JP2024509588A - 抽出不要の病原体試験方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、抽出不要の直接的なPCR技術を介した感染症の迅速、正確、頑強、および低コストの診断を可能にする組成物および方法を提供する。本発明は、生物試料中の核酸の迅速で抽出不要の検出および分析のための組成物および方法を提供する。より具体的には、本発明は、最初の核酸抽出工程を必要とせずに、生物試料を処理して有用な核酸をその後の増幅および/または検出(例えば、次世代シーケンシングテクノロジーを使用)に提供するための組成物を提供する。さらに、本発明の組成物は、典型的にはPCRを妨害するウイルス輸送培地を必要としない。
Description
関連出願の相互参照
本出願は、2021年3月9日出願の米国仮出願第63/158,685号および2021年11月8日出願の米国仮出願第63/277,061号(各々の内容全体が、本明細書中で参考として援用される)に基づく優先権および利益を主張する。
本出願は、2021年3月9日出願の米国仮出願第63/158,685号および2021年11月8日出願の米国仮出願第63/277,061号(各々の内容全体が、本明細書中で参考として援用される)に基づく優先権および利益を主張する。
技術分野
本発明は、一般に、抽出不要で病原体の試験および検出を実施するための診断方法、より具体的には、組成物および方法に関する。
本発明は、一般に、抽出不要で病原体の試験および検出を実施するための診断方法、より具体的には、組成物および方法に関する。
背景
感染症の世界的拡大は、ヘルスケア上の大きな問題である。例えば、重症急性呼吸器症候群コロナウイルス-2(SARS-CoV-2)が急拡大して世界的規模のパンデミックをもたらしており、感染症の迅速かつ早期の検出が重要になってきている。
感染症の世界的拡大は、ヘルスケア上の大きな問題である。例えば、重症急性呼吸器症候群コロナウイルス-2(SARS-CoV-2)が急拡大して世界的規模のパンデミックをもたらしており、感染症の迅速かつ早期の検出が重要になってきている。
多くの感染症のための現在の検出技術は、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を使用する。PCRは、目的のDNA(DNA標的)の特異的領域を選択的に増幅させるために使用される技術である。例えば、SARS-CoV-2 RNAの検出のための種々のリアルタイムPCRアッセイ(定量的PCR(qPCR)とも称される)は、世界的に開発されており、これらは、標的とされるウイルスの遺伝子または領域が異なっている。
現在のPCR法は、感染症の検出および診断が可能であるが、これらの方法には欠点がある。1つの顕著な欠点は、現在のアプローチがウイルス試験プロトコールの一部として臨床試料から核酸を単離および精製する最初の工程に依存するという点である。例えば、RNAを相対的に定量するためにqPCRを適用するためには、典型的には、以下を必要とする:(1)試料からの総RNAの単離および精製;(2)材料の溶離および可能な限りの濃縮;および(3)逆転写(RT)反応において精製されたRNAを使用して相補DNA(cDNA)を生成し、次いで、これをqPCR反応に利用すること。
従来の方法においてPCRを実施する前に必要とされる最初の核酸の単離および精製工程(すなわち、抽出工程)は、依然として手作業であるために多くの労力を要しかつ高額であり、偶然の汚染および人為的エラーの危険性をさらに高めるので、診断プロセスにおいて大きな障壁となっている。さらに、需要が高まっているときに、核酸抽出用品が不足すると、そのようなウイルス検出法の実施がさらに制限され得る。
要旨
本発明は、生物試料中の核酸の迅速で抽出不要の検出および分析のための組成物および方法を提供する。より具体的には、本発明は、最初の核酸抽出工程を必要とせずに、生物試料を処理して有用な核酸をその後の増幅および/または検出(例えば、次世代シーケンシングテクノロジーを使用)に提供するための組成物を提供する。さらに、本発明の組成物は、典型的にはPCRを妨害するウイルス輸送培地を必要としない。本発明の組成物は、例えば、試料の輸送および調製のための固有の緩衝液組成物を含み、この組成物は、目的の試料と混合したときに、最初の核酸抽出(すなわち、核酸の単離および精製)を必要とせずに直接的に複製および分析するための試料由来の核酸を調製することができる。
本発明は、生物試料中の核酸の迅速で抽出不要の検出および分析のための組成物および方法を提供する。より具体的には、本発明は、最初の核酸抽出工程を必要とせずに、生物試料を処理して有用な核酸をその後の増幅および/または検出(例えば、次世代シーケンシングテクノロジーを使用)に提供するための組成物を提供する。さらに、本発明の組成物は、典型的にはPCRを妨害するウイルス輸送培地を必要としない。本発明の組成物は、例えば、試料の輸送および調製のための固有の緩衝液組成物を含み、この組成物は、目的の試料と混合したときに、最初の核酸抽出(すなわち、核酸の単離および精製)を必要とせずに直接的に複製および分析するための試料由来の核酸を調製することができる。
本発明によれば、試料の試験は、核酸抽出工程を用いずに試料を直接試験する。その代わりに、臨床試料が固有の緩衝液組成物中に提供された後に、核酸を、下流のqPCR、rtPCR、および/またはNGSベースの診断試験のために直接使用する。本発明は、特定の病原体の検出のために必要とされるDNAまたはRNAの検出に有用である。検出のための標的核酸は、ヒト、病原体、または寄生虫の配列であり得る。
好ましい実施形態では、本発明の組成物および方法は、試料の調製および試験に必要な工程数を減らすことによって従来の病原体の試験および検出アプローチを改良する。それにより、ウイルス試験に必要な時間が大幅に減少し、その結果、検査所要時間および結果の送達がより早くなる。さらに、本発明は、労働および消耗品の費用が削減され、試料の交差汚染および作業者の試料感染がさらに抑えられる。
本発明は、任意の病原体または病原体の組み合わせに適用可能である。したがって、本発明は、ウイルス核酸、細菌核酸、または他の病原体由来配列(例えば、寄生虫、真菌、原生動物などに由来する)の検出に有用である。下記のように、本発明は、異なる病原体由来の核酸の検出および/または同定に合わせた緩衝液を提供する。さらに、本発明は、単一のアッセイにおける複数の病原体型の検出を意図する。例えば、本発明の方法は、単一試料中の複数の呼吸器ウイルス(例えば、インフルエンザおよびSARS)を検出可能である。
1つの態様では、ウイルス感染を検出する方法を提供する。本発明の方法は、ウイルス、細菌、および他の感染(インフルエンザウイルスおよびパラインフルエンザウイルス、重症急性呼吸器症候群(SARS)ウイルス、呼吸器合胞体ウイルス(RSV)、ライノウイルス、麻疹、ムンプス、アデノウイルス、コロナウイルス、HPV、HIV、ヘルペスウイルス(HSV)、エプスタイン・バーウイルス(EBV)、B型肝炎ウイルス(HBV)、C型肝炎ウイルス(HCV)、メルケル細胞ポリオーマウイルス(MCV)、サイトメガロウイルス、レンサ球菌、細菌インフルエンザ(例えば、インフルエンザ菌)、Chlamydophila pneumoniae(Chlamydophia pneumoniae)、Legionella pneumophila、性行為細菌感染(例えば、クラミジア、淋病、梅毒)、結核、Helicobacter Pylori、真菌(例えば、Aspergillus属、Candida albican)、およびMycoplasma pneumoniae、ならびに寄生虫(例えば、Trichomonas vaginalis)が挙げられるが、これらに限定されない)の検出に有用である。例示的な方法としては、個体から生物試料を得ることが挙げられる。本発明により、核酸抽出工程を必要とする従来のアプローチが回避される。臨床試料は固有の緩衝液組成物中に提供され、試料中の核酸が、下流のqPCR、rtPCR、またはNGSベースの診断試験のために使用される。本発明は、試料に応じて必要とされるDNAまたはRNAの検出に有用である。本発明の目的のために、標的核酸は、ヒトゲノム配列、ヒト転写配列、任意の病原体配列(ウイルス、細菌など)、真菌配列、または寄生虫配列であり得る。
本発明は、任意の生物試料(例えば、任意の組織試料または体液試料)と用いるために適用可能である。最も注目すべきは、試料は、唾液試料(患者が適切な採取容器に吐き出すことによって採取する)または呼吸粘膜(鼻咽頭スワブまたは咽頭スワブを介して採取)である。しかしながら、試料としては、血液、尿、脳脊髄液、膿、便、性器分泌物(膣分泌物、乳頭吸引物が挙げられる)、汗、涙液、針生検流動物、および他の排出試料も挙げられる。例えば、ある特定のウイルス感染、特に性感染(STI)に関連する感染症を試験する場合、生物試料を、従来の手段によって採取し得る。特に、ヒトパピローマウイルス(HPV)の検出のために試験を実施する場合、被験体の肛門および/または性器由来の生物試料(すなわち、組織および/または体液(bodily fluid))を、スワブなどを介して採取し得る。主な採取手段としては、液体試料(例えば、唾液および/または他の分泌物)またはスワビング(例えば、鼻咽頭スワブ)が挙げられる。
好ましい方法は、試料を、核酸を最初に抽出することなく、核酸増幅に好適な生物試料から核酸を調製することができる本発明の緩衝液組成物と混合する工程をさらに含む。生物試料と緩衝液との混合の際に、緩衝液により、試料中の核酸を、典型的な抽出(単離および精製)工程を必要とせずに、その後の核酸分析(すなわち、PCRを介した増幅)に容易に利用可能である。緩衝液組成物は、一般に、試料のタイプに特異的である。例えば、唾液試料を試験する場合、緩衝液組成物は、ヌクレアーゼフリー水、抗真菌剤溶液、抗生物質溶液、リボヌクレアーゼ阻害剤、および還元剤溶液を含む。鼻咽頭試料を試験する場合、緩衝液組成物は、ヌクレアーゼフリー水、抗真菌剤溶液、抗生物質溶液、リボヌクレアーゼ阻害剤、およびトリス-ホウ酸-EDTA緩衝液を含む。さらに、また、鼻咽頭試料のための緩衝液組成物は、輸送培地としての機能を果たし、緩衝液組成物を含む適切な採取容器内にスワブを直接入れる。細菌試料および真菌試料のための緩衝液は、必要に応じて、抗生物質および/または抗真菌剤を構成要素として使用しなくてよい。しかしながら、抗生物質は細菌細胞に対して作用することが意図されるが、細菌核酸には作用しないので、例えば、緩衝液中に抗生物質が存在しても、細菌核酸の抽出不要の分析は妨げられない。
方法は、ウイルス、細菌、または他の病原体由来の核酸を検出するために調製した核酸に対して1またはそれを超えるPCRアッセイを実施する工程をさらに含み、その際に、患者が感染しているかを診断することができる。PCRアッセイの実施工程は、ウイルス核酸特異的プライマー-プローブセットの使用を含む。いくつかの実施形態では、ウイルス核酸特異的プライマー-プローブセットは、ウイルスのN遺伝子、ORFlab遺伝子、およびE遺伝子のうちの1つまたは複数を標的にする。さらに、いくつかの実施形態では、PCRアッセイを実施する工程は、リボヌクレアーゼP(RNP)に特異的なプライマー-プローブセットの使用を含む。また、本明細書中に開示の抽出方法は、核酸の供給源に依存しないので、ヒトのゲノム配列またはRNA配列の検出に有用である。
いくつかの実施形態では、方法は、ウイルス核酸を定量する工程をさらに含む。例えば、1またはそれを超えるPCRアッセイの実施は、定量的PCR(qPCR)およびデジタルPCR(dPCR)(ドロップレットデジタルPCR(ddPCR)が含まれ得る)のうちの少なくとも1つの実施を含む。患者の診断に加えて、方法は、ウイルス核酸量に基づいてウイルス感染の重症度を決定する工程をさらに含み得る。いくつかの実施形態では、方法は、連続した時点で前記患者から得た複数の生物試料中のウイルス核酸量を比較し、経時的なウイルス核酸量の増加または減少に基づいて疾患の進行を決定する工程をさらに含み得る。本発明の方法は、ウイルス核酸の同一性または量に基づいて疾患アウトカムを予想する工程をさらに含み得る。また、本発明の本方法を使用して、一連の処置または予後診断のための情報が得られる場合がある。例えば、結果を使用して、適切な治療上の手順または臨床上の手順を決定することができる。
いくつかの実施形態では、同一試料由来の複数の分析物を検出する方法を提供する。特に、いくつかの実施形態では、本明細書中に記載の抽出不要の直接的なPCR技術にしたがって、同一の生物試料中の複数のウイルス感染を検出する。例えば、本発明の方法を使用して、SARS-CoV-2などのコロナウイルス感染を検出することができる一方で、別の呼吸器病原体(インフルエンザウイルスなど)も検出できる。他の実施形態では、ウイルス、細菌、および/または他の感染症の組み合わせ(呼吸器ウイルス、インフルエンザウイルスおよびパラインフルエンザウイルス、呼吸器合胞体ウイルス(RSV)、ライノウイルス、麻疹、ムンプス、アデノウイルス、コロナウイルス、HPV、HIV、ヘルペスウイルス(HSV)、サイトメガロウイルス、レンサ球菌、細菌インフルエンザ(例えば、インフルエンザ菌)、Chlamydophila pneumoniae(Chlamydophia pneumoniae)、Legionella pneumophila、性行為細菌感染(例えば、クラミジア、淋病、梅毒)、結核、Helicobacter Pylori、真菌(例えば、Aspergillus属、Candida albican)、およびMycoplasma pneumoniae、ならびに寄生虫(例えば、Trichomonas vaginalis)が挙げられるが、これらに限定されない)を、同一の生物試料から検出することができる。
