Hier präsentieren wir ein Protokoll, das den RNA-Amplifikations-Lateral-Flow-Assay demonstriert und die Wirksamkeit beim schnellen Nachweis von Neisseria gonorrhoeae, Chlamydia trachomatis und Ureaplasmaurealyticum bewertet.
Methodenartikel
Hier präsentieren wir ein Protokoll, das den RNA-Amplifikations-Lateral-Flow-Assay demonstriert und die Wirksamkeit beim schnellen Nachweis von Neisseria gonorrhoeae, Chlamydia trachomatis und Ureaplasmaurealyticum bewertet.
Neisseria gonorrhoeae (NG), Chlamydia trachomatis (CT) und Ureaplasma urealyticum (UU) sind häufige Krankheitserreger, die mit sexuell übertragbaren Krankheiten (STDs) in Verbindung gebracht werden. NG ist der Erreger der Gonorrhoe, die zu verschiedenen Erkrankungen des Urogenitalsystems führen kann, darunter Nebenhodenentzündung, Prostatitis, Zervizitis und Unfruchtbarkeit. CT ist ein Mikroorganismus, der für Nicht-Gonokokken-Urethritis und entzündliche Erkrankungen des Beckens verantwortlich ist. UU wird mit Nicht-Gonokokken-Urethritis, Zervizitis, Prostatitis und Unfruchtbarkeit in Verbindung gebracht. Aktuelle molekulare Technologien zur Analyse von NG, CT und UU sind oft komplex und zeitaufwändig. Schnelle molekulare Tests auf diese Erreger können die Früherkennung von sexuell übertragbaren Krankheiten erleichtern. Der RNA-Amplifikations-Lateral-Flow-Assay (RGT) ist eine Methode, die keine Nukleinsäureextraktion erfordert. Bei diesem Verfahren werden Proben lysiert, um Nukleinsäurefragmente freizusetzen, die dann durch reverse Transkription und Transkription amplifiziert werden. Das amplifizierte RNA-Produkt wird von spezifischen Sonden erkannt und eingefangen, wodurch ein RNA-Detektionssonden-Goldsonden-Komplex gebildet wird, der über laterale Strömung auf einer Nitrozellulosemembran immobilisiert werden kann, um sichtbare Banden zu erzeugen. Der gesamte Eingriff dauert weniger als 1 Stunde. Ziel dieser Studie war es, die Wirksamkeit von RGT für den schnellen Nachweis von NG, CT und UU zu bewerten. Insgesamt wurden 1.416 Proben eingeschlossen. Die Konsistenz von NG, CT und UU bei der Analyse mittels RGT im Vergleich zur Polymerase-Kettenreaktion (PCR)-Fluoreszenzsondierungsmethode betrug 99,03 % (307/310), 99,38 % (159/160) bzw. 99,02 % (303/306). Die Konsistenz von NG, CT und UU bei der Analyse mittels RGT im Vergleich zur Gensequenzierung betrug 99,17 % (238/240), 98,95 % (188/190) bzw. 98,30 % (173/176). Im Vergleich zur Erregerisolationskulturmethode lagen die Nachweisraten für NG-, CT- und UU-Assays bei 100,00 % (9.9., 17.17., 8.8.). Die hohe Sensitivität und Spezifität, die einfache Handhabung und der reduzierte Zeitaufwand machen diesen Assay ideal für den schnellen und genauen Nachweis von NG, CT und UU.
Sexuell übertragbare Infektionen (STIs) stellen weltweit eine große Herausforderung für die öffentliche Gesundheit dar und führen zu schwerwiegender Genital- und Fortpflanzungsmorbidität und Mortalität1. Neisseria gonorrhoeae (NG) ist der Erreger der Gonorrhoe, wobei weltweit jährlich etwa 87 Millionen neue Fälle gemeldet werden2. Dieser Erreger induziert Entzündungen in erster Linie, indem er in das säulenförmige Epithel des Urogenitaltraktes eindringt3. Chlamydia trachomatis (CT), ein weiterer Mikroorganismus, ist für Nicht-Gonokokken-Urethritis und Beckeninfektionen verantwortlich und verursacht jedes Jahr rund 130 Millionen neue Fälle4. Ureaplasma urealyticum (UU), die einfachste und kleinste selbstreplizierende Zelle, dringt leicht in geschädigtes Gebärmutterhalsgewebe ein und wird mit Nicht-Gonokokken-Urethritis, Zervizitis, Prostatitis und Unfruchtbarkeit in Verbindung gebracht5. Alle diese Infektionen verlaufen sowohl bei weiblichen als auch bei männlichen Patienten oft asymptomatisch, können jedoch zu schweren Komplikationen führen, wenn sie nicht sofort behandelt werden. Mütterliche Infektionen können zu schwerwiegenden unerwünschten Schwangerschaftsergebnissen führen, einschließlich Totgeburten, Fehlgeburten, Frühgeburten und direkten fetalen Infektionen6. Daher ist die Entwicklung einer schnellen, sensitiven, spezifischen und benutzerfreundlichen Methode zum Nachweis von Krankheitserregern von größter Bedeutung.
