Real time RT-PCR Verfahren zur Detektion, Quantifizierung und Genotypisierung von Hepatitis-C-Virus

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Bärbel Neumann
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1 Real time RT-PCR Verfahren zur Detektion, Quantifizierung und Genotypisierung von Hepatitis-C-Virus Seminar Molekulare Diagnostik November 2011, Wien

2 AnDiaTec Kernkompetenz Entwicklung und Produktion von breit-reaktiven, sensitiven und gleichzeitig robusten Nachweisverfahren für schwierig zu detektierende RNA-Viren

3 Punktmutationen Genomdiversität von RNA-Viren generiert während Replikation des RNA-Genoms RNA-Polymerasen ohne Proofreading-Aktivität Unterscheidung im Genom der Nachkommenviren im Vergleich zum Elternvirus nach 1 Replikationszyklus um 1-30 Nukleotide Unterschiede zw. verschiedenen RNA-Virusfamilien je nach Replikationssystem und Genomstrukturierung Genetische Rekombination/ Gen. Re-Assortment Bei Infektion einer Wirtszelle durch zwei nahe verwandte Viren Auch Rekombination zwischen viraler und zellulärer Nukleinsäure Hervorragende Adaptation an den Wirt Breite Detektion dieser Viren sehr schwierig

verschiedenen RNA-Virusfamilien je nach Replikationssystem und Genomstrukturierung Genetische Rekombination/ Gen.

4 Genomdiversität von RNA-Viren Porcines Reproduktives und Respiratorisches Syndrom Virus (PRRSV) Evolutionsrate: 7.3 x 10-2 Austausche pro Nukleotid und Jahr Humanes Enterovirus 71 (EV71) Evolutionsrate: 4.5 x 10-3 Austausche pro Nukleotid und Jahr Humanes Immundefizienz-Virus I (HIV I) Evolutionsrate: 4.0 x 10-3 Austausche pro Nukleotid und Jahr Caliciviren (u.a. best. Noroviren) Evolutionsrate: ~ 3.1 x 10-3 Austausche pro Nukleotid und Jahr Flaviviren (z.b. Classical Swine Fever Virus (CSFV)) Evolutionsrate: 2.0 x 10-3 Austausche pro Nukleotid und Jahr Hepatitis C Virus (HCV) Evolutionsrate: 1.1 x 10-3 Austausche pro Nukleotid und Jahr

5 x 10-3 Austausche pro Nukleotid und Jahr Humanes Immundefizienz-Virus I (HIV I) Evolutionsrate: 4.0 x 10-3 Austausche pro Nukleotid und Jahr Caliciviren (u.a. best.

5 Hepatitis-C-Virus Sequenzanalyse

6 Lösungsansätze AnDiaTec Primer ACGTAAGGCGATTGACTTAGCCGATGGCTAGCTAAGCCTAGCAT Primer mit Spacer Affinität des Spacers zum DNA-backbone Hohe Sensitivität des Primers Keine unspezifische Bindung

7 Lösungsansätze AnDiaTec Primer ACGTAAGGCGATTGACTTAGCCGATGGCTAGCTAAGCCTAGCAT Sehr kurzer Primer (11 16 Nukleotide) Erhöhung der Bindungsaffinität des Primers durch Modifikationen am 5 - und 3 -Ende Keine unspezifische Bindung Gute Sensitivität

Primer (11 16 Nukleotide) Erhöhung der Bindungsaffinität des

8 Lösungsansätze AnDiaTec Primer 1 Probe Primer 2 ACGTAAGGCGATTGACTT GCCGATGGCTAGCTAAGCCTAGCAT ACGTAAGGCGATTGACTT GCCGATGGCTAGCT AGCCTAGCAT Multiplex-System zur Detektion der unterschiedlichen Stämme Gezielte Auswahl von Primern, die parallel an das Template binden können keine Interferenz zwischen Primern/ Sonden Screening-Methode zur Identifizierung geeigneter Primer/ Sonden Hohe Sensitivität Breite Reaktivität und langzeitig stabileres Verfahrens

Primern, die parallel an das Template binden können keine Interferenz zwischen Primern/ Sonden Screening-Methode

9 Zielsetzung HCV-Diagnostik Breit reaktives Screening-Verfahren Quantifizierender Nachweis von HCV Genotypisierendes Assay

10 Relevanz Screening-Verfahren/ Quantifizierung Breit reaktives Verfahren für eine sichere Detektion aller Feldstämme Quantifizierung für Kontrolle des Therapie-Verlaufs Problematik Perfekte Abstimmung von Primern und Sonden Mögliche Beeinträchtigung der PCR-Effizienz (charakterisiert über die lineare Regressionslinie) Abbruch der Linearität nach einem bestimmten Zyklus der PCR Linearität nur in engem Amplifikationsbereich Quantifizierung wäre dadurch nur bedingt möglich

Beeinträchtigung der PCR-Effizienz (charakterisiert über die lineare Regressionslinie) Abbruch der Linearität nach

11 Screening-Verfahren/ Quantifizierung Ergebnisse Wettbewerber Kit R 2 = POS NEG 34 R 2 = AnDiaTec Kit POS 461 3* NEG A ve rage C t V alu e Stratagene Av Ct 7500 Fast Dx Av Ct Dilution * 3 Proben als richtig-positiv identifiziert

999 AnDiaTec Kit POS 461 3* NEG 0 178 A ve rage C t V alu e 32 30 28 26

12 Relevanz Genotypisierung V.a. Unterscheidung zwischen Genotyp 1 (a/b) vs. Genotypen 2-6 Information relevant zur Therapie-Entscheidung (Dosierung PEG- IFNα + Ribavirin Therapie-Dauer) und Aussicht auf Erfolg Problematik Keine eindeutigen Genotyp-spezifischen Basenaustausche Keine eindeutigen Genotyp-spezifischen Basenaustausche Auch hier muss mit mehr als einem Primer-/Sondenpaar gearbeitet werden Mögliche Kreuz-Reaktivitäten und dadurch falsche Differenzierungsergebnisse Falsche Therapie-Entscheidung Probleme mit Ringversuchszertifikaten und Akkreditierung des Labors für HCV-Diagnostik

Keine eindeutigen Genotyp-spezifischen Basenaustausche Keine eindeutigen Genotyp-spezifischen Basenaustausche Auch hier muss mit mehr als einem

13 AnDiaTec Testformate Screening-Verfahren CE-Markierung erteilt Quantifizierende Kitversion CE-Markierung kurz vor Abschluss Differenzierendes Assay - Evaluierungsphase

14 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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