詳細な説明
本発明は、抽出不要の直接的なPCR技術を介した感染症の迅速な診断を可能にする組成物および方法を提供する。より具体的には、本発明は、最初のRNA抽出工程を必要とせずに、生物試料を処理し、その後のPCRアッセイに有用なDNAを提供するための組成物を提供する。
本発明は、抽出不要の直接的なPCR技術を介した感染症の迅速な診断を可能にする組成物および方法を提供する。より具体的には、本発明は、最初のRNA抽出工程を必要とせずに、生物試料を処理し、その後のPCRアッセイに有用なDNAを提供するための組成物を提供する。
本発明の組成物は、目的の試料を混合するときに、最初の核酸抽出(すなわち、核酸の単離および精製)を必要とせずに試料由来の核酸を核酸の増幅および分析のために直接使用することが可能な試料の輸送および調製のための固有の緩衝液を含む。したがって、市販のRNA抽出キットおよび技術を使用したRNA抽出工程を含む従来のアプローチと異なり、本発明の直接試料試験は、抽出工程を省くことによってこのプロセスを回避する。
結果として、本発明の組成物および方法は、工程を削減し、効率を上げることによって従来の病原体試験および検出アプローチを改善する。病原体試験に必要な時間が大幅に削減され、それにより、検査所要時間が短くなり、かつ結果が迅速に送達される。さらに、本発明は、労働および消耗品の費用が削減され、試料の交差汚染および作業者の試料感染がさらに抑えられる。
本明細書中に記載の方法が種々の感染症(細菌、真菌、寄生虫、またはウイルスが挙げられる)の診断に有用であることに注目すべきである。しかしながら、説明および例を簡潔かつ容易にするために、抽出不要の直接PCRアプローチによるSARS-CoV-2診断のための方法を以下に記載する。同一の手順が、細菌、真菌、または寄生虫の感染に有用である。
例示的な病原体(SARS-CoV-2)は、重度の症状および死亡に至る呼吸器疾患(新型コロナウイルス感染症2019(COVID-19)と称される)の大流行の原因と同定されたウイルスである。無症候性の拡大は、SARS-CoV-2と共通している。したがって、SARS-CoV-2の存在をモニタリングし、その拡大を予防するために、可能な限り早期および迅速に感染を検出することが極めて重要である。本発明の方法は、PCRアッセイに依存する従来のウイルス検出法で典型的に必要とされる試料調製中の工程数を削減することによって、ウイルス感染(すなわち、患者内のウイルスの存在)を迅速に検出する。
一般に、本発明を使用するためのワークフローは、感染の疑いのある個体から生物試料を得ることを含む。試料の採取方法および採取される試料のタイプは、試験される特定の疾患に依存し得る。例えば、生物試料は、体液を含んでよく、任意の臨床的に許容され得る様式で採取され得る。液体試料は、一般に、症状を示すか、試験によって疾患について陽性であった他者と接触した疑いのある患者から採取される。
体液は、例えば、ヒトまたは他の哺乳動物由来の液状物質であり得る。かかる体液としては、粘液、血液、血漿、血清、血清誘導体、胆汁、血液、母体血液、たん、唾液、痰、汗、羊水、月経液、乳房液、卵巣の卵胞液、ファロピウス管液、腹腔液、尿、精液、および脳脊髄液(CSF)(腰椎または脳室のCSFなど)が挙げられるが、これらに限定されない。また、試料は、細胞または生物学的物質を含む培地であり得る。また、試料は、血餅、例えば、血清を除去した後に全血から得られる血餅であり得る。ある特定の実施形態では、試料は、被験体から採取された血液、唾液、または精液である。
SARS-CoV-2について、生物試料を、一般に、鼻咽頭スワブまたは咽頭スワブを介して採取するか、いくつかの場合、試料は唾液であり得る。次に、試料を、その後の分析のために調製する。試料の調製は、核酸の最初の抽出を行わずに、核酸増幅に適切な生物試料から核酸を調製することができる緩衝液組成物と試料を混合することを含む。
前述したように、現在のウイルス試験アプローチは、ウイルス試験プロトコールの一部としての最初に臨床試料から核酸を単離および精製する工程に依存する。例えば、目的のRNAの相対的定量のためのqPCRの適用前に、以下を行う:(1)試料からの総RNAの単離および精製;(2)材料の溶離および可能な限りの濃縮;および(3)逆転写(RT)反応において精製されたRNAを使用して相補DNA(cDNA)を生成し、次いで、これをqPCR反応に利用すること。現在の方法においてPCRの実施前に必要とされる最初の核酸の単離および精製工程(すなわち、抽出工程)は、依然として手作業であるために多くの労力を要しかつ高額であり、偶然の汚染および人為的エラーが起こる機会をさらに増やすので、診断プロセスにおいて大きな障壁となっている。
ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)は、K.B.Mullis(米国特許第4,683,195号および同第4,683,202号(本明細書中で参考として援用される))の方法を指す。プライマーを、種々の方法(当該分野で周知の方法を使用した適切な配列のクローニングおよび直接的な化学合成(Narang et al,Methods Enzymol.,68:90(1979);Brown et al.,Methods Enzymol.,68:109(1979))が挙げられるが、これらに限定されない)によって調製することができる。また、プライマーを、Operon Technologies、Amersham Pharmacia Biotech、Sigma、およびLife Technologiesなどの事業者から得ることができる。増幅または配列決定のためのアダプターもしくはバーコード、またはこれらの組み合わせを、断片化された核酸に付着させてもよい。かかる分子を、Integrated DNA Technologies(Coralville,IA)などから購入してもよい。ある特定の実施形態では、かかる配列を、リガーゼなどの酵素を用いてテンプレート核酸分子に付着させる。好適なリガーゼとしては、New England Biolabs(Ipswich,MA)から商業的に入手可能なT4 DNAリガーゼおよびT4 RNAリガーゼが挙げられる。ライゲーションには、平滑末端または相補的な突出末端を使用してよい。
デジタルポリメラーゼ連鎖反応(dPCR)は、従来のポリメラーゼ連鎖反応法の改良版であり、核酸ストランド(DNA、cDNA、またはRNAが挙げられる)を直接定量し、クローニングによって増幅するために使用することができる。dPCRでは、試料を多数の区分に分離し、各区分で各々反応を行い、それにより、標準的なPCR技術で認められるように試料全体についての単一の値が得られるのとは対照的に、各区分における蛍光分析によって標的DNAを高感度に定量可能である。
ドロップレットデジタルPCR(ddPCR)は、前述の区分がナノリットルサイズの油中水滴型乳濁液の液滴からなり、例えば、ドロップレットフローサイトメトリーを使用してPCR反応および蛍光検出を行うことができるdPCR法である。ddPCRのために液滴を作出して読み出す方法は、他所に詳述されているが(Zhong et al.,’Multiplex digital PCR:breaking the one target per color barrier of quantitative PCR’,Lab Chip,11:2167-2174,2011を参照のこと)、基本的には、各液滴は個別の反応ウェルのように働き、サーマルサイクリング後、各液滴の1つ1つの蛍光強度を、フローサイトメーターのような通過装置で読み取り、ピーク蛍光強度を記録する。
本発明の組成物および方法を使用して任意の病原体に特異的な核酸を検出することができるが、好ましい実施形態では、呼吸器病原体が検出標的である。SARS-CoV-2などの呼吸器病原体の検出のための例示的なプライマーおよびプローブは、記載されている(例えば、Tao S,et al.,2020およびDong,I et al.2020を参照のこと)。唾液試料および鼻咽頭試料のddPCRを使用したCOVID-19感染の検出のための本発明の組成物および方法は、前述の文献中で考察されたものと同一のプライマーおよびプローブを使用することを意図する。さらに、いくつかの実施形態では、1またはそれを超えるPCRアッセイを実施する工程は、リボヌクレアーゼP(RNP)に特異的なプライマー-プローブセットの使用を含む。
例えば、本発明の方法で使用されるプライマーおよびプローブは、CDC2019-nCoVリアルタイムRT-PCR診断パネル(CDCウェブサイト:https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/lab/rt-pcr-panel-primer-probes.html、最終更新日:2020年6月6日にて公表)に列挙され、かつ関連のあるプライマーおよびプローブを含み得る。本発明では、かかるプライマーおよびプローブとしては、Integrated DNA Technologies(IDT)によって提供されるSARS-CoV-2研究使用限定qPCRプライマーおよびプローブが挙げられ得るが、これらに限定されない。例えば、かかるプライマー/プローブとしては、以下が挙げられる:nCOV_N1順方向プライマー(カタログ番号10006830);nCOV_N1逆方向プライマー(カタログ番号10006831);nCOV_N1プローブ(カタログ番号10006832);RNaseP順方向プライマー(カタログ番号10006836);RNaseP逆方向プライマー(カタログ番号10006837);およびRNaseP(ATTO(商標)647)プローブ(カタログ番号10007062)。
ウイルスが感染しているとの個体の診断に加えて、本発明の方法は、ウイルス核酸量に基づいてウイルス感染の重症度を決定する工程をさらに含み得る。例えば、本発明の方法は、疾患の重症度および/または進行と直接相関し得るウイルス量を評価するのに有用である。いくつかの実施形態では、方法は、連続した時点で前記患者から得た複数の生物試料中のウイルス核酸量を比較し、経時的なウイルス核酸量の増加または減少に基づいて疾患の進行を決定する工程をさらに含み得る。また、本発明の方法を使用して、ウイルス核酸量に基づいて疾患アウトカムおよび/または重症度を予測することができる。疾患アウトカムは、挿管法、ICU入院、退院、挿管法までの時間、退院までの時間、および死亡のうちの1つまたは複数から選択される。
図1は、本発明の固有の緩衝液組成物によって採取および処理した生物標本(スピット試料またはスワブ試料)中のSARS-CoV-2由来の核酸の定量的検出を意図する抽出不要のリアルタイムRT-qPCR試験の図による概観を示す。鼻咽頭スワブの場合、スワブを使用して呼吸粘膜を採取し、次いで、潜在的なSARS-CoV-2ウイルス粒子のための輸送培地および試料調製培地の両方として使用される本発明の固有の緩衝液組成物を含む許容され得る容器内に入れる。唾液の場合、患者が許容され得る容器に唾液を単純に吐き出し、その時点で、次いで、唾液を試料調製のための固有の緩衝液組成物を含む別の容器に移すであろう。固有の緩衝液組成物内に回収され、提供される際に、ウイルス粒子は、加熱によるか、緩衝液中での直接的な溶解のいずれかによって不活化され得る。次いで、不活化された試料を、従来のアプローチが依存するさらなるRNA抽出工程(単離および精製)を必要とせずに、下流のqPCR診断試験のために使用することができる。むしろ、調製された試料は、PCR-プレート(96/384ウェル)フォーマットに移され、このフォーマットにおいて逆転写(RT)によるcDNA合成およびqPCRによる検出が実施され得る。したがって、市販のRNA抽出キットを使用するRNA抽出工程を含む広く使用されているアプローチと異なり、直接的な試料試験は、抽出を省略することによってこのプロセスを回避する。
図2は、ウイルス感染の疑いのある患者から採取された試料102およびウイルス感染に関連するウイルス核酸が存在するかどうかを決定するために試料に対して1またはそれを超えるアッセイを実施することができる装置200への試料のローディングを示す。本明細書中により詳細に記載するように、ウイルス感染の疑いのある(またはウイルス感染しているかウイルス感染の疑いのある1人またはそれを超える者と濃厚接触している)患者から得た(12)試料102(唾液または呼吸粘膜)を、好適な容器104に含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、試料を、ねじ蓋付きクリオバイアルなどの遠心管などの所有の容器に採取および保存し得る。好ましくは、ねじ蓋付きの1.9mlクリオバイアルを使用する。漏斗または唾液採取の補助具を使用して唾液採取を容易にし、近位側にブレークポイントを有する鼻腔スワブを使用し、それにより、使用後にチューブにスワブを挿入可能である。唾液および鼻腔スワブの両方に同一のチューブを使用することの利点は、下流操作における試料のアクセス、例えば、デキャッパーを使用した自動化を容易にすることである。ねじ蓋は、汚染防止に重要である。標準的なサイズのクリオバイアルは、試料をさらに移し替えることなく試料を直接貯蔵することが可能である。