Der schnelle und genaue Nachweis von Krankheitserregern ist entscheidend für eine effektive Diagnose und Behandlung von Krankheiten. Herkömmliche Kulturmethoden, die die Isolierung, Kultivierung und Identifizierung von Krankheitserregern erfordern, haben erhebliche Nachteile, darunter Zeitaufwand und geringe Empfindlichkeit. Obwohl die Gensequenzierung eine hohe Genauigkeitsrate aufweist, erfordert sie eine komplexe Umgebung und Ausrüstung, was sie kostspielig und auch zeitaufwändig macht. Konventionelle molekulare Technologien für die Analyse von NG, CT und UU sind weithin akzeptiert; Diese Methoden sind jedoch oft kompliziert und zeitaufwändig und erfordern eine ausgeklügelte Instrumentierung, geschulte Techniker und lange Bearbeitungszeiten. Daher besteht ein dringender Bedarf an einer einfachen und zuverlässigen molekulardiagnostischen Methode, um die Grenzen herkömmlicher Ansätze zu überwinden. Der RNA-Amplifikations-Lateral-Flow-Assay (RGT) bietet eine schnelle, empfindliche und spezifische Alternative, ohne dass komplexe Verfahren erforderlich sind 7,8. Bei dieser Methode werden Proben direkt lysiert, um Nukleinsäurefragmente ohne Nukleinsäureextraktion freizusetzen, und diese Fragmente werden durch reverse Transkription und Transkription amplifiziert. Das amplifizierte RNA-Produkt wird dann von spezifischen Sonden erkannt und eingefangen, wodurch ein RNA-Detektionssonden-Goldsonden-Komplex gebildet wird, der auf einer Nitrozellulosemembran über laterale Strömung immobilisiert werden kann, um sichtbare Bandenzu erzeugen 9. Der gesamte Prozess dauert weniger als 1 Stunde und eignet sich daher sehr gut für Notfall-Labortests.
In dieser Studie rekrutierten wir 1.416 Proben, um die Verwendung von RGT zum Nachweis von NG, CT und UU zu bewerten. Die Proben wurden mittels RGT, PCR-Fluoreszenzsondierung, Gensequenzierung und Erregerisolationskulturmethoden analysiert. Die Ergebnisse zeigten, dass die RGT-Methode genau war und mit herkömmlichen diagnostischen Methoden übereinstimmte. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die hohe Sensitivität und Spezifität, die Benutzerfreundlichkeit und der reduzierte Zeitaufwand diesen Assay ideal für den schnellen und genauen Nachweis von NG, CT und UU machen, was auf seine vielversprechende Anwendung in der medizinischen Vorabdiagnose von sexuell übertragbaren Krankheiten hindeutet.
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Diese Studie wurde in Übereinstimmung mit den ethischen Richtlinien und der Genehmigung des Institutional Review Board des First People's Hospital of Foshan, Provinz Guangdong, China, durchgeführt (Ethical Review Document No. LR (2025) 136). Insgesamt wurden prospektiv 1.416 Genitalabstrichproben (716 von weiblichen Patienten, 700 von männlichen Patienten) von Personen mit klinischem Verdacht auf sexuell übertragbare Krankheiten entnommen, die sich in den letzten 14 Tagen keiner Antibiotikatherapie unterzogen hatten (Ergänzende Tabelle 1). Für jeden Teilnehmer wurden gleichzeitig gepaarte Abstriche entnommen und parallel analysiert: einer nach der Testmethode (RGT) und der andere nach der Referenzmethode (PCR-Fluoreszenzsondierung, Gensequenzierung bzw. Erregerisolierungskultur). Die Übereinstimmung zwischen den Methoden wurde unter Verwendung des Cohen-Kappa-Koeffizienten (κ) quantifiziert, wobei sich die Interpretation an den Kriterien von Landis und Koch orientierte.
HINWEIS: Das Assay-Protokoll für CT und UU folgt identischen Verfahrensschritten wie die für NG beschriebenen, wobei die Modifikationen auf erregerspezifische Reagenzien beschränkt sind. Detaillierte Reagenzienformulierungen finden Sie in Schritt 2.1 (Ergänzende Tabelle 2, Ergänzende Tabelle 3 und Ergänzende Tabelle 4).
