive control, primer, and probes met the international criteria with 100% of the SARS-CoV-2 sequences, contrived clinical specimens had SARS-CoV-2 positive at different concentrations, no cross- reactivity was recorded. This result can partly support screening suspected cases on the day, from time to time to quickly report to the prevention and control committee for an effective strategy. This study is a prerequisite for addressing these urgent public health concerns by screening a large number of suspected return cases in the epidemic area, as well as to adapt to the available testing capacity in laboratories at health facilities in Vietnam. Keywords: SARS-CoV-2, COVID-19, positive control, primer, probe. I. ĐẶT VẤN ĐỀ Đại dịch viêm đường hô hấp cấp do chủng vi rút corona mới được phát hiện lần đầu tiên tại thành phố Vũ Hán, tỉnh Hồ Bắc, Trung Quốc, virut này có tên là SAR SARS-CoV-2 và bệnh mà nó gây ra đã được đặt tên là bệnh coronavirus 2019 (COVID-19) [1]. SARS-CoV-2 đã lây lan nhanh chóng trên toàn cầu, dẫn đến những tác động đáng kể đến các hệ thống chăm sóc sức khỏe và gây ra sự gián đoạn xã hội [2]. Nguy cơ sức khỏe cộng đồng tiềm ẩn do COVID-19 gây ra là rất cao. Để đáp ứng hiệu quả với sự bùng phát COVID-19, việc phát hiện nhanh các trường hợp và tiếp xúc gần, điều trị lâm sàng và kiểm soát nhiễm trùng thích hợp và thực hiện các nỗ lực giảm thiểu cộng đồng là rất quan trọng [1, 3-8]. Cho đến nay, chẩn đoán xác định vi rút SARS-CoV-2 bằng xét nghiệm qRT-PCR là tiêu chuẩn vàng [9]; tuy nhiên, hiệu suất của xét nghiệm này lại phụ thuộc vào mồi, đầu dò và thuốc thử. Do đó, việc lựa chọn một bộ xét nghiệm tối ưu là cần thiết trong tình trạng thiếu hóa chất sinh phẩm để chẩn đoán SARS-COV-2 và sự gia tăng của các trường hợp mắc mới SARS-COV-2, đặc biệt trong các Ngày nhận bài: 02/04/2020 Ngày phản biện: 09/04/2020 Ngày duyệt đăng: 14/04/2020 1. Viện Pasteur Tp. Hồ Chí Minh Tác giả chính Hoàng Quốc Cường, Email: cuonghqpasteur@gmail.com SỐ 3 (56) - Tháng 05-06/2020 Website: yhoccongdong.vn4 JOURNAL OF COMMUNITY MEDICINE 2020 nước đang phát triển. Trên cơ sở đó, chúng tôi nghiên cứu chế tạo chứng dương, mồi và đoạn đò dựa trên các công bố trước đây phục vụ việc sàng lọc kịp thời các trưởng hợp nhiễm vi rút SARS-CoV-2. II. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng nghiên cứu Chứng dương, mồi và mẫu dò chẩn đoán SARS-COV-2. 2.2. Địa điểm và thời gian thực hiện nghiên cứu: Nghiên cứu được tiến hành tại phòng xét nghiệm vi rút hô hấp Viện Pasteur TP.HCM, từ tháng 02/2020 đến tháng 04/2020. 2.3. Cỡ mẫu: Trong nghiên cứu này, chúng tôi thu thập 60 mẫu ngoáy họng bao gồm 30 mẫu âm và 30 mẫu dương tính giả lập từ các bệnh nhân lâm sàng. 2.4. Phương pháp nghiên cứu: Đánh giá chứng dương, mồi và mẫu dò trong chẩn đoán vi rút SARS- COV-2. 