図2は、PCR-プレート106中への試料102のローディングをさらに示す。ローディングにより、試料調製14が行われ得る(固有の緩衝液および/またはPCRミックスへの試料の導入)。その時点で、次いで、プレート106を装置200に導入することが可能であり、それにより、試料102に対して1またはそれを超えるPCRアッセイを実施して、ウイルスに関連するウイルス核酸が存在するかどうかを決定することができる。特に、装置200は、方法10の事前工程(ウイルスRNAの検出、cDNAを産生するためのRNAの逆転写、cDNAの増幅(操作16)、増幅工程由来のデータの解析(操作18)、およびウイルス評価(操作20)に関連する情報を提供するレポート300の作成が挙げられるが、これらに限定されない)のうちの任意の1つを提供するように構成され得る。したがって、装置200は、一般に、配列を検出し、そして/または標的核酸(複数可)または得られた断片をカウントするように構成される。この例では、複数の断片が存在するか予想される場合、フラグメントは、例えば、qPCRによって定量され得る。得られたレポート300は、アッセイに関連する特定のデータ(例えば、患者データ(すなわち、背景情報、属性および特徴、病歴、追跡情報)、試験データ(試験した試料がウイルスについて陽性または陰性のいずれであるか、陽性であるならば、さらなる測定基準(疾患の進行および予測される疾患アウトカムが挙げられる)が挙げられる)を含み得る。
抽出不要のPCRは、プロテイナーゼK(PK)の消化効率に一部依存する。PKが存在しない場合、DNAまたはRNAの所望の試料が分解されるであろう。スワブまたは唾液マトリックスのいずれかにおけるPK活性を最適にするために、種々の緩衝液の構成要素を試験した。これは、スワブ試料において特に重要である。未処理の唾液として採取および輸送することができる唾液と異なり、スワブ試料は、ウイルス輸送培地(VTM)中に保存されなければならない。しかしながら、VTM中の従来のスワブ試料は、通常、SARS-CoV-2試験のためにRNA抽出を必要とする。
本発明者らは、抽出不要のPCRのために種々の緩衝液の構成要素、VTM、および市販のスワブ採取デバイス-OR100(DNA Genotek)を試験した。陰性スワブ試料を、健常人から採取し、各々の溶液に入れた。次いで、唾液試料用の唾液調製緩衝液(以下を参照のこと)とPK(Promega)の混合物またはスワブ試料用のPKのみのいずれかを予め充填した96ウェルプレート中に試料を分割することによって、PKと混合した熱失活させたSARS-CoV-2ウイルスに試料をスパイクした。唾液試料(SalivaFAST)については、単一の唾液試料由来の30μLを、プレートの各々のウェル中で、5μLの唾液調製緩衝液および5μLのPKと混合した。スワブ試料(SwabFAST)については、単一スワブ試料由来の35μLを、ウェルあたり5μLのPKと混合した。次いで、調製された試料のプレートを、デジタルマイクロプレートシェーカーに500RPMで1分間置き、次いで、熱失活のために95℃で5分間サーマルサイクラー上に置いた。
図3Aに示すように、PBS、VTM、およびOR100中のスワブ試料は、N1領域に陽性シグナルを生じなかった。陽性シグナルのうち、本発明のウイルス輸送緩衝液(VTB)のための緩衝液の構成要素を含むトリス-ホウ酸-EDTA(TBE)緩衝液中の人為的スワブ試料は、最も強い定量サイクル(Cq)値が得られた。同様に、種々の緩衝液の構成要素、未処理唾液、および市販の唾液採取デバイス-OM505(DNAGenotek)を、抽出不要のPCRのために試験した。図3Bに示すように、OM505中の人為的唾液試料は、N1領域で陽性シグナルを生じなかった。陽性シグナルのうちで、トリス(2-カルボキシエチル)ホスフィン(TCEP)緩衝液の条件下の人為的唾液試料は、最も強いCq値を生じ、この緩衝液を使用して、SalivaFASTプロトコールのPK効率を改善する。
ウイルス輸送緩衝液(VTB)の安定性
異なる温度および時間でVTB安定性を試験した。高い方の温度では、VTBを4℃、室温、および37℃で32週間置き、陰性スワブ試料を異なる濃度の熱失活させたSARS-CoV2ウイルス中にスパイクし、4週間毎に試験した。32週間の結果を図4Aに示す。同様に、低温では、VTBを、-80℃、-20℃、および4℃に、本原稿時点で3週間置き、陰性スワブ試料を、異なる濃度の熱失活させたSARS-CoV2ウイルス中にスパイクし、毎週試験した。3週間目の結果を、図4Bに示す。異なる濃度(4、40、400、4000コピー/μL)のSARS-CoV-2人為的試料についてのN1プライマー/プローブでのCq値は、全ての実験保存温度にわたって一定のままであった。
異なる温度および時間でVTB安定性を試験した。高い方の温度では、VTBを4℃、室温、および37℃で32週間置き、陰性スワブ試料を異なる濃度の熱失活させたSARS-CoV2ウイルス中にスパイクし、4週間毎に試験した。32週間の結果を図4Aに示す。同様に、低温では、VTBを、-80℃、-20℃、および4℃に、本原稿時点で3週間置き、陰性スワブ試料を、異なる濃度の熱失活させたSARS-CoV2ウイルス中にスパイクし、毎週試験した。3週間目の結果を、図4Bに示す。異なる濃度(4、40、400、4000コピー/μL)のSARS-CoV-2人為的試料についてのN1プライマー/プローブでのCq値は、全ての実験保存温度にわたって一定のままであった。
抽出不要のPCR試験の分析的検証
鼻腔スワブ標本および唾液標本についての抽出不要のRT-qPCRアッセイの分析的妥当性を確立するために、RNA抽出を用いた場合と用いない場合のRT-qPCR試験由来の結果を比較した(図5A~5Dを参照のこと)。次に、検出限界(LoD)研究を行ってSARS-CoV-2の最低検出可能濃度を決定し、この濃度において、全真陽性試料のうちのおよそ95%が試験で陽性であった(図5A、5B、5C、および5Dを参照のこと)。
鼻腔スワブ標本および唾液標本についての抽出不要のRT-qPCRアッセイの分析的妥当性を確立するために、RNA抽出を用いた場合と用いない場合のRT-qPCR試験由来の結果を比較した(図5A~5Dを参照のこと)。次に、検出限界(LoD)研究を行ってSARS-CoV-2の最低検出可能濃度を決定し、この濃度において、全真陽性試料のうちのおよそ95%が試験で陽性であった(図5A、5B、5C、および5Dを参照のこと)。
RNA抽出を使用した場合または使用しない場合のRT-qPCRの結果:
図5A、5B、5C、および5Dに示すように、スワブ試料または唾液試料のいずれかにおいて抽出不要のRT-qPCR法がRNA抽出を用いるRT-qPCR法と等価であることを実証するために、以下の3つの方法を、異なるSARS-CoV-2濃度で比較した:(1)RNA抽出を用いずに分析した、緩衝液を混合した人為的試料(スワブまたは唾液)(左側の青色の棒グラフ);(2)RNA抽出を用いて分析した人為的試料(スワブまたは唾液)(中央の橙色の棒グラフ);および(3)RNA抽出を用いて分析した、DNA Genotekデバイス(スワブについてはOR-100および唾液についてはOM-505)を用いて採取した人為的試料(スワブまたは唾液)(右側の灰色の棒グラフ)。両方の標本タイプについて各々のSARS-CoV-2濃度(1、10、100、1000、10000コピー/μL)で行った3つの方法についてのSARS-CoV-2遺伝子のN1領域(図5Aおよび5B)およびRNP遺伝子(図5Cおよび5D)のプライマー/プローブでのCq値は、全ての比較対象にわたってCq値を用いた場合に同一の定性的試験結果および類似の定量的試験結果を示す。
図5A、5B、5C、および5Dに示すように、スワブ試料または唾液試料のいずれかにおいて抽出不要のRT-qPCR法がRNA抽出を用いるRT-qPCR法と等価であることを実証するために、以下の3つの方法を、異なるSARS-CoV-2濃度で比較した:(1)RNA抽出を用いずに分析した、緩衝液を混合した人為的試料(スワブまたは唾液)(左側の青色の棒グラフ);(2)RNA抽出を用いて分析した人為的試料(スワブまたは唾液)(中央の橙色の棒グラフ);および(3)RNA抽出を用いて分析した、DNA Genotekデバイス(スワブについてはOR-100および唾液についてはOM-505)を用いて採取した人為的試料(スワブまたは唾液)(右側の灰色の棒グラフ)。両方の標本タイプについて各々のSARS-CoV-2濃度(1、10、100、1000、10000コピー/μL)で行った3つの方法についてのSARS-CoV-2遺伝子のN1領域(図5Aおよび5B)およびRNP遺伝子(図5Cおよび5D)のプライマー/プローブでのCq値は、全ての比較対象にわたってCq値を用いた場合に同一の定性的試験結果および類似の定量的試験結果を示す。
検出限界(LoD):
最初に、濃度範囲が1~100,000コピー/μLの熱失活させたSARS-CoV-2ウイルスの10倍連続希釈した人為的試料を、SwabFASTおよびSalivaFASTの個別の実施においてそれぞれ使用した(図6Aを参照のこと)。LoDの範囲を、各標本タイプについて0、2、4、6、8、10、50、および100コピー/μLの濃度レベルに連続希釈した人為的試料の6つのレプリケートを使用してさらに狭めた。仮のLoDを4コピー/μLとした。
最初に、濃度範囲が1~100,000コピー/μLの熱失活させたSARS-CoV-2ウイルスの10倍連続希釈した人為的試料を、SwabFASTおよびSalivaFASTの個別の実施においてそれぞれ使用した(図6Aを参照のこと)。LoDの範囲を、各標本タイプについて0、2、4、6、8、10、50、および100コピー/μLの濃度レベルに連続希釈した人為的試料の6つのレプリケートを使用してさらに狭めた。仮のLoDを4コピー/μLとした。
この濃度レベルで20のレプリケートを使用してLoDを確認した。結果は、アッセイのLoDが4コピー/μLであることが定められ、この濃度で、スワブおよび唾液の両方について、レプリケートの95%超の試験結果が陽性であった(20/20)(図6Bを参照のこと)。
抽出不要のPCR試験の臨床的検証
RNA抽出を使用した場合または使用しない場合のRT-qPCRの結果:
SARS-CoV-2の陽性および陰性の臨床試料を、RNA抽出を用いる場合または用いない場合(COVIDFast)で試験した。38のSARS-CoV-2陽性および31の陰性スワブ試料を半分に分割し、RT-qPCRアッセイを、RNA抽出を用いる場合または用いない場合で実施した。陽性一致率(PPA)および陰性一致率(NPA)は、共に100%である(以下の表1Aを参照のこと)。
RNA抽出を使用した場合または使用しない場合のRT-qPCRの結果:
SARS-CoV-2の陽性および陰性の臨床試料を、RNA抽出を用いる場合または用いない場合(COVIDFast)で試験した。38のSARS-CoV-2陽性および31の陰性スワブ試料を半分に分割し、RT-qPCRアッセイを、RNA抽出を用いる場合または用いない場合で実施した。陽性一致率(PPA)および陰性一致率(NPA)は、共に100%である(以下の表1Aを参照のこと)。
同様に、82のSARS-CoV-2陽性試料および171の陰性唾液試料を半分に分割し、RT-qPCRアッセイを、RNA抽出を用いる場合または用いない場合で実施した。PPAおよびNPAは、それぞれ、98.8%および99.4%である(以下の表1Bを参照のこと)。
別の抽出不要のアッセイ(SalivaDirect)に対する臨床的検証:
また、COVIDFast試験を、SalivaDirectに対しても臨床的に検証した。SwabFASTを、同一患者由来の対のSalivaDirect試験を使用して検証し、SalivaFASTを、SalivaDirectのために採取した同一の唾液試料を使用して検証した。コミュニティメンバー由来の179の対の臨床試料(すなわち、各々の試験被験体が、1つの唾液試料および1つの前鼻孔スワブ試料を提供した)を、SwabFASTによって分析し、SalivaDirectと比較した。PPAおよびNPAは、それぞれ、83.3%および99.4%である(以下の表2Aを参照のこと)。
また、COVIDFast試験を、SalivaDirectに対しても臨床的に検証した。SwabFASTを、同一患者由来の対のSalivaDirect試験を使用して検証し、SalivaFASTを、SalivaDirectのために採取した同一の唾液試料を使用して検証した。コミュニティメンバー由来の179の対の臨床試料(すなわち、各々の試験被験体が、1つの唾液試料および1つの前鼻孔スワブ試料を提供した)を、SwabFASTによって分析し、SalivaDirectと比較した。PPAおよびNPAは、それぞれ、83.3%および99.4%である(以下の表2Aを参照のこと)。
同様に、40の未処理唾液臨床試料を、SalivaFASTによって分析し、独立したSalivaDirect認定CLIA臨床検査室によって実施されたSalivaDirectと比較した。PPAおよびNPAは、それぞれ、95%および100%である(以下の表2Bを参照のこと)。
唾液および鼻腔スワブの例
本発明の方法によるウイルス核酸の検出のためのプロトコールの例を以下に提供する。生物試料を入手し、この試料は、ヒト体液(bodily fluid)を含む場合があり、任意の臨床的に許容され得る様式で採取され得る。
本発明の方法によるウイルス核酸の検出のためのプロトコールの例を以下に提供する。生物試料を入手し、この試料は、ヒト体液(bodily fluid)を含む場合があり、任意の臨床的に許容され得る様式で採取され得る。
多数の呼吸器感染について、生物試料は、一般に、鼻腔スワブまたは咽頭スワブ、または、いくつかの場合、唾液によって採取される。他の例では、試料は、大気中から、より好ましくは、咳またはくしゃみによる液滴の排出によって得たエアロゾル試料または液滴を含み得る。
唾液試料の採取:
唾液試料を、例えば、提供された滅菌容器への吐き出しによって個体から採取し得る。唾液採取デバイスは、例えば、1.9mlのねじ蓋付きの(外ねじ式)保存チューブまたはバイアルを含み得る。保存チューブは、特に、研究所、地域、および自動化過程の間でデータを共有する場合のトラッキングおよびトレーサビリティに有用な機械可読ラベルであるバーコードまたは他の識別マークをさらに含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、保存チューブは、側面に予め印刷された10桁の一次元バーコードおよび底部にレーザーでエッチングされたDATAMATRIX二次元コードを含み、このチューブを唾液試料の容器として使用した。唾液採取補助漏斗(Nest)または唾液採取補助具(Salimetrics)を、試料保存チューブと連携して使用した。いくつかの実施形態では、保存チューブは、Brooks Life Sciences提供のFluidXトリコード化Next Gen Jack 1.9ml試料保存チューブおよび/またはAzenta Life Sciences提供の0.5mlトリコード化チューブを含む。
唾液試料を、例えば、提供された滅菌容器への吐き出しによって個体から採取し得る。唾液採取デバイスは、例えば、1.9mlのねじ蓋付きの(外ねじ式)保存チューブまたはバイアルを含み得る。保存チューブは、特に、研究所、地域、および自動化過程の間でデータを共有する場合のトラッキングおよびトレーサビリティに有用な機械可読ラベルであるバーコードまたは他の識別マークをさらに含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、保存チューブは、側面に予め印刷された10桁の一次元バーコードおよび底部にレーザーでエッチングされたDATAMATRIX二次元コードを含み、このチューブを唾液試料の容器として使用した。唾液採取補助漏斗(Nest)または唾液採取補助具(Salimetrics)を、試料保存チューブと連携して使用した。いくつかの実施形態では、保存チューブは、Brooks Life Sciences提供のFluidXトリコード化Next Gen Jack 1.9ml試料保存チューブおよび/またはAzenta Life Sciences提供の0.5mlトリコード化チューブを含む。
検査室での唾液試料の受け取りおよび受け入れ:
試料を検査室に輸送し、バッグから取り出し、任意の漏れまたは損傷について目視にて検査した。プレスクリーニング工程を通過した試料を、検査室に移動させた。保存チューブ上のバーコードを、ラボ情報管理システム(LIMS)によってスクリーニングした。LIMS中に完全な患者情報を有し、かつ漏れのないチューブ(すなわち、要件を満たした試料)を、バーコード化された48-フォーマットラックに入れた。
試料を検査室に輸送し、バッグから取り出し、任意の漏れまたは損傷について目視にて検査した。プレスクリーニング工程を通過した試料を、検査室に移動させた。保存チューブ上のバーコードを、ラボ情報管理システム(LIMS)によってスクリーニングした。LIMS中に完全な患者情報を有し、かつ漏れのないチューブ(すなわち、要件を満たした試料)を、バーコード化された48-フォーマットラックに入れた。
唾液反応緩衝液:
試料調製の一部として、唾液試料を、唾液のために特別に調製された固有の緩衝液組成物(本明細書中で唾液調製緩衝液と称される)と混合した。唾液調製緩衝液の調製は、少なくとも以下の装置の使用を含む:バイオセーフティキャビネットまたは層流フード(無菌環境を維持することができる作業場);個包装の滅菌ピペット、ピペットチップ(10および25mLなど);ピペットエイド;ピペッター、1mLまたは200μLおよび対応するチップ;および50mlのヌクレアーゼフリーの滅菌Falconチューブ。
試料調製の一部として、唾液試料を、唾液のために特別に調製された固有の緩衝液組成物(本明細書中で唾液調製緩衝液と称される)と混合した。唾液調製緩衝液の調製は、少なくとも以下の装置の使用を含む:バイオセーフティキャビネットまたは層流フード(無菌環境を維持することができる作業場);個包装の滅菌ピペット、ピペットチップ(10および25mLなど);ピペットエイド;ピペッター、1mLまたは200μLおよび対応するチップ;および50mlのヌクレアーゼフリーの滅菌Falconチューブ。
例示的な唾液調製緩衝液は、以下の試薬/構成要素を含む:
・0.5MのBond-Breaker TCEP溶液((トリス(2-カルボキシエチル)ホスフィン塩酸塩、中性pH)、滅菌、DNase、Rnase、およびプロテアーゼ非含有グレード、ThermoFisher Scientific、カタログ番号77720、5mL);
・RNase阻害剤(ヒト胎盤、40,000単位/ml、滅菌、Dnase、Rnase非含有グレード、New England Biolabs、カタログ番号M0307L、10,000単位、250ul/チューブ);
・アンホテリシンB溶液(脱イオン水中250μg/ml、滅菌、Sigma-Aldrich、カタログ番号A2942、100ml(または真菌の汚染および成長を防止するのに適切な濃度の類似の抗真菌剤));
・ペニシリン-ストレプトマイシン溶液(100×、作業濃度の100倍のペニシリン(10,000IU)およびストレプトマイシン(10,000μg/ml)の混合物、滅菌、Corning、カタログ番号30-002-CI(または細菌の汚染および成長を防止するのに適切な濃度の類似の抗生物質);
・ヌクレアーゼフリー水(滅菌、Millipore/Sigma、W4502、Dnase、Rnase、およびプロテアーゼ非含有グレード);および
・消毒薬(70%エタノールなど)。
・0.5MのBond-Breaker TCEP溶液((トリス(2-カルボキシエチル)ホスフィン塩酸塩、中性pH)、滅菌、DNase、Rnase、およびプロテアーゼ非含有グレード、ThermoFisher Scientific、カタログ番号77720、5mL);
・RNase阻害剤(ヒト胎盤、40,000単位/ml、滅菌、Dnase、Rnase非含有グレード、New England Biolabs、カタログ番号M0307L、10,000単位、250ul/チューブ);
・アンホテリシンB溶液(脱イオン水中250μg/ml、滅菌、Sigma-Aldrich、カタログ番号A2942、100ml(または真菌の汚染および成長を防止するのに適切な濃度の類似の抗真菌剤));
・ペニシリン-ストレプトマイシン溶液(100×、作業濃度の100倍のペニシリン(10,000IU)およびストレプトマイシン(10,000μg/ml)の混合物、滅菌、Corning、カタログ番号30-002-CI(または細菌の汚染および成長を防止するのに適切な濃度の類似の抗生物質);
・ヌクレアーゼフリー水(滅菌、Millipore/Sigma、W4502、Dnase、Rnase、およびプロテアーゼ非含有グレード);および
・消毒薬(70%エタノールなど)。
成分の調製は、少なくとも以下の工程を含む:作業表面を適切な消毒薬で清潔にする;作業表面上に置く前に試薬瓶を消毒する;ヌクレアーゼフリー水を、50mLの滅菌Falconチューブ中に40mL分割し、室温(RT)で保存する;アンホテリシンBを4ml/チューブ(5mlの滅菌corningチューブ中)の量で分割し、-20℃で保存する;ペニシリン/ストレプトマイシンを1ml/チューブ(滅菌エッペンドルフチューブ中)の量で分割し、-20℃で保存する。
唾液調製緩衝液の調製は、少なくとも以下の工程を含む:
1.作業表面を適切な消毒薬で清潔にする;
2.作業表面上に置く前に試薬瓶(分割量、RNaseを除く)を消毒する;
3.例えば、5mLの緩衝液(試験1000回分)を調製するために:
3.1.15mLの滅菌falconチューブ中に、4.3mLのヌクレアーゼフリー水を添加する;
3.2.400uLのTCEPを添加する;
3.3.滅菌ピペットを使用して、50ulのRNase阻害剤を添加する;
3.4 アンホテリシンのチューブおよびペニシリン/ストレプトマイシンのチューブを解凍し、滅菌ピペットを使用して、200uLのアンホテリシンおよび50uLのペニシリン/ストレプトマイシンを15mLのfalconチューブに無菌的に添加する;
4.検査室で管理されているノートにロットに関する情報および調製を記録する;
5.検査室に適切な識別子を割り当てる(例えば、ロット番号);
6.チューブにしっかりと蓋をし、チューブを反転させることによって完全に混合する;
7.QC試料のために100ulの培地を抜き取る;
8.ボトルを以下のようにラベリングする:
唾液反応緩衝液
Lab ID:(サミットバッファー1としてのSTB1などの検査室に適切な識別子を挿入する)
DOM:(製造日を挿入する)
有効期限:(製造日から1ヶ月後の日付を挿入する)
2~8℃で保存する
9.SalivaFAST試験を実施する場合、2~8℃で保存し、30uLの唾液および5uLのプロテイナーゼKを共に5ul/各試験で添加する;
10.無菌状態をチェックする。
1.作業表面を適切な消毒薬で清潔にする;
2.作業表面上に置く前に試薬瓶(分割量、RNaseを除く)を消毒する;
3.例えば、5mLの緩衝液(試験1000回分)を調製するために:
3.1.15mLの滅菌falconチューブ中に、4.3mLのヌクレアーゼフリー水を添加する;
3.2.400uLのTCEPを添加する;
3.3.滅菌ピペットを使用して、50ulのRNase阻害剤を添加する;
3.4 アンホテリシンのチューブおよびペニシリン/ストレプトマイシンのチューブを解凍し、滅菌ピペットを使用して、200uLのアンホテリシンおよび50uLのペニシリン/ストレプトマイシンを15mLのfalconチューブに無菌的に添加する;
4.検査室で管理されているノートにロットに関する情報および調製を記録する;
5.検査室に適切な識別子を割り当てる(例えば、ロット番号);
6.チューブにしっかりと蓋をし、チューブを反転させることによって完全に混合する;
7.QC試料のために100ulの培地を抜き取る;
8.ボトルを以下のようにラベリングする:
唾液反応緩衝液
Lab ID:(サミットバッファー1としてのSTB1などの検査室に適切な識別子を挿入する)
DOM:(製造日を挿入する)
有効期限:(製造日から1ヶ月後の日付を挿入する)
2~8℃で保存する
9.SalivaFAST試験を実施する場合、2~8℃で保存し、30uLの唾液および5uLのプロテイナーゼKを共に5ul/各試験で添加する;
10.無菌状態をチェックする。
別の例示的な唾液調製緩衝液は、本質的に、少なくとも以下の試薬/構成要素/溶液を含む:
・40μM TCEP溶液(0.5M Bond-Breaker TCEP溶液、(トリス(2-カルボキシエチル)ホスフィン塩酸塩、中性pH)、滅菌、DNase、RNase、およびプロテアーゼ非含有グレード、ThermoFisher Scientific、カタログ番号77720、5mL)、それぞれ、水のTCEPに対する比11.5:1からなる(例えば、46mLの水および4mLのTECP);
・TP-RAP溶液(上記のTCEP溶液+さらなる構成要素)(40μM TCEP溶液(およそ949μL)、RNase阻害剤(およそ1μL)、ペニシリン-ストレプトマイシン溶液(およそ10μL)、およびアンホテリシンB溶液(およそ40μL)を含む);および
・唾液プロテアーゼ緩衝液(上記のTP-RAP溶液+プロテアーゼ(例えば、プロテイナーゼK)(TP-RAP溶液およびプロテイナーゼKを1:1の比で含む(各々およそ5mL))。
・40μM TCEP溶液(0.5M Bond-Breaker TCEP溶液、(トリス(2-カルボキシエチル)ホスフィン塩酸塩、中性pH)、滅菌、DNase、RNase、およびプロテアーゼ非含有グレード、ThermoFisher Scientific、カタログ番号77720、5mL)、それぞれ、水のTCEPに対する比11.5:1からなる(例えば、46mLの水および4mLのTECP);
・TP-RAP溶液(上記のTCEP溶液+さらなる構成要素)(40μM TCEP溶液(およそ949μL)、RNase阻害剤(およそ1μL)、ペニシリン-ストレプトマイシン溶液(およそ10μL)、およびアンホテリシンB溶液(およそ40μL)を含む);および
・唾液プロテアーゼ緩衝液(上記のTP-RAP溶液+プロテアーゼ(例えば、プロテイナーゼK)(TP-RAP溶液およびプロテイナーゼKを1:1の比で含む(各々およそ5mL))。
上記の成分の調製は、(本明細書中の前出の様式で)少なくとも以下の工程を含む:
1.0.5Mストック溶液から約40μM TCEPを調製する;
2.4mLの0.5M TCEPを46mLのヌクレアーゼフリー水に添加する;
3.最初に、4,745μLの約40μM TCEPを10mLチューブに添加する;
4.200μLの希釈アンホテリシン(Amphotercin)-B溶液を添加する;
5.50μLの希釈ペニシリン(Pennicilin)・ストレプトマイシン溶液を添加する;
6.5uLのNEBヒト胎盤由来RNAse阻害剤を添加する;
7.5,000uL(5mL)のPromegaプロテイナーゼ(Protinase)K溶液を添加する;
8.混合し、日付、名称、および期限をラベリングし、4℃で1ヶ月間まで保存する。
1.0.5Mストック溶液から約40μM TCEPを調製する;
2.4mLの0.5M TCEPを46mLのヌクレアーゼフリー水に添加する;
3.最初に、4,745μLの約40μM TCEPを10mLチューブに添加する;
4.200μLの希釈アンホテリシン(Amphotercin)-B溶液を添加する;
5.50μLの希釈ペニシリン(Pennicilin)・ストレプトマイシン溶液を添加する;
6.5uLのNEBヒト胎盤由来RNAse阻害剤を添加する;
7.5,000uL(5mL)のPromegaプロテイナーゼ(Protinase)K溶液を添加する;
8.混合し、日付、名称、および期限をラベリングし、4℃で1ヶ月間まで保存する。
唾液試料の調製:
分析用の各々のウェルは、10μL/ウェルの試料調製ミックス(SPM)を含んでいた。SPMは、唾液調製緩衝液およびプロテアーゼ(プロテイナーゼK)を含む。特に、96ウェルSPPは、マルチチャネルイコライザーまたはViaflow(Integra)を使用して各々のウェルに分注された、10μLのSPM(5μL唾液調製緩衝液および5μLプロテイナーゼK(Promega))/ウェルを含んでいた。バイオセーフティキャビネット内で半自動6チャネルデキャッパー(Brooks)またはHamilton I.D.キャッパーを用いて試料のキャップを開けた。6チャネルデキャッパーを使用する場合、キャップをキャップキャリアラック上に一時的に置いた。およそ30μLの唾液を、El-ClipTip電子マルチチャネル(8チャネル)イコライザーを使用して、48ウェルラック中のチューブから、10μLのSPMを含む96ウェルSPPに移し、十分にピペッティングした。試料の2つの48ウェルラックは、1つの96ウェルSPPに収まるであろう。試料のキャップを再度閉めた(6チャネルデキャッパーを使用した場合には一度に6本、または自動化48-フォーマットデキャッパーを使用した場合には一度に48本)。唾液およびSPMを、プレートをデジタルマイクロプレートシェーカー上に500RPMで1分間置くことによって十分に混合した。プレートを、miniAmp96ウェルPCR装置上に95℃で5分間置き、4℃で保持した。次いで、試料のラック全体を、一時試料保存エリアに移した。反復試験を必要とする試料のうちのいずれかを、一時試料保存エリアから同定した。反復試験は、1回のみ許容される。
分析用の各々のウェルは、10μL/ウェルの試料調製ミックス(SPM)を含んでいた。SPMは、唾液調製緩衝液およびプロテアーゼ(プロテイナーゼK)を含む。特に、96ウェルSPPは、マルチチャネルイコライザーまたはViaflow(Integra)を使用して各々のウェルに分注された、10μLのSPM(5μL唾液調製緩衝液および5μLプロテイナーゼK(Promega))/ウェルを含んでいた。バイオセーフティキャビネット内で半自動6チャネルデキャッパー(Brooks)またはHamilton I.D.キャッパーを用いて試料のキャップを開けた。6チャネルデキャッパーを使用する場合、キャップをキャップキャリアラック上に一時的に置いた。およそ30μLの唾液を、El-ClipTip電子マルチチャネル(8チャネル)イコライザーを使用して、48ウェルラック中のチューブから、10μLのSPMを含む96ウェルSPPに移し、十分にピペッティングした。試料の2つの48ウェルラックは、1つの96ウェルSPPに収まるであろう。試料のキャップを再度閉めた(6チャネルデキャッパーを使用した場合には一度に6本、または自動化48-フォーマットデキャッパーを使用した場合には一度に48本)。唾液およびSPMを、プレートをデジタルマイクロプレートシェーカー上に500RPMで1分間置くことによって十分に混合した。プレートを、miniAmp96ウェルPCR装置上に95℃で5分間置き、4℃で保持した。次いで、試料のラック全体を、一時試料保存エリアに移した。反復試験を必要とする試料のうちのいずれかを、一時試料保存エリアから同定した。反復試験は、1回のみ許容される。
PCR試薬の調製およびプレートのセットアップ(唾液試験):
PCRマスターミックス(本明細書中でPCRマスターミックスプレート(PMMP)と称される)を含むプレートを使用し、このプレートは、マルチチャネルイコライザーまたはViaflow(Integra)を使用して96または384ウェルプレート上のプレートの各々のウェル中に分注された12.5μLのPCRマスターミックスを含んでいた。PCRマスターミックスは、10μLのルナ・ユニバーサル・プローブ・ワンステップ反応ミックス、1μLのルナ・ウォームスタート・RT酵素ミックス、および1.5μLのN1/RNPプライマー/プローブから構成された。1.5μLのN1/RNPプライマー/プローブを、50.25μLの各々の100μMのプライマーおよびプローブストックを524μLのIDTE緩衝液(pH7.5)に添加することによって、6.7μMのN1プライマーおよびRNPプライマーの作業ストック溶液および1.7μMのFAM標識N1およびATTO-647標識RNPプローブとして作製した。
PCRマスターミックス(本明細書中でPCRマスターミックスプレート(PMMP)と称される)を含むプレートを使用し、このプレートは、マルチチャネルイコライザーまたはViaflow(Integra)を使用して96または384ウェルプレート上のプレートの各々のウェル中に分注された12.5μLのPCRマスターミックスを含んでいた。PCRマスターミックスは、10μLのルナ・ユニバーサル・プローブ・ワンステップ反応ミックス、1μLのルナ・ウォームスタート・RT酵素ミックス、および1.5μLのN1/RNPプライマー/プローブから構成された。1.5μLのN1/RNPプライマー/プローブを、50.25μLの各々の100μMのプライマーおよびプローブストックを524μLのIDTE緩衝液(pH7.5)に添加することによって、6.7μMのN1プライマーおよびRNPプライマーの作業ストック溶液および1.7μMのFAM標識N1およびATTO-647標識RNPプローブとして作製した。
96ウェルまたは384ウェルPMMPをPCRワークステーションに入れ、7.5μLの唾液試料調製工程由来の処置済み唾液試料をPMMPの各々の指定のウェルに添加した。次いで、処置済み唾液試料を、ピペッティングによってPCRマスターミックスと混合した。次いで、7.5μLのSARS-CoV-2に対する正の対照(IDT合成2019-SARS-CoV-N対照、4000コピー/uL)および負の対照(IDT Hs-RPP30対照、4000コピー/uL)ならびにテンプレートなしの対照(NTC-水)を、対照のための指定のPCRウェルに添加し(プレートあたり1つの正の対照、1つの負の対照、およびNTC)、発泡を回避しながらピペッティングによって混合した。
PCRサーマルプロファイル(増幅領域)(唾液試験):
プレートをBio-Rad CFXまたはQuantStudioPCR装置にロードし、マスターファイル「ST-COV-PCRプロトコール」を開き、以下のサーモサイクラー条件で運転する:
1.工程1:55℃で10分間、1サイクル;
2.工程2:95℃で1分間、1サイクル;および
工程3:95℃で10秒間、60℃で30秒間(+N1標的のためのFAMチャネルおよびRNP標的のためのCy5チャネルの両方でのプレートの読み取り)を40サイクル。
プレートをBio-Rad CFXまたはQuantStudioPCR装置にロードし、マスターファイル「ST-COV-PCRプロトコール」を開き、以下のサーモサイクラー条件で運転する:
1.工程1:55℃で10分間、1サイクル;
2.工程2:95℃で1分間、1サイクル;および
工程3:95℃で10秒間、60℃で30秒間(+N1標的のためのFAMチャネルおよびRNP標的のためのCy5チャネルの両方でのプレートの読み取り)を40サイクル。
データ解釈(BioRad CFX opus96ウェルフォーマット)(唾液試験):
Bio-Rad CFXはCq値を報告し、ここでCq値のファイル(csvファイル)はPCR装置からOvDx LIMSにエクスポートされる。Cq値の解釈(検出、非検出、および無効)は、以下の基準にしたがってOvDx LIMSにエクスポートされるであろう:
Bio-Rad CFXはCq値を報告し、ここでCq値のファイル(csvファイル)はPCR装置からOvDx LIMSにエクスポートされる。Cq値の解釈(検出、非検出、および無効)は、以下の基準にしたがってOvDx LIMSにエクスポートされるであろう:
N1が検出された場合、結果は有効であり、RNPについての値と無関係に「検出」と返答される。N1が検出されず、かつRNPが35以下である場合、「非検出」という結果が返答される。RNPのCq値が35を超え、かつN1が36を超える場合、試料は再試験に回される。再試験後、RNPが依然として35を超える場合、供給者は、別の試料を採取するために連絡しなければならない。NaN=非数。
鼻腔スワブ(前鼻孔)試料の採取:
鼻腔スワブ採取デバイスは、例えば、1.9ml保存チューブ(唾液試料採取に関して本明細書中の前に記載)を含む。保存チューブを、1mlの鼻腔スワブ試料に特異的な固有の緩衝液組成物(以後、スワブ輸送緩衝液と称する)で満たし、この保存チューブを鼻腔スワブ試料の容器として使用するであろう;Nestの口腔/鼻孔スワブを使用して患者の前鼻孔を拭い、その後にスワブ輸送緩衝液で満たした試料保存チューブに入れるであろう。
鼻腔スワブ採取デバイスは、例えば、1.9ml保存チューブ(唾液試料採取に関して本明細書中の前に記載)を含む。保存チューブを、1mlの鼻腔スワブ試料に特異的な固有の緩衝液組成物(以後、スワブ輸送緩衝液と称する)で満たし、この保存チューブを鼻腔スワブ試料の容器として使用するであろう;Nestの口腔/鼻孔スワブを使用して患者の前鼻孔を拭い、その後にスワブ輸送緩衝液で満たした試料保存チューブに入れるであろう。
スワブ調製緩衝液:
試料調製の一部として、スワブ試料を、スワブ試料のために特別に調製された固有の緩衝液組成物(スワブ調製緩衝液と称される)と混合した。スワブ調製緩衝液の調製は、少なくとも以下の装置の使用を含む:バイオセーフティキャビネットまたは層流フード(無菌環境を維持することができる作業場);個包装の滅菌ピペット、ピペットチップ(10および25mLなど);ピペットエイド;ピペッター、1mLまたは200μLおよび対応するチップ;50mlのヌクレアーゼフリーの滅菌Falconチューブ;Eppendorfリピーター(容量50mL);1.9ml保存チューブ;チューブラック;および外ねじ式キャップチューブデキャッパー装置(Hamilton Storage提供のLabElite I.D.キャッパーなど)。
試料調製の一部として、スワブ試料を、スワブ試料のために特別に調製された固有の緩衝液組成物(スワブ調製緩衝液と称される)と混合した。スワブ調製緩衝液の調製は、少なくとも以下の装置の使用を含む:バイオセーフティキャビネットまたは層流フード(無菌環境を維持することができる作業場);個包装の滅菌ピペット、ピペットチップ(10および25mLなど);ピペットエイド;ピペッター、1mLまたは200μLおよび対応するチップ;50mlのヌクレアーゼフリーの滅菌Falconチューブ;Eppendorfリピーター(容量50mL);1.9ml保存チューブ;チューブラック;および外ねじ式キャップチューブデキャッパー装置(Hamilton Storage提供のLabElite I.D.キャッパーなど)。
スワブ輸送緩衝液の調製は、少なくとも以下の試薬/構成要素の使用をさらに含む:
・10×TBE緩衝液(トリス-ホウ酸-EDTA、pH8.2~8.4)、滅菌、DNase、RNase、およびプロテアーゼ非含有グレード、Fisher BioReagents、カタログ番号BP133320、20L;
・RNase阻害剤、ヒト胎盤、40,000単位/ml、滅菌、DNase、RNase非含有グレード、New England Biolabs、カタログ番号M0307L、10,000単位、250ul/チューブ;
・アンホテリシンB溶液(脱イオン水中250μg/ml、滅菌、Sigma-Aldrich、カタログ番号A2942、100ml(または真菌の汚染および成長を防止するのに適切な濃度の類似の抗真菌剤));
・ペニシリン-ストレプトマイシン溶液(100×、作業濃度の100倍のペニシリン(10,000IU)およびストレプトマイシン(10,000μg/ml)の混合物、滅菌、Corning、カタログ番号30-002-CI(または細菌の汚染および成長を防止するのに適切な濃度の類似の抗生物質);
・ヌクレアーゼフリー水、滅菌、Millipore/Sigma、W4502、DNase、RNase、およびプロテアーゼ非含有グレード;および
・消毒薬(70%エタノールなど)。
・10×TBE緩衝液(トリス-ホウ酸-EDTA、pH8.2~8.4)、滅菌、DNase、RNase、およびプロテアーゼ非含有グレード、Fisher BioReagents、カタログ番号BP133320、20L;
・RNase阻害剤、ヒト胎盤、40,000単位/ml、滅菌、DNase、RNase非含有グレード、New England Biolabs、カタログ番号M0307L、10,000単位、250ul/チューブ;
・アンホテリシンB溶液(脱イオン水中250μg/ml、滅菌、Sigma-Aldrich、カタログ番号A2942、100ml(または真菌の汚染および成長を防止するのに適切な濃度の類似の抗真菌剤));
・ペニシリン-ストレプトマイシン溶液(100×、作業濃度の100倍のペニシリン(10,000IU)およびストレプトマイシン(10,000μg/ml)の混合物、滅菌、Corning、カタログ番号30-002-CI(または細菌の汚染および成長を防止するのに適切な濃度の類似の抗生物質);
・ヌクレアーゼフリー水、滅菌、Millipore/Sigma、W4502、DNase、RNase、およびプロテアーゼ非含有グレード;および
・消毒薬(70%エタノールなど)。
成分の調製は、少なくとも以下の工程を含む:作業表面を適切な消毒薬で清潔にする;作業表面上に置く前に試薬瓶を消毒する;1Lのヌクレアーゼフリー水をSigma滅菌ボトル中に取り、これを容器として使用し、105.05mlの水を取り出し、3つの50mLのファルコンチューブに(各々のファルコンチューブが34.5mlの水を有するように)配分する;10×TBE緩衝液を、Corningの500ml滅菌ボトル中に500ml/ボトルの量で分割し、RTで保存する;ヌクレアーゼフリー水を、Corningの1L滅菌ボトル中に894.95ml/ボトルの量で分割し、RTで保存する;アンホテリシンB溶液を4.4ml/チューブ(5ml滅菌Corningチューブ中)の量で分割し、-20℃で保存する;ペニシリン/ストレプトマイシンを、1.1ml/チューブ(滅菌エッペンドルフチューブ中)の量で分割し、-20℃で保存する。