1. Probenentnahme
2. Vorbereitung
3. Lysieren Sie die Zellen, um RNA zu extrahieren
4. Isotherme RNA-Amplifikation
5. Lateral-Flow-Assay
6. Analyse der Ergebnisse
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Konsistenz der RGT- und PCR-Fluoreszenzsondierungsmethoden
Insgesamt wurden 310 Proben auf NG analysiert, davon 161 Weibchen und 149 Männchen. Die positive Koinzidenzrate lag bei 98,78 % (95 %-KI: 93,39 %-99,97 %), während die negative Koinzidenzrate bei 99,12 % lag (95 %-KI: 96,87 %-99,89 %). Die Gesamtkoinzidenzrate lag bei 99,03 % (95 %-KI: 97,20 %-99,80 %). Der Kappa-Konsistenzwert betrug 0,975 (95%-KI: 0,947-1,003, Z = 17,171, P < 0,0...
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In dieser Studie wurde RGT zum Nachweis von STI-Erregern, einschließlich NG, CT und UU, eingesetzt. Bei der Durchführung unter strengen Betriebsprotokollen zeigte der RGT-Assay eine starke Übereinstimmung mit etablierten diagnostischen Methoden wie PCR-Fluoreszenzsondierung, Gensequenzierung und Kulturtechniken zur Isolierung von Krankheitserregern. Die Sensitivität und Spezifität des RGT-Assays waren vergleichbar mit denen der zuvor berichteten Methoden oder übertrafen diese, wie vergle...
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Die Autoren haben keine Interessenkonflikte offenzulegen.
Wir danken Wuhan Zhongzhi Bio-technologies Inc. für die Reagenzien und die technische Anleitung, die für diese Studie angeboten wurden.
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| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| 10% (w/v) Natriumhypochlorit | Präparat im Labor. | Vorbereitung im Labor. | Verdünnte Bleichlösung zur Dekontamination und Inaktivierung von Krankheitserregern auf Geräten oder Oberflächen. |
| 75% (v/v) Ethanol | Ante Food Co., Ltd (Anhui, China) | http://www.antegroup.com/product_detail_cn/id/81.html | Wässrige Ethanollösung zur Oberflächendesinfektion |
| Pipette mit einstellbarem Volumen (0,5– 10 μ L) | DLAB Scientific Co., Ltd. | 7010101004 | Einkanal-Mikropipette für die präzise Handhabung von Volumina im Mikrolitermaßstab. |
| Pipette mit einstellbarem Volumen (100– 1000 μ L) | DLAB Scientific Co., Ltd. | 7010101014 | Einkanalpipette, kalibriert für das Handling großer Mengen von Flüssigkeiten. |
| Pipette mit einstellbarem Volumen (10– 100 μ L) | DLAB Scientific Co., Ltd. | 7010101008 | Einkanalpipette, die für Zwischenvolumina optimiert ist und häufig in molekularbiologischen Protokollen verwendet wird. |
| Pipette mit einstellbarem Volumen (20– 200 μ L) | DLAB Scientific Co., Ltd. | 7010101009 | Einkanalpipette für den Transfer mittlerer Volumina, geeignet für die präzise Aliquotierung von Reagenzien. |
| Biosicherheitswerkbank (HF Safe-1200) | HealForce Bio-Meditech Holdings Limited (Hongkong, China) | HF Safe-1200 | Eine Biosicherheitswerkbank der Klasse II, die den Schutz von Personal, Probe und Umwelt beim Umgang mit pathogenen Mikroorganismen oder Zellkulturen gewährleistet. |
| Zentrifugenröhrchen | Haozhi Medical Devices Co., Ltd. (Guangzhou, China) | Guangzhou Yuexiu Medical Device Filing No. 20210414 | Für die Nukleinsäureextraktion, Zellpelletierung und andere Laborverfahren. |
| Chamydia trachomatis (CT) Nukleinsäure-Assay (RNA-Amplifikation-Lateral-Flow-Assay) | Wuhan Zhongzhi Biotechnologies INC.(Wuhan, China) | A.10.309-STD-RG-002 | Zum qualitativen Nachweis von Chamydia trachomatis-Nukleinsäure-RNA in Abstrichproben von Genitalien und Harnwegen. |
