Non-instrumented incubation of a recombinase polymerase amplification assay for the rapid and sensitive detection of proviral HIV-1 DNA.
Non-instrumented incubation of a recombinase polymerase amplification assay for the rapid and sensitive detection of proviral HIV-1 DNA.
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DOI：
10.1371/journal.pone.0108189
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发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
Boyle DS
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Lillis L;Lehman D;Singhal MC;Cantera J;Singleton J;Labarre P;Toyama A;Piepenburg O;Parker M;Wood R;Overbaugh J;Boyle DS
用于传染病的敏感诊断测试通常采用核酸扩增技术（NAAT）。然而，大多数NAAT测定，包括许多等温扩增方法，需要功率依赖性仪器进行孵育。对于低资源环境（LRS）的使用，不需要持续供电的诊断将是理想的。酶聚合酶扩增（RPA）是一种等温扩增技术，其已被证明通常在25-43°C的温度范围内工作，并且不需要严格的孵育温度以获得最佳性能。在这里，我们评估了在环境温度下或使用简单的非仪器化热源孵育HIV-1 RPA检测试剂盒（预期用作LRS中的婴儿HIV诊断试剂）的能力。为了确定HIV-1婴儿诊断最有用的环境中预期环境温度的范围，对撒哈拉以南非洲地区每日温度季节范围的数据集进行了分析，发现环境温度低至10°C，很少高于43°C。当在31°C和43°C之间孵育20分钟时，所有24/24（100%）HIV-1 RPA反应均扩增。在低于30°C的温度下，研究中的HIV-1 RPA检测试剂的扩增不太一致。因此，我们开发了一种化学加热器，用于在环境温度介于10°C和30°C之间时孵育HIV-1 RPA检测试剂。所有12/12（100%）反应在15 ℃、20 ℃、25 ℃和30 ℃环境温度下用化学热孵育扩增。我们还观察到，30分钟孵育改善了在较低温度下的测定性能，其中使用20分钟孵育时检测是零星的。我们已经证明，通过环境温度或使用化学加热器孵育RPA HIV-1检测试剂盒可产生与使用电动设备相似的结果。我们建议，这种RPA HIV-1检测可能不需要专用设备，是一个高度敏感的工具，以诊断婴儿HIV-1在LRS。
Sensitive diagnostic tests for infectious diseases often employ nucleic acid amplification technologies (NAATs). However, most NAAT assays, including many isothermal amplification methods, require power-dependent instrumentation for incubation. For use in low resource settings (LRS), diagnostics that do not require consistent electricity supply would be ideal. Recombinase polymerase amplification (RPA) is an isothermal amplification technology that has been shown to typically work at temperatures ranging from 25–43°C, and does not require a stringent incubation temperature for optimal performance. Here we evaluate the ability to incubate an HIV-1 RPA assay, intended for use as an infant HIV diagnostic in LRS, at ambient temperatures or with a simple non-instrumented heat source. To determine the range of expected ambient temperatures in settings where an HIV-1 infant diagnostic would be of most use, a dataset of the seasonal range of daily temperatures in sub Saharan Africa was analyzed and revealed ambient temperatures as low as 10°C and rarely above 43°C. All 24 of 24 (100%) HIV-1 RPA reactions amplified when incubated for 20 minutes between 31°C and 43°C. The amplification from the HIV-1 RPA assay under investigation at temperatures was less consistent below 30°C. Thus, we developed a chemical heater to incubate HIV-1 RPA assays when ambient temperatures are between 10°C and 30°C. All 12/12 (100%) reactions amplified with chemical heat incubation from ambient temperatures of 15°C, 20°C, 25°C and 30°C. We also observed that incubation at 30 minutes improved assay performance at lower temperatures where detection was sporadic using 20 minutes incubation. We have demonstrated that incubation of the RPA HIV-1 assay via ambient temperatures or using chemical heaters yields similar results to using electrically powered devices. We propose that this RPA HIV-1 assay may not need dedicated equipment to be a highly sensitive tool to diagnose infant HIV-1 in LRS.
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