スワブ調製緩衝液の調製は、少なくとも以下の工程を含む:
1.作業表面を適切な消毒薬で清潔にする;
2.作業表面上に置く前に試薬瓶(分割量、RNaseを除く)を消毒する;
3.例えば、1.1Lのウイルス輸送緩衝液を調製するために:
3.1.1ボトルのヌクレアーゼフリー水(894.95ml/ボトル)を用意する;
3.2.滅菌50mlファルコンチューブを使用して、100mlの10×TBE緩衝液を添加する;
3.3.滅菌ピペットを使用して、55μlのRNase阻害剤を添加する;
3.4 アンホテリシンB溶液のチューブおよびペニシリン/ストレプトマイシンのチューブを解凍し、滅菌ピペットを使用して、4.4mlのアンホテリシンおよび1.1mlのペニシリン/ストレプトマイシンをボトルに無菌的に添加する。
4.検査室で管理されているノートにロットに関する情報および調製を記録する;
5.検査室に適切な識別子を割り当てる(例えば、ロット番号);
6.チューブにしっかりと蓋をし、チューブを反転させることによって完全に混合する;
7.QC試料のために100ulの培地を抜き取る;
8.ボトルを以下のようにラベリングする:
スワブ輸送緩衝液
Lab ID:(サミットバッファー2としてのSTB2などの検査室に適切な識別子を挿入する)
DOM:(製造日を挿入する)
有効期限:(製造日から1ヶ月後の日付を挿入する)
2~8℃で保存する
9.アリコートに分注するまで2~8℃で保存する;
10.Eppendorfリピーター(容量50mL)およびBrooksデキャッパーを使用して、1mLの調整済みスワブ調製緩衝液を個別の滅菌済みの1.9mlねじ蓋付きチューブ(Azenta)に分割する;
11.無菌状態をチェックする;
12.チューブおよびボトル中に残存する任意の緩衝液を2~8℃で保存する。
1.作業表面を適切な消毒薬で清潔にする;
2.作業表面上に置く前に試薬瓶(分割量、RNaseを除く)を消毒する;
3.例えば、1.1Lのウイルス輸送緩衝液を調製するために:
3.1.1ボトルのヌクレアーゼフリー水(894.95ml/ボトル)を用意する;
3.2.滅菌50mlファルコンチューブを使用して、100mlの10×TBE緩衝液を添加する;
3.3.滅菌ピペットを使用して、55μlのRNase阻害剤を添加する;
3.4 アンホテリシンB溶液のチューブおよびペニシリン/ストレプトマイシンのチューブを解凍し、滅菌ピペットを使用して、4.4mlのアンホテリシンおよび1.1mlのペニシリン/ストレプトマイシンをボトルに無菌的に添加する。
4.検査室で管理されているノートにロットに関する情報および調製を記録する;
5.検査室に適切な識別子を割り当てる(例えば、ロット番号);
6.チューブにしっかりと蓋をし、チューブを反転させることによって完全に混合する;
7.QC試料のために100ulの培地を抜き取る;
8.ボトルを以下のようにラベリングする:
スワブ輸送緩衝液
Lab ID:(サミットバッファー2としてのSTB2などの検査室に適切な識別子を挿入する)
DOM:(製造日を挿入する)
有効期限:(製造日から1ヶ月後の日付を挿入する)
2~8℃で保存する
9.アリコートに分注するまで2~8℃で保存する;
10.Eppendorfリピーター(容量50mL)およびBrooksデキャッパーを使用して、1mLの調整済みスワブ調製緩衝液を個別の滅菌済みの1.9mlねじ蓋付きチューブ(Azenta)に分割する;
11.無菌状態をチェックする;
12.チューブおよびボトル中に残存する任意の緩衝液を2~8℃で保存する。
スワブ試料の調製:
分析用の各々のウェルは、マルチチャネルイコライザーまたはViaflow(Integra)を使用して各々のウェルに分注された、5μLのプロテイナーゼK(Promega))/ウェルを含む。バイオセーフティキャビネット内で、例えば、半自動6チャネルデキャッパー(Brooks)または自動化Hamilton I.D.キャッパーを用いて試料のキャップを開けた。6チャネルデキャッパーを使用する場合、キャップをキャップキャリアラック上に一時的に置いた。およそ35μLのスワブ試料を、El-ClipTip電子マルチチャネル(8チャネル)イコライザーを使用して、48ウェルラック中のチューブから、5μLのプロテイナーゼKを含む96ウェルSPPに移し、十分にピペッティングした。試料の2つの48ウェルラックは、1つの96ウェルSPPに収まるであろう。試料のキャップを再度閉めた(6チャネルデキャッパーを使用した場合には一度に6本、または自動化48-フォーマットデキャッパーを使用した場合には一度に48本)。スワブ試料およびプロテイナーゼKを、プレートをデジタルマイクロプレートシェーカー上に500RPMで1分間置くことによって十分に混合した。プレートを、miniAmp96ウェルPCR装置上に95℃で5分間置き、4℃で保持する。次いで、試料のラック全体を、一時試料保存エリアに移した。
分析用の各々のウェルは、マルチチャネルイコライザーまたはViaflow(Integra)を使用して各々のウェルに分注された、5μLのプロテイナーゼK(Promega))/ウェルを含む。バイオセーフティキャビネット内で、例えば、半自動6チャネルデキャッパー(Brooks)または自動化Hamilton I.D.キャッパーを用いて試料のキャップを開けた。6チャネルデキャッパーを使用する場合、キャップをキャップキャリアラック上に一時的に置いた。およそ35μLのスワブ試料を、El-ClipTip電子マルチチャネル(8チャネル)イコライザーを使用して、48ウェルラック中のチューブから、5μLのプロテイナーゼKを含む96ウェルSPPに移し、十分にピペッティングした。試料の2つの48ウェルラックは、1つの96ウェルSPPに収まるであろう。試料のキャップを再度閉めた(6チャネルデキャッパーを使用した場合には一度に6本、または自動化48-フォーマットデキャッパーを使用した場合には一度に48本)。スワブ試料およびプロテイナーゼKを、プレートをデジタルマイクロプレートシェーカー上に500RPMで1分間置くことによって十分に混合した。プレートを、miniAmp96ウェルPCR装置上に95℃で5分間置き、4℃で保持する。次いで、試料のラック全体を、一時試料保存エリアに移した。
PCR試薬の調製およびプレートのセットアップ(スワブ試験):
PCRマスターミックス(本明細書中でPCRマスターミックスプレート(PMMP)と称される)を含むプレートは、マルチチャネルイコライザーまたはViaflow(Integra)を使用して96または384ウェルプレート上のプレートの各々のウェル中に分注された12.5μLのPCRマスターミックスを含む。PCRマスターミックスは、10μLのルナ・ユニバーサル・プローブ・ワンステップ反応ミックス、1μLのルナ・ウォームスタート・RT酵素ミックス、および1.5μLのN1/RNPプライマー/プローブから構成される。1.5μLのN1/RNPプライマー/プローブを、50.25μLの各々の100μMプライマーおよびプローブストックを524μLのIDTE緩衝液(pH7.5)に添加することによって、6.7μMのN1プライマーおよびRNPプライマーの作業ストック溶液および1.7μMのFAM標識N1およびATTO-647標識RNPプローブとして作製するであろう。
PCRマスターミックス(本明細書中でPCRマスターミックスプレート(PMMP)と称される)を含むプレートは、マルチチャネルイコライザーまたはViaflow(Integra)を使用して96または384ウェルプレート上のプレートの各々のウェル中に分注された12.5μLのPCRマスターミックスを含む。PCRマスターミックスは、10μLのルナ・ユニバーサル・プローブ・ワンステップ反応ミックス、1μLのルナ・ウォームスタート・RT酵素ミックス、および1.5μLのN1/RNPプライマー/プローブから構成される。1.5μLのN1/RNPプライマー/プローブを、50.25μLの各々の100μMプライマーおよびプローブストックを524μLのIDTE緩衝液(pH7.5)に添加することによって、6.7μMのN1プライマーおよびRNPプライマーの作業ストック溶液および1.7μMのFAM標識N1およびATTO-647標識RNPプローブとして作製するであろう。
96ウェルまたは384ウェルPMMPをPCRワークステーションに入れ、7.5μLのスワブ試料調製工程由来の処置済みスワブ試料をPMMPの各々の指定のウェルに添加した。次いで、処置済みスワブ試料を、発泡しないように注意しながらピペッティングによってPCRマスターミックスと混合する。次いで、MLSは、7.5μLのSARS-CoV-2に対する正の対照(IDT合成2019-SARS-CoV-N対照、4000コピー/uL)および負の対照(IDT Hs-RPP30対照、4000コピー/μL)ならびにテンプレートなしの対照(NTC-水)を対照のための指定のPCRウェルに添加し(プレートあたり1つの正の対照、1つの負の対照、およびNTC)、発泡を回避しながらピペッティングによって混合する。次いで、MLSは、透明プラスチック製のqPCRフィルムをPMMP上に配置し、プレートシーラーを用いてフィルムをシールし、プレート遠心機を用いて短時間スピンして泡を除去する。
PCRサーマルプロファイル(増幅領域)(スワブ試験):
プレートをBio-Rad CFXまたはQuantStudioPCR装置にロードし、マスターファイル「ST-COV-PCRプロトコール」を開き、以下のサーモサイクラー条件で運転する:
1.工程1:55℃で10分間、1サイクル;
2.工程2:95℃で1分間、1サイクル;および
工程3:95℃で10秒間、60℃で30秒間(+N1標的のためのFAMチャネルおよびRNP標的のためのCy5チャネルの両方でのプレートの読み取り)を40サイクル。
プレートをBio-Rad CFXまたはQuantStudioPCR装置にロードし、マスターファイル「ST-COV-PCRプロトコール」を開き、以下のサーモサイクラー条件で運転する:
1.工程1:55℃で10分間、1サイクル;
2.工程2:95℃で1分間、1サイクル;および
工程3:95℃で10秒間、60℃で30秒間(+N1標的のためのFAMチャネルおよびRNP標的のためのCy5チャネルの両方でのプレートの読み取り)を40サイクル。
データ解釈(BioRad CFX opus 96ウェルフォーマット)(スワブ試験):
Bio-Rad CFXはCq値を報告し、ここでCq値のファイル(csvファイル)はPCR装置からOvDx LIMSにエクスポートされる。Cq値の解釈(検出、非検出、および無効)は、以下の基準にしたがってOvDx LIMSにエクスポートされるであろう:
Bio-Rad CFXはCq値を報告し、ここでCq値のファイル(csvファイル)はPCR装置からOvDx LIMSにエクスポートされる。Cq値の解釈(検出、非検出、および無効)は、以下の基準にしたがってOvDx LIMSにエクスポートされるであろう:
N1が検出された場合、結果は有効であり、RNPについての値と無関係に「検出」と返答される。N1が検出されず、かつRNPが35以下である場合、「非検出」という結果が返答される。RNPのCq値が35を超え、かつN1が36を超える場合、試料は再試験に回される。再試験後、RNPが依然として35を超える場合、供給者は、別の試料を採取するために連絡しなければならない。NaN=非数。
本発明者らは、予見的縦断研究においてCOVID-19患者由来の231の対応のある標本セットのRT-qPCR試験によるウイルス量モニタリングを行った。以下の例について(実施例1)、以下の4つの標本タイプを評価した:鼻腔スワブ由来のRNA抽出物(SwabCLEAR)、唾液由来のRNA抽出物(SalivaCLEAR)、抽出なしの唾液(SalivaFAST)、および抽出なしの唾液および鼻腔スワブの組み合わせ(Spit-N-Swab)。鼻腔スワブおよび唾液は、SARS-CoV-2検出について比較可能な標本である。ウイルス量は一般に対応のある唾液と比較して鼻腔スワブで高かったが、この相違は感染の間に経時的に小さくなり、臨床的感度に影響を及ぼさなかった(図7、9、および12を参照のこと)。鼻腔スワブと唾液の組み合わせに対して抽出不要の試験を行うと、抽出不要の唾液試験と比較してサイクル閾値(Ct)値がわずかに低くなり(図13を参照のこと)、口腔と比較して鼻腔中のウイルス量がより高いことをさらに裏付けていた。
唾液由来のRNA抽出物が抽出不要の唾液と比較してウイルス量がわずかに多いことが実証されたにもかかわらず、対応のある標本間で優れた陽性の一致を示した(図10を参照のこと)。これらの所見は、他者が観察しているように、RNA抽出がSARS-CoV-2のためのRT-qPCR試験で省略可能な工程であることを示唆している。抽出不要のRT-qPCRは、COVID-19パンデミック中の新規の臨床試験パラダイムに相当する。唾液は、他の呼吸器病原体に有用な新たに出現した標本タイプである。
実施例1
2019-nCoV CDCリアルタイムRT-qPCRアッセイを、唾液の抽出不要の試験のためにSARS-CoV-2のヌクレオカプシド遺伝子(N1およびN2)およびヒトリボヌクレアーゼP(RNP)遺伝子を標的にするように修正した。アッセイの性能を、採取時の鼻腔スワブ由来のRNA抽出物、唾液、未処理唾液、および未処理唾液の鼻腔スワブとの組み合わせ由来のRNA抽出物(SwabCLEAR(商標)、SalivaCLEAR(商標)、SalivaFAST(商標)、およびSpit-N-Swab(商標)と命名)を使用して比較した。本発明者らは、抽出不要の唾液試験のためのSalivaFASTの開発に注目し、SalivaFASTの検証にさらに注目した。