2.4.1. Chọn mồi: Dựa trên trình tự Primer do Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) và US CDC công bố [9], chúng tôi chọn đoạn mồi và mẫu dò trong chẩn đoán nhanh virus SARS-CoV-2. Bảng 1. Trình tự gen mồi của gen E của SARS-CoV-2 được sử dụng. Tên trình tự Trình tự (5’-3’) Sản phẩm Vị trí Trình tự tham chiếu nCoV_E_Fw CCGACGACGACTACTAGC 280 bp 26191-26208 MN908947 nCoV_E_Rv AGACCAGAAGATCAGGAACTC 26470-26450 2.4.2. Chuẩn bị mẫu bệnh phẩm thẩm định: Thu thập 60 mẫu bệnh phẩm ngoáy họng từ các bệnh nhân (mã số bệnh phẩm, giới, tuổi, loại mẫu bệnh phẩm, ngày thu thập mẫu, ngày nhận mẫu), sau đó thực hiện phản ứng rRT-PCR để xác định mẫu bệnh phẩm có kết quả chắc chắn âm tính và chia thành 2 lô, mỗi lô 30 mẫu. Vi rút SARS-COV-2 được nuôi cấy trong phòng xét nghiệm an toàn sinh học cấp 3 tại Viện Pasteur TP.HCM và tạo các mẫu mẫu dương giả lập. Các mẫu lâm sàng ở 2 lô tiến hành chiết xuất RNA vi-rút với bộ minikit RNA vi rút QIAamp (Qiagen) theo hướng dẫn của nhà sản xuất, pha mix với Kit SuperScript III Platinium One Step qRT- PCR. Trình tự Mồi (xuôi và ngược) và Dual – labeled probes tổng hợp theo trình tự được Tổ chức Y tế Thế giới công bố [9]. Thực hiện phản ứng rRT-PCR: Trong nghiên cứu này để phát hiện gen E của SARS-COV-2, sinh phẩm chẩn đoán được pha theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Khi trộn sinh phẩm dùng pipet trộn nhẹ nhàng, không dùng máy lắc. Chia 20 ul mỗi loại phản ứng sau khi trộn vào các ống. Ở cột chứng âm cho 5ul nước tinh sạch và đậy nắp trước khi chuyển sang nơi cho bệnh phẩm. Cho 5 ul RNA mẫu vào ống đã được chia sinh phẩm tại nơi cho mẫu. Cho RNA chứng dương: Cho 5ul RNA chứng mỗi loại, trộn đều, đóng nắp, lắc (khoảng 5 giây) và ly tâm (khoảng 5 giây), rồi giữ trong giá tích lạnh. Cách đọc kết quả: Kết quả xét nghiệm được thực hiện trên hệ thống rRT-PCR: Applied Biosystems 7500/7500 Fast Real- Time PCR đã được hiệu chuẩn định kỳ tại Viện Pasteur TP.HCM. Chứng âm sẽ không có tín hiệu huỳnh quang. Mẫu được coi là dương tính khi tín hiệu huỳnh quang được thu nhận trước chu kỳ thứ 40 của phản ứng, và tín hiệu phải rõ ràng. Trong nghiên cứu này, chúng tôi ước tính nồng độ copy/µL trong các mẫu lâm sàng dựa trên đường chuẩn đã được công bố trong nghiên cứu trước đây [10]. 2.2.3. Xử lý và phân tích số liệu: Dữ liệu được nhập vào phần mềm Epidata và dùng phần mềm Stata 13.0 để xử lý và phân tích. Tần số (tỷ lệ) được sử dụng đối với biến số định tính, trung bình±độ lệch chuẩn (trung vị- tứ phân vị) đối với biến số định lượng. 2.4. Đạo đức trong nghiên cứu: Nghiên cứu được thông qua bởi Hội đồng Đạo đức trong nghiên cứu y sinh học của Viện Pasteur TP.HCM số 433/XN-PAS ngày 11 tháng 03 năm 2020. III. KẾT QUẢ 3.1. Kết quả đánh thử nghiệm chứng dương, mồi, đoạn dò. Qua đánh giá lâm sàng kết quả cho thấy, 100% mẫu dương có nồng độ 1 LoD và 2 LoD với ngưỡng trung bình lần lượt là 16 và 42 copy/phản ứng. Bên cạnh đó, 100% mẫu dương ở tất cả các nồng độ khác (3x-5x LoD) có kết quả dương tính và 100% mẫu âm tính có kết quả âm tính. SỐ 3 (56) - Tháng 05-06/2020 Website: yhoccongdong.vn 5 VI N S C K H E C NG