| CO2 Inkubator | Thermo Fisher Scientific (Asheville, USA) LLC | SN: | Wird für die Zellkultur verwendet und bietet eine stabile Umgebung mit kontrollierter Temperatur (37 Grad; C), Luftfeuchtigkeit und CO2Konzentration (typischerweise 5 %), um ein optimales Zellwachstum zu gewährleisten. |
| Kulturplatte | Corning Incorporated (Corning, USA) | 50 mm & akut; 9 mm | Für adhärente Zellkulturen und Expansion. |
| Nachweiskit für Nukleinsäuren gegen Chamydia trachomatis (CT) (PCR-Fluoreszenzuntersuchung) | Fosun Diagnostics (Shanghai, China) Co., Ltd | China Medical Device Registration Certificate No. 20143402234 | Für den qualitativen Nachweis von Nukleinsäuren von Chamydia trachomatis in Abstrichproben von Genitalien und Harnwegen. |
| Nachweiskit für Nukleinsäuren gegen Neisseria gonorrhoeae (NG)(PCR-Fluoreszenzuntersuchung) | Fosun Diagnostics (Shanghai, China) Co., Ltd | China Medical Device Registration Certificate No. 20173401080 | Für den qualitativen Nachweis von Nukleinsäuren von Neisseria gonorrhoeae in Abstrichproben von Genitalien und Harnwegen. |
| Detektionskit für Nukleinsäure zu Ureaplasma Urealyticum (UU) (PCR-Fluoreszenzuntersuchung) | Fosun Diagnostics (Shanghai, China) Co., Ltd | China Medical Device Registration Certificate No. 20173400536 | Für den qualitativen Nachweis der Nukleinsäure von Ureaplasma Urealyticum in Abstrichproben im Genital- und Harntrakt. |
| DMEM-Medium | Thermo Fisher Scientific Inc. (Waltham, USA) | 11965092 | Für Chlamydia trachomatis-Kultur. |
| Filter-Pipettenspitzen (10 μ L) | Guangzhou Surbiopure Biotechnology Co., Ltd (Guangzhou, China) | TF-10-BXL | Für präzises Pipettieren in den Experimenten. |
| Filter-Pipettenspitzen (200 μ L) | Guangzhou Surbiopure Biotechnology Co., Ltd (Guangzhou, China) | TF-200-BXL | Für präzises Pipettieren in den Experimenten. |
| Genitalabstrich | Haozhi Medical Devices Co., Ltd. (Guangzhou, China) | Hz112 | Sterile Wattestäbchen mit Wattespitze zur Entnahme klinischer Proben von Oberflächen der Genitalschleimhaut. |
| Gibco Fetales Rinderserum (FBS) | Thermo Fisher Scientific Inc. (Waltham, USA) | 10270106 | Für die Chlamydia trachomatis-Kultur. |
| Glasobjektträger | Haozhi Medical Devices Co., Ltd. (Guangzhou, China) | Guangzhou Yuexiu Medical Device Filing No. 20210414 | Standard-Objektträger mit Anti-Fade-Behandlung zur Vorbereitung von Zellabstrichen oder Gewebeschnitten, kompatibel mit Gram-Färbeprotokollen. |
| Goldenstar RT6 cDNA Synthesis Kit Ver2 | Beijing Tsingke Biotech Co., Ltd (Peking, China) | TSK302S | Für die Synthese des ersten cDNA-Strangs im ersten Schritt der zweistufigen RT-PCR. Es enthält alle Reagenzien, die für die Synthese von cDNA aus RNA benötigt werden. |
| Gram Stain Kit | Baso Diagnostics,Inc. (Zhuhai, China) | BA4012 | Ein Färbekit mit Kristallviolett, Jod, Entfärbungsmittel und Safranin zur Unterscheidung von Neisseria Gonorrhoeae. |
| IBM SPSS Statistics (V25.0) | International Business Machines Corporation (New York, USA) | Version 25.0 | Für die Datenanalyse. |
| Infrarot-Sterilisator | Huaxixinrui (Qingdao) Analytical Instruments Co., Ltd. | MJ-200W | Zur sofortigen Dekontamination von Impfösen oder Pinzetten zur Minimierung von Kreuzkontaminationen in Biosicherheitswerkbänken. |
| Impfschlaufe | BKMAM Biotechnology Co., Ltd. (Hunan, China) | 110306002 | Für den mikrobiellen Probentransfer, Streifen oder die Inokulation. |
| Inverses Mikroskop (IX-51) | Olympus Corporation (Tokio, Japan) | Asset Code of Labortory: 71807101 | Zur Beobachtung adhärenter Zellen oder der Dynamik lebender Zellen in Kulturschalen. |