2019-nCoV CDCリアルタイムRT-qPCRアッセイを、唾液の抽出不要の試験のためにSARS-CoV-2のヌクレオカプシド遺伝子(N1およびN2)およびヒトリボヌクレアーゼP(RNP)遺伝子を標的にするように修正した。アッセイの性能を、採取時の鼻腔スワブ由来のRNA抽出物、唾液、未処理唾液、および未処理唾液の鼻腔スワブとの組み合わせ由来のRNA抽出物(SwabCLEAR(商標)、SalivaCLEAR(商標)、SalivaFAST(商標)、およびSpit-N-Swab(商標)と命名)を使用して比較した。本発明者らは、抽出不要の唾液試験のためのSalivaFASTの開発に注目し、SalivaFASTの検証にさらに注目した。
分析的検証を、COVID-19陰性の鼻腔スワブおよび唾液標本を種々の濃度のSARS-CoV-2の正の対照材料(2~100ゲノム当量/マイクロリットル、GE/μL)でスパイクすることによって行った。これらの低ウイルス量でのアッセイ精度は、30を超えるN1のCt値に対応しており、変動係数は、それぞれ、SwabCLEARについての1.02~4.26%およびSalivaFASTについての0.95~4.33%の範囲であった(図7Aを参照のこと)。SwabCLEARと比較して、SalivaFASTは、一般に、低ウイルス量でのCt値がより高く、鼻腔スワブのRNA抽出に由来するシグナルの増強または唾液マトリックスによる阻害が示唆された。予想通り、RNPのCt値はより変動したが(内在性の宿主標的に基づく)、SARS-CoV-2に影響されなかった(図9Bを参照のこと)。SalivaFASTの検出限界(LoD)を、4GE/μLと決定した(図9Cを参照のこと)。かかるデータは、抽出不要の唾液試験が鼻腔スワブ由来のRNA抽出物と比較して許容され得る分析性能を有することを示唆している。
標本採取から検査室での試験までの分析前の段階は、標本、輸送、および環境条件に関連する変動によって複雑化する。本発明者らは、SalivaFASTによって試験された試料の2週間後の安定性を評価した。検出可能なSARS-CoV-2のRNA量は減少し、N1の平均Ctは、4℃および-80℃で保存された標本について、それぞれ、1.56および1.83増加する(図7Dおよび7Eを参照のこと)(n=8、p=0.004およびp=0.008)。
鼻腔スワブ標本および唾液標本由来のRNA抽出物の臨床的検証
2019-nCoV CDCリアルタイムRT-qPCRアッセイの性能は、鼻腔スワブ由来のRNA抽出物を使用して、広く研究および確証されている。SalivaFASTの臨床的検証を開始するために、本発明者らは、137人の患者から対応のある鼻腔スワブおよび唾液標本を予め採取し、そのうちの19人(13.9%)がCOVID-19の診断を受けた。COVID-19患者は、回復期まで縦断試験を受け(図15を参照のこと)、231の対応のある試料セットを得た。全ての標本タイプにおいて、検出可能な範囲全体にわたるウイルス量が実証され、N1のCt値が30を超える低ウイルス量標本が多数含まれていた(図8Aおよび8Bを参照のこと)。RNP宿主遺伝子シグナルは、COVID-19の状態と無関係に全ての標本タイプにわたって非常に一致していた(図8Bを参照のこと)。
2019-nCoV CDCリアルタイムRT-qPCRアッセイの性能は、鼻腔スワブ由来のRNA抽出物を使用して、広く研究および確証されている。SalivaFASTの臨床的検証を開始するために、本発明者らは、137人の患者から対応のある鼻腔スワブおよび唾液標本を予め採取し、そのうちの19人(13.9%)がCOVID-19の診断を受けた。COVID-19患者は、回復期まで縦断試験を受け(図15を参照のこと)、231の対応のある試料セットを得た。全ての標本タイプにおいて、検出可能な範囲全体にわたるウイルス量が実証され、N1のCt値が30を超える低ウイルス量標本が多数含まれていた(図8Aおよび8Bを参照のこと)。RNP宿主遺伝子シグナルは、COVID-19の状態と無関係に全ての標本タイプにわたって非常に一致していた(図8Bを参照のこと)。
SARS-CoV-2 RT-qPCR試験に及ぼす標本タイプの影響を理解するために、SwabCLEARおよびSalivaCLEAR(これらの両方はRNA抽出に依存する)によって試験された対応のある試料の間でN1のCt値を比較した。最初の診断試料の比較により、SalivaCLEARによって平均Ct値が5.87増加することが明らかとなった(n=19試料対、p<0.001)。5日目までに、この相違は1.74まで減少した(n=16試料対、p=0.034)(図9Cおよび9Dを参照のこと)。診断から回復期までの疾患経過を通して、SwabCLEARは、SalivaCLEARと比較してウイルス量がわずかに高いことが明らかとなった(29.71±0.30対31.23±0.24、n=229試料対、p<0.001、図9Eを参照のこと)。したがって、RT-qPCRによるウイルス量は、口腔と比較して鼻腔で高く、この相違は感染の間に小さくなる。
標本タイプ間のウイルス量の相違は、臨床的感度に影響を及ぼす可能性がある。SwabCLEAR標本とSalivaCLEAR標本との間の陽性一致および陰性一致を、ウイルス量によって評価した。本発明者らは、高ウイルス量をCt30未満(100GE/μL超に相当する)と定義した(図7Aを参照のこと)。高ウイルス量は、陽性一致率98.8%と関連していた。低ウイルス量の標本は、陽性一致率が88.7%であることが実証された(図9Aおよび9Bを参照のこと)。COVID-19を持たない患者由来の対応のある標本の陰性一致率は、両方のレベルにおいて99%を超えた。各々のアッセイにおいてN1とN2との間に中程度の相関が認められ(R2=0.45~0.47、図9Fおよび9Gを参照のこと))、それに対して、RNPのCt値は類似しており、標本間で一致していた(図9Hを参照のこと、p=0.839)。これらのデータは、鼻腔におけるSARS-CoV-2のウイルス量はより高いが、COVID-19の診断について鼻腔スワブおよび唾液標本の対由来のRNA抽出物の間において診断結果が非常に一致していることを示唆している。
抽出不要の唾液試験の臨床的検証
特にアルファ変異株のCOVID-19の症状を有するか、感染した個体との濃厚接触が既知の患者を、IRB承認試験の一部として鼻腔スワブ標本および唾液標本を得るために採用した。COVID-19の状態を、FDA EUAを得た代替法によって確認した。試験のための前鼻孔の鼻腔スワブ採取を、DNAGenotek ORE-100デバイスを使用して行った。唾液採取を、DNAGenotek OM-505デバイスまたはFalcon 50mLコニカルチューブまたは唾液採取用補助具(Salimetrics)を装着したクリオチューブのいずれかを使用して行った。また、患者は、鼻腔スワブを唾液中に入れた唾液と鼻孔スワブとの組み合わせの実施形態のための鼻腔スワブと唾液の組み合わせ標本を提供した。患者は、ウイルス排除および/または研究からの離脱まで、縦断的試料採取を受けた(図15を参照のこと)。全ての試料を、72時間以内に周囲温度で検査室に輸送し、検査室への受け入れ日に分析した。
特にアルファ変異株のCOVID-19の症状を有するか、感染した個体との濃厚接触が既知の患者を、IRB承認試験の一部として鼻腔スワブ標本および唾液標本を得るために採用した。COVID-19の状態を、FDA EUAを得た代替法によって確認した。試験のための前鼻孔の鼻腔スワブ採取を、DNAGenotek ORE-100デバイスを使用して行った。唾液採取を、DNAGenotek OM-505デバイスまたはFalcon 50mLコニカルチューブまたは唾液採取用補助具(Salimetrics)を装着したクリオチューブのいずれかを使用して行った。また、患者は、鼻腔スワブを唾液中に入れた唾液と鼻孔スワブとの組み合わせの実施形態のための鼻腔スワブと唾液の組み合わせ標本を提供した。患者は、ウイルス排除および/または研究からの離脱まで、縦断的試料採取を受けた(図15を参照のこと)。全ての試料を、72時間以内に周囲温度で検査室に輸送し、検査室への受け入れ日に分析した。
唾液をRNA抽出するとウイルス量が有意ではあるが無視できるほど増加し、SalivaFASTと比較して、SalivaCLEARについてのN1のCt値の平均増加は0.07であった(図10Cを参照のこと、n=202試料対、p=0.046)。SalivaCLEARとSalivaFASTとの間の陽性一致は、ウイルス量によって変動した。高ウイルス量の唾液標本(N1のCt値が30以下)から、SalivaCLEARとSalivaFASTとの間の陽性一致率100.0%が実証された(図10Aを参照のこと、n=65試料対)。低ウイルス量の唾液標本(N1のCt値30~35)から、陽性一致率81.8%が実証された(図10Bを参照のこと、n=44)。さらに、低ウイルス量のいくつかの標本では、SalivaCLEARおよびSalivaFASTは、代替法では検出されなかったSARS-CoV-2が各々検出され(図10Bを参照のこと)、RNA抽出においてRNA濃度とRNA収量との間にトレードオフの関係があることが示唆された。アッセイ間のN1とN2との比較により、中程度の相関も実証された(図9Dおよび9Eを参照のこと、N1についてはR2=0.58、N2についてはR2=0.40)。これらのデータは、RNA抽出が唾液を使用した信頼性のあるCOVID-19診断に必要ではないこと、および抽出不要の試験によって臨床的感度が損なわれないことを実証している。
プライマー/プローブセットの比較
SARS-CoV-2の検出のための2019-nCoV CDCアッセイを、ヌクレオカプシド遺伝子(N1およびN2)を標的にする2つのプライマー/プローブ対を使用して実施する。Integrated DNA Technologies(IDT)のプライマーおよびプローブを使用したCDC2019新型コロナウイルス(2019-nCoV)リアルタイムRT-qPCRアッセイを実施した。簡潔に述べれば、このアッセイは、SARS-CoV-2検出のための2つのプライマー/プローブ(N1およびN2)およびリボヌクレアーゼP(RNP)の検出のための1つのプライマー/プローブを含む。例えば、かかるプライマー/プローブとしては、以下が挙げられる:nCOV_N1順方向プライマー(カタログ番号10006830);nCOV_N1逆方向プライマー(カタログ番号10006831);nCOV_N1プローブ(カタログ番号10006832);RNaseP順方向プライマー(カタログ番号10006836);RNaseP逆方向プライマー(カタログ番号10006837);およびRNaseP(ATTO(商標)647)プローブ(カタログ番号10007062)。プライマー/プローブ組み合わせの最終溶液の調製のための特異的な希釈物は、およそ698μLのIDTE(10mMのトリス、0.1mMのEDTA)、67μLのN1-F、67μLのN1-R、17μLのN1-プローブ、67μLのRNP-F、67μLのRNP-R、および17μLのRNP-プローブを含む。
SARS-CoV-2の検出のための2019-nCoV CDCアッセイを、ヌクレオカプシド遺伝子(N1およびN2)を標的にする2つのプライマー/プローブ対を使用して実施する。Integrated DNA Technologies(IDT)のプライマーおよびプローブを使用したCDC2019新型コロナウイルス(2019-nCoV)リアルタイムRT-qPCRアッセイを実施した。簡潔に述べれば、このアッセイは、SARS-CoV-2検出のための2つのプライマー/プローブ(N1およびN2)およびリボヌクレアーゼP(RNP)の検出のための1つのプライマー/プローブを含む。例えば、かかるプライマー/プローブとしては、以下が挙げられる:nCOV_N1順方向プライマー(カタログ番号10006830);nCOV_N1逆方向プライマー(カタログ番号10006831);nCOV_N1プローブ(カタログ番号10006832);RNaseP順方向プライマー(カタログ番号10006836);RNaseP逆方向プライマー(カタログ番号10006837);およびRNaseP(ATTO(商標)647)プローブ(カタログ番号10007062)。プライマー/プローブ組み合わせの最終溶液の調製のための特異的な希釈物は、およそ698μLのIDTE(10mMのトリス、0.1mMのEDTA)、67μLのN1-F、67μLのN1-R、17μLのN1-プローブ、67μLのRNP-F、67μLのRNP-R、および17μLのRNP-プローブを含む。
SwabCLEAR試料およびSalivaCLEAR試料のRNA抽出を、QIAampウイルスRNAミニキット(Qiagen)を使用して実施した。50mLファルコンチューブ中またはクリオチューブ中に採取された唾液試料を、抽出不要のSalivaFAST試験によって直接試験した。5μLのスワブRNA抽出物、5μLの唾液RNA抽出物、または5μLの未処理唾液を、96ウェルプレート(Bio-Rad)中のPCRマスターミックスに添加し、20μLの体積にした。RT-qPCRを、CFXソフトウェアを備えたBio-Rad CFX ConnectリアルタイムPCR検出システムによって実施した。サイクル条件は、55℃で10分間;95℃で1分間;および95℃で10秒間(複数可);ならびに60℃で30秒間を45サイクルであった。分析的検証およびアッセイ対照のために、合成SARS-CoV-2核酸を使用した(Twist Biosciences)。
単一のアッセイ内のN1およびN2の性能の比較により、鼻孔スワブ(R2=0.97)、唾液(R2=0.83)、および抽出不要の試験(R2=0.82)において、本発明の方法の直線性の高さが明らかとなり(図11A~11Cを参照のこと)、ほとんどのCOVID-19症例が類似のウイルス量評価を用いて両方の標的によって検出されることが示唆された。特に唾液においてN1はN2では見逃されたいくつかの低ウイルス量COVID-19の症例を検出したのに対して、N2からはさらなる診断値を得られなかった。