NG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC STT Mã số bệnh nhân Nồng độ pha loãng LoD Giá trị CT Log copy/ul Copy Copy/phản ứng (5uL) 1 CL-20573 10^-9 1x LoD 38.89 0.307 2.028 10 2 CL-20576 10^-9 37.82 0.598 3.961 20 3 CL-20-581 10^-9 37.3 0.739 5.484 27 4 CL-20569 10^-9 38.36 0.451 2.825 14 5 CL-20575 10^-9 38.94 0.022 1.051 10 6 CL-20577 10^-8 ½ 2xLoD 37.65 0.644 4.406 22 7 CL-20582 10^-8 ½ 36.54 0.946 8.824 44 8 CL-20589 10^-8 ½ 36.55 0.943 8.769 44 9 CL20571 10^-8 ½ 37.43 0.704 5.056 25 10 CL20565 10^-8 ½ 38.99 0.280 1.905 10 11 CL-20554 10^-8 ½ 36.91 0.845 7.000 35 12 CL-20588 10^-8 ½ 34.83 1.410 25.723 129 13 CL-20594 10^-8 ½ 37.99 0.552 3.561 18 14 CL-20586 10^-8 ½ 37.57 0.666 4.632 23 15 CL-20543 10^-8 ½ 37.89 0.579 3.791 19 16 CL-20587 10^-8 ½ 38.47 0.421 2.638 13 17 CL-20579 10^-8 ½ 35.59 1.204 15.988 80 18 CL-20557 10^-8 ½ 37.00 0.821 6.617 33 19 CL-20570 10^-8 ½ 35.89 1.122 13.252 66 20 CL-20544 10^-8 ½ 35.81 1.144 13.932 70 21 CL-20583 10^-4 5 x LoD 27.14 3.500 3162.278 15811 22 CL-20547 10^-4 28.82 3.043 1105.295 5526 23 CL-20590 10^-4 29.67 2.813 649.382 3247 24 CL-20565 10^-5 4 x LoD 31.69 2.264 183.479 917 25 CL-20578 10^-5 32.23 2.117 130.872 654 26 CL-20558 10^-5 31.95 2.193 155.932 780 27 CL-20556 10^-5 32.3 2.098 125.264 626 28 CL-20555 10^-6 3 x LoD 37.14 0.783 6.062 30 29 CL-20564 10^-6 34.68 1.451 28.254 141 30 CL-20614 10^-6 36.95 0.834 6.827 34 31 Chứng dương WHO 36.52 0.951 8.935 45 32 Chứng dương nghiên cứu 26.43 + + + 33 Chứng âm - - - “-”: Không phát hiện SỐ 3 (56) - Tháng 05-06/2020 Website: yhoccongdong.vn6 JOURNAL OF COMMUNITY MEDICINE 2020 3.2. Tính toàn bộ: Trong nghiên cứu này, chúng tôi PCR phân tích silico trình tự mồi, đầu dò và chứng dương trong nghiên cứu và các trình tự SARS-CoV-2 được công bố trước đây [9]. Trình tự gen E CCGACGACGACTACTAGCGTGCCTTTGTAAGCACAAGCTGATGAGTACGAACTTATGTACTCATTC GTTTCGGAAGAGACAGGTACGTTAATAGTTAATAGCGTACTTCTTTTTCTTGCTTTCGTGGTATTCTT GCTAGTTACACTAGCCATCCTTACTGCGCTTCGATTGTGTGCGTACTGCTGCAATATTGTTAACGT GAGTCTTGTAAAACCTTCTTTTTACGTTTACTCTCGTGTTAAAAATCTGAATTCTTCTAGAGTTCCT GATCTTCTGGTCT E gene Forward primer Reverse primer NC_045512 COVID-19/Wuhan-Hu-1 CCGACGACGACTACTAGC----- - - - - - - - - - - - GAGTTCCTGATCTTCTGGTCT MT039888 COVID-19/2019-nCoV/USA CCGACGACGACTACTAGC----- - - - - - - - - - - - GAGTTCCTGATCTTCTGGTCT MN994467 COVID-19/2019-nCoV/USA CCGACGACGACTACTAGC----- - - - - - - - - - - - GAGTTCCTGATCTTCTGGTCT LC522975 COVID-19/2019-nCoV/Jap CCGACGACGACTACTAGC----- - - - - - - - - - - - GAGTTCCTGATCTTCTGGTCT MN988668 COVID-19/2019-nCoV WHU CCGACGACGACTACTAGC----- - - - - - - - - - - - GAGTTCCTGATCTTCTGGTCT NC_004718 SARS coronavirus CCGACGACGACTACTAGC----- - - - - - - - - - - - GAGTTCCTGATCTTCTGGTCT NC_006213 Human coronavirus OC43 C.G..--...CT......----------------...T.......C..C.G..CT NC_005831 Human coronavirus NL63 .. G.CGA.GA........----------------...T.....A.CT...G..CT NC_002645 Human coronavirus 229E ..... GA..AC.......