| MALDI Biotyper automatisiertes mikrobielles Massenspektrometriesystem | Bruker Daltonics GmbH & Co. KG (Bremen, Deutschland) | Nationale Importregistrierung für Medizinprodukte Nr. 20182222017 | Ein auf MALDI-TOF basierendes Massenspektrometrie-basiertes System zur schnellen mikrobiellen Identifizierung mittels Proteinprofiling, das die Speziesbestimmung von Bakterien und Pilzen in klinischen mikrobiologischen Laboratorien ermöglicht. |
| McCoy-Zelllinien | Im Labor konserviert. | Im Labor konserviert. | Für Chlamydia trachomatis-Kultur. |
| Mikrotiterplatten-Thermostat-Inkubator Leopard70-4 (Kapazität mit 4 Platten) | Leaptec Scientific Instruments (Beijing) Co., Ltd. | Leopard70-4 | Ein Mikrotiterplatten-Inkubator für bis zu 4 Standard-Mikrotiterplatten mit einem Temperaturbereich von Umgebungstemperatur bis 70°; C, Wird für die Inkubationsschritte verwendet. |
| Mikroskop (OLYMPUS CX43) | Olympus Corporation (Tokio, Japan) | https://lifescience.evidentscientific.com.cn/zh/microscopes/upright/cx43-33/ | Für die klinische Probenbeobachtung (z. B. Zellmorphologie, gefärbte Proben). |
| Mini-Metallbad MiniG-R100 | Leaptec Scientific Instruments (Beijing) Co., Ltd. | MiniG-R100 | Zur schnellen Temperaturregelung während des Experiments, z. B. zum Erhitzen, Inkubieren oder Beenden von Reaktionen in kleinvolumigen Proben. |
| Neisseria gonorrhoeae (NG) Nukleinsäure-Assay (RNA-Amplifikation-Lateral-Flow-Assay) | Wuhan Zhongzhi Biotechnologies INC.(Wuhan, China) | A.10.309-STD-RG-001 | Zum qualitativen Nachweis von Neisseria gonorrhoeae Nukleinsäure-RNA in Abstrichproben von Genitalien und Harnwegen. |
| Nukleinsäure-Extraktionsreagenz | Wuhan Zhongzhi Biotechnologies INC. (Wuhan, China) | A.10.105-SC-001 | Für die Extraktion, Anreicherung und Reinigung von Nukleinsäuren. |
| Probentransportmedium | QIAGEN N.V. (Venlo, Niederlande) | 5128-1220 | Dieses Medium wurde speziell für die Entnahme, Konservierung und den Transport klinischer Proben entwickelt und stellt die Lebensfähigkeit von Chlamydia trachomatis sicher. und Neisseria gonorrhoeae für nachfolgende diagnostische Untersuchungen. |
| Thermostatzentrifuge | Beckman Coulter, Inc. (Brea, USA) | SN: MRZ21L037 | Für die Pelletierung von Zell-, Mikroben- oder Nukleinsäuren. |
| TM medium | Shanghai Yihua Medical Science & Technology Co., Ltd (Shanghai, China) | Pu Medical Device Filing No. 20140081 | TM kann für die Isolierung, Kultivierung und Identifizierung von Neisseria gonorrhoeae aus klinischen Proben verwendet werden, um die Diagnose von Gonorrhoe zu unterstützen. |
| Trypsin-EDTA (0,25%) | Thermo Fisher Scientific Inc.(Waltham, USA) | 25200072 | Zur schonenden Dissoziation adhärenter Zellen während der Subkultivierung oder experimenteller Eingriffe. |
| Ureaplasma urealyticum (UU) Nukleinsäure-Assay (RNA-Amplifikation-Lateral-Flow-Assay) | Wuhan Zhongzhi Biotechnologies INC.(Wuhan, China) | A.10.309-STD-RG-003 | Zum qualitativen Nachweis von Ureaplasma Urealyticum Nukleinsäure-RNA in Abstrichproben von Genitalien und Harnwegen. |
| Ureaplasma urealyticum und Mycoplasma hominis Selective Isolation Culture, Identification and Drug Sensitivity Kit | Hebei Zhongaisheng Biotechnology Co., Ltd.(Hebei, China) | Hebei Medical Device Registration No. 20152400168 | Für die selektive Isolierung, Kultur, Identifizierung und Bestimmung der Arzneimittelempfindlichkeit von Ureaplasma urealyticum und Mycoplasma hominis. |
| Vortex-Mischer | Xinkang Medical Instrument Co. Ltd (Jiangsu, China) | XK80-A | Laborgerät zum Homogenisieren von flüssigen Proben durch schnelles Rühren. |
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