----------------...TT.C.........G.T.T NC_019843 MERS coronavirus C.......G.CTA.T...----------------...TT.C.........G.T.T *Những nu khác biệt giữa các trình tự được thay thể bằng dấu (.) và những trình tự không nằm trong vùng primer bắt cặp được thay thể bằng dầu (-). Những trình tự đã được xác định là SASR-CoV-2: NC_045512 COVID-19/Wuhan-Hu-1 MT039888 COVID-19 isolate 2019-nCoV/USA- MA1/2020 MN994467 COVID-19 isolate 2019-nCoV/USA- CA1/2020 LC522975 COVID-19 isolate 2019-nCoV/Japan/ TY/WK-521/2020 RNA MN988668 COVID-19 isolate 2019-nCoV WHU01 Kết quả phân tích silico cho thấy, 100% các chuỗi SARS-CoV-2 chứng dương và đoạn mồi trong nghiên cứu phù hợp với các mồi và đầu dò được thẩm định. 3.3. Phản ứng chéo: Những trình tự có mối quan hệ gần gữi không phải WUHAN coronavirus (COVID-19): NC_004718 SARS coronavirus NC_005831 Human coronavirus NL63 NC_002645 Human coronavirus 229E NC_019843 MERS coronavirus NC_006577 Human coronavirus HKU1 NC_006213 Human coronavirus OC43 Từ các trình tự đã tổng hợp như đã mô tả ở mục 3.3, kết quả phân tích silico chứng dương và đoạn mồi trong nghiên cứu nhỏ hơn 80% giữa một trong những các mồi/đầu dò và bất kỳ trình tự nào được khuyến cáo như: HCoV-HKU1; HCoV-OC43; HCoV-NL63; HCoV-229E; MERS-CoV; Influenza A (H1N1/09); Influenza; A (H3N2); Influenza A(H5N1); Influenza B; Rhinovirus/Enterovirus; Respiratory syncytial vi rút (A/B); Parainfluenza 1 vi rút; Parainfluenza 2 vi rút; Parainfluenza 3 vi rút; Parainfluenza A or -B vi rút; Human metapneumovirus; Adenovirus; Human Bocavirus; Legionella spp; Mycoplasma spp. IV. BÀN LUẬN Ngoài tác động kinh tế và y tế mà đại dịch COVID-19 đã gây ra, sự thiếu hụt về thiết bị bảo vệ cá nhân và thiết bị y tế (máy thở) cũng như thiết bị lấy mẫu, thuốc thử, vật tư tiêu hao và dụng cụ chẩn đoán kịp thời nhiễm vi rút SARS- SỐ 3 (56) - Tháng 05-06/2020 Website: yhoccongdong.vn 7 VI N S C K H E C NG NG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Bermingham, A., et al., Severe respiratory illness caused by a novel coronavirus, in a patient transferred to the United Kingdom from the Middle East, September 2012. Eurosurveillance, 2012. 17(40): p. 20290. 2. Li, J.-Y., et al., The epidemic of 2019-novel-coronavirus (2019-nCoV) pneumonia and insights for emerging infectious diseases in the future. Microbes and Infection, 2020. 22(2): p. 80-85. 3. Al-Abdallat, M.M., et al., Hospital-associated outbreak of Middle East respiratory syndrome coronavirus: a serologic, epidemiologic, and clinical description. Clinical Infectious Diseases, 2014. 59(9): p. 1225-1233. 4. Josset, L., et al., Cell host response to infection with novel human coronavirus EMC predicts potential antivirals and important differences with SARS coronavirus. MBio, 2013. 4(3): p. e00165-13. 5. Lin, C., R. Ye, and Y. Xia, A meta-analysis to evaluate the effectiveness of real-time PCR for diagnosing novel coronavirus infections. Genet Mol Res, 2015. 14: p. 15634-15641. 6. Organization, W.H. Coronavirus disease 2019 (COVID-19): situation report, 97. 2020 Accessed on 28.04.2020]; Available from: https://www.who.int/emergencies/diseases/novel-coronavirus-2019/situation-reports. 7. Reusken, C.B., et al., Laboratory readiness and response for novel coronavirus (2019-nCoV) in expert laboratories in 30 EU/EEA countries, January 2020. Eurosurveillance, 2020. 25(6). 8. Sims, A.C., et al., Release of severe acute respiratory syndrome coronavirus nuclear import block enhances host transcription in human lung cells. Journal of virology, 2013. 87(7): p. 3885-3902. 9. Corman, V.M., et al., Detection of 2019 novel coronavirus (2019-nCoV) by real-time RT-PCR. Eurosurveillance, 2020. 25(3). 10. Lan, P.T., et al., Development of standardized specimens with known concentrations for severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 Realtime-RT-PCR testing validation. Bull World Health Organ. E-pub: 20 April 2020, 2020. 11. Food, U. and D. Administration. Policy for Diagnostic Tests for Coronavirus Disease-2019 During the Public Health Emergency: Immediately in Effect Guidance for Clinical Laboratories, Commercial Manufacturers, and Food and Drug Administration Staff. in United States. Food and Drug Administration. 2020. United States. Food and Drug Administration. CoV-2 cũng đang xảy ra trên quy mô toàn cầu, đặc biệt đối với các nước đang phát triển. Vì thế việc đánh giá các sinh phẩm chẩn đoán SARS-CoV-2 được sản xuất trong nước là công viêc cấp bách trong công tác phòng chống dịch bệnh COVID-19. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đánh giá chứng dương, mồi, đoạn dò với kết quả ban đầu cho thấy bộ sinh phẩm chẩn đoán trong nghiên cứu chúng tôi đáp ứng tất cả các tiêu chí của trên thế giới [7, 11]. Kết quả này phần nào có thể hỗ trợ sàng lọc ca bệnh trong ngày, trong từng thời điểm, nhằm báo cáo nhanh cho ban chỉ huy phòng chống dịch để có chiến lược đối phó với tình hình dịch bệnh một cách có hiệu quả. Với diễn tiến lan truyền dịch do COVID-19 và số người chết tiếp tục tăng nhanh trong thời gian gần với quy mô toàn cầu, việc khuyến khích và thúc đẩy sản xuất, cung cấp và đánh giá chứng dương-mồi, đoạn dò là việc là hết sức cần thiết những phục vụ cho công tác phòng chống dịch Covid-19. Tính đến thời điểm hiện tại, đây là nghiên cứu đầu tiên về đánh giá chứng dương, mồi, đoạn dò cho xét nghiệm chẩn đoán vi rút SARS-CoV-2. Nghiên cứu này là tiền đề giúp giải quyết những lo ngại về sức khỏe cộng đồng khẩn cấp này bằng cách sàng lọc với số lượng lớn các trường hợp nghi ngờ trở về tại vùng dịch, cũng như đáp ứng khả năng xét nghiệm sẵn có trong các phòng thí nghiệm tại cơ sở y tế ở Việt Nam. V. KẾT LUẬN Qua phân tích cho thấy, chứng dương, mồi và đoạn dò trong nghiên cứu thỏa mãn các tiêu chí của thế giới với 100% các chuỗi SARS-CoV-2, các mẫu dương có kết quả dương tính ở các nồng độ khác nhau, không ghi nhận phản ứng chéo.
File đính kèm:
- danh_gia_chung_duong_moi_va_mau_do_cho_chan_doan_vi_rut_gay.pdf