RT-qPCRおよびddPCRによるウイルス量の定量
RT-qPCRによるウイルス量の定量的正確度を評価するために、N1およびN2の同一のプライマーおよびプローブを使用したddPCRも、鼻腔スワブ標本および唾液標本由来のRNA抽出物に対して実施した。第1に、SalivaFASTについての検量線を作成した。
RT-qPCRによるウイルス量の定量的正確度を評価するために、N1およびN2の同一のプライマーおよびプローブを使用したddPCRも、鼻腔スワブ標本および唾液標本由来のRNA抽出物に対して実施した。第1に、SalivaFASTについての検量線を作成した。
第1に、ddPCRによる定量的な正確度および精度を評価した。RNA抽出後にスパイクした試料中に回収されたウイルス量は、鼻腔スワブについては36.3~47.0%および唾液については28.9~45.7%であった。鼻腔スワブおよび唾液由来の抽出物のddPCRによるN1およびN2の精度により、それぞれ、変動係数(CV)5.6~12.3%および4.5~19.1%が実証された(図7Aを参照のこと)。N1およびN2による標本対におけるウイルス量の比較により、一般に、相関がないことが実証された(図12Bおよび12Cを参照のこと)。鼻腔スワブ標本では、N1において広い範囲のウイルス量が実証されたのに対して、同一の試料におけるN2ではプラトーであり(図12Dおよび12Eを参照のこと)、N2の性能が劣ることがさらに実証された。このパターンは唾液では認められず、全体的なウイルス量の低さに関連する可能性が高かった(図6G~H、R2=0.87)。
RT-qPCRによるCt値をddPCRによるウイルス量と比較することにより、両方の鼻腔スワブ標本について明確な感染点を有する対数パターンが明らかとなった(図6Eおよび6Hを参照のこと)。この感染点未満のCt値は、両方のアッセイにおいて直線状の一致が実証され、鼻腔スワブ標本と比較して唾液標本がより良好に相関した。この感染点を超えるCt値は、低ウイルス量に対応していた(10GE/μL未満)(図6Fおよび6Iを参照のこと)。まとめると、これらのデータから、ウイルス量が鼻腔スワブ試料においてより高く、Ct値は約30を超える場合にもはや定量的値ではないことが確認される。
鼻腔スワブおよび唾液の組み合わせ標本は、実行可能な標本タイプである
鼻腔スワブおよび唾液の組み合わせ標本(すなわち、Spit-N-Swab)の抽出不要の試験を、SARS-CoV-2の検出について評価した。COVID-19患者は、鼻腔スワブを浸漬させた唾液標本を提供した。これらの標本を、RNA抽出を用いずに直接試験した。Spit-N-Swabにより、SwabCLEAR比較してCtが1.6増加し(n=104標本対、p=0.011)、SalivaFASTと比較してCtが1.1減少したことが実証された(n=90標本対、図9Aを参照のこと、p<0.001)(図7A)。いくつかのSpit-N-Swab標本において低ウイルス量が検出され、SalivaFAST標本では陰性に適合した(図13Cを参照のこと)を考慮すると、Spit-N-SwabはSalivaFASTの臨床的感度を改善し得る。これらのデータは、鼻腔スワブおよび唾液の組み合わせ標本が抽出不要の試験を実行可能であり、低ウイルス量で感染したCOVID-19患者における感度を増強し得ることが示唆される。
鼻腔スワブおよび唾液の組み合わせ標本(すなわち、Spit-N-Swab)の抽出不要の試験を、SARS-CoV-2の検出について評価した。COVID-19患者は、鼻腔スワブを浸漬させた唾液標本を提供した。これらの標本を、RNA抽出を用いずに直接試験した。Spit-N-Swabにより、SwabCLEAR比較してCtが1.6増加し(n=104標本対、p=0.011)、SalivaFASTと比較してCtが1.1減少したことが実証された(n=90標本対、図9Aを参照のこと、p<0.001)(図7A)。いくつかのSpit-N-Swab標本において低ウイルス量が検出され、SalivaFAST標本では陰性に適合した(図13Cを参照のこと)を考慮すると、Spit-N-SwabはSalivaFASTの臨床的感度を改善し得る。これらのデータは、鼻腔スワブおよび唾液の組み合わせ標本が抽出不要の試験を実行可能であり、低ウイルス量で感染したCOVID-19患者における感度を増強し得ることが示唆される。
午前中の採取対午後の採取
COVID-19患者は、回復期およびウイルス排除の自然経過を観察するために症状の発現後27日目まで縦断的モニタリングを受けた(図15を参照のこと)。多くの対応のある試料セットを、同日の午前および午後に採取した。午前中と午後のRNPのCt値の比較により、Ct値がわずかにSwabCLEARにおいて0.69、SalivaCLEARにおいて1.1増加したことが実証され(図14Aおよび14Bを参照のこと)、試料マトリックスの日変化が示唆された。しかしながら、この相違は、SalivaFASTでは認められなかった(図14Cを参照のこと)。午前の唾液標本と比較して午後の標本は、ウイルス量が減少するという傾向があった。この変化はSalivaFASTで最も顕著であり、N1については2.78(p=0.011)およびN2については2.58(p=0.031)のCtの増加が証明された(図14Cを参照のこと)。概して、これらの予備データは、唾液マトリックスの日変化がRT-qPCRの臨床的感度に影響を及ぼし得るという可能性を高める。
COVID-19患者は、回復期およびウイルス排除の自然経過を観察するために症状の発現後27日目まで縦断的モニタリングを受けた(図15を参照のこと)。多くの対応のある試料セットを、同日の午前および午後に採取した。午前中と午後のRNPのCt値の比較により、Ct値がわずかにSwabCLEARにおいて0.69、SalivaCLEARにおいて1.1増加したことが実証され(図14Aおよび14Bを参照のこと)、試料マトリックスの日変化が示唆された。しかしながら、この相違は、SalivaFASTでは認められなかった(図14Cを参照のこと)。午前の唾液標本と比較して午後の標本は、ウイルス量が減少するという傾向があった。この変化はSalivaFASTで最も顕著であり、N1については2.78(p=0.011)およびN2については2.58(p=0.031)のCtの増加が証明された(図14Cを参照のこと)。概して、これらの予備データは、唾液マトリックスの日変化がRT-qPCRの臨床的感度に影響を及ぼし得るという可能性を高める。
インフルエンザおよびSARS-CoV-2ウイルスの同時検出のための多重アッセイ
別の態様では、同一試料から複数の分析物を検出する方法を提供する。特に、いくつかの実施形態では、複数のウイルス感染を、本明細書中に記載の抽出不要の直接的なPCR技術にしたがって、同一の生物試料から検出することができる。例えば、本発明の方法を使用して、SARS-CoV-2などのコロナウイルス感染を検出することができる一方で、別の呼吸器病原体(インフルエンザウイルスなど)も検出できる。
別の態様では、同一試料から複数の分析物を検出する方法を提供する。特に、いくつかの実施形態では、複数のウイルス感染を、本明細書中に記載の抽出不要の直接的なPCR技術にしたがって、同一の生物試料から検出することができる。例えば、本発明の方法を使用して、SARS-CoV-2などのコロナウイルス感染を検出することができる一方で、別の呼吸器病原体(インフルエンザウイルスなど)も検出できる。
より具体的には、本発明は、多重アッセイ(FLUVIDFast試験)を提供し、この試験は、本発明の固有の緩衝液組成物を介して採取および処理された上気道標本または下気道標本(スピット試料またはスワブ試料)中のSARS-CoV-2、インフルエンザA型ウイルス、および/またはインフルエンザB型ウイルスの核酸を同時に定量的に検出および識別することを意図するリアルタイムRT-qPCR多重化試験である。
例示的なFLUVIDFast試験の実施方法は、生物試料を個体から得る工程を含む。生物試料は、任意の組織試料または体液試料、最も注目すべきは、唾液試料(例えば、患者が適切な採取容器に吐き出すことによって採取する)または呼吸粘膜(例えば、鼻咽頭スワブまたは咽頭スワブを介して採取)であり得る。かかる試料採取は、前述の実施例1を参照して記載の様式に類似の様式であり得る。
さらに、(COVIDFast試験法に関して)前述の方法に類似して、多重アッセイにより、核酸抽出工程を必要とする従来のアプローチが回避され、その代わりに、試料を直接試験し、抽出プロセスを回避する。特に、臨床試料を固有の緩衝液組成物に提供し、試料中の核酸が、下流のqPCR、rtPCR、またはNGSベースの診断試験のために直接使用される。固有の緩衝液組成物は、前に記載されている。
FLUVIDFast試験のためにPCRアッセイを実施する工程は、ウイルス核酸特異的プライマー-プローブセットの使用を含む。この例では、FLUVIDFast試験で使用されるウイルス核酸特異的プライマー-プローブセットは、CDCインフルエンザSARS-CoV-2(Flu SC2)多重アッセイプライマーおよびプローブを含む(以下のCDCウェブサイトで公表されている:https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/lab/multiplex-primer-probes.html、最終更新日:、2021年7月13日)。FLUVIDFast試験は、定量的PCR(qPCR)およびデジタルPCR(dPCR)(ドロップレットデジタルPCR(ddPCR)が挙げられ得る)のうちの少なくとも1つを実施することを含み得るウイルス核酸の定量をさらに含む。結果に基づいて、患者がSARS-CoV-2ウイルス、インフルエンザA型ウイルス、および/またはインフルエンザB型ウイルスに感染しているか、感染していないかを診断することができる。
FLUVIDFast試験の臨床的検証:
FLUVIDFastアッセイを、日常的なCOVID19試験由来の450の残りの臨床スワブ試料に対して実施した。
FLUVIDFastアッセイを、日常的なCOVID19試験由来の450の残りの臨床スワブ試料に対して実施した。
FLUVIDFast試験を、SARS-CoV-2検出のためのCOVIDFast試験に対して臨床的に検証した。コミュニティメンバー由来の450対の臨床試料(すなわち、各々の試験被験体が1つの唾液試料および1つの前鼻孔スワブ試料を提供した)を、FLUVIDFastによって分析し、COVIDFastと比較した。PPAおよびNPAは、それぞれ、92.86%および99.24%,である(以下の表3を参照のこと)。
FLUVIDFast(4重アッセイ)を、日常的なCOVID19試験由来の450の残りの臨床スワブ試料に対して実施した。表に示すように(表4)、インフルエンザA型が検出され、インフルエンザB型は検出されなかった。8つ全てのインフルエンザの症例は、インフルエンザA型のみであり、COVID19を重感染していなかった。インフルエンザB型が検出されてなかったことに対する1つの可能性のある理由は、CDCに報告された最近のインフルエンザ陽性試験から示唆される(図16を参照のこと)。特に、発症率は、インフルエンザA型の97.7%と比較してインフルエンザB型では非常に低く、2.3%である。したがって、使用した試験タイプと無関係に、インフルエンザB型陽性の臨床試料を見出すことは困難であり得る。FLUVIDFast試験におけるインフルエンザA型の発症率は、米国の臨床検査室によってCDCに報告された最新のサマリーに類似する(図17中の週202204を参照のこと)。
本発明者らは、FLUVIDFast試験がCDCの現在のFlu-SC2多重アッセイよりもインフルエンザA型およびインフルエンザB型(influenze B)を有効に検出することを見出した。特に、図18Aおよび18Bは、RNA抽出を必要とするCDCインフルエンザSARS-CoV-2(Flu SC2)多重アッセイに対する、FLUVIDFastアッセイの抽出不要の方法によるインフルエンザA型およびインフルエンザB型の検出効率を比較したグラフである。図18Aおよび18Bでは、インフルエンザA型コピーおよびインフルエンザB型コピーの異なる濃度でのCq値を、比較のためにプロットしている。
図19は、3~10コピー/μLの範囲の濃度でのインフルエンザA型およびインフルエンザB型の20レプリケートならびにSARS-CoV-2人為的試料の10レプリケートを使用した検出限界(LoD)の決定を示すチャートである。
参照による援用
本開示を通して、特許、特許出願、特許刊行物、雑誌、書籍、論文、ウェブコンテンツなどの他の文書が参照および引用されている。かかる文書は全て、あらゆる目的のためにその全体が本明細書中で参考として援用される。
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均等物
本明細書に表示されて記載されたものに加えて、本発明の種々の修正およびその多くのさらなる実施形態は、本明細書中に引用された科学文献および特許文献の参照が含まれる本文書の全内容から当業者に明らかになるであろう。本明細書中の主題は、その種々の実施形態およびその均等物において本発明の実施に適合させることができる重要な情報、例示、およびガイダンスを含む。
本明細書に表示されて記載されたものに加えて、本発明の種々の修正およびその多くのさらなる実施形態は、本明細書中に引用された科学文献および特許文献の参照が含まれる本文書の全内容から当業者に明らかになるであろう。本明細書中の主題は、その種々の実施形態およびその均等物において本発明の実施に適合させることができる重要な情報、例示、およびガイダンスを含む。
Claims (21)
- 抽出不要の核酸分析方法であって、
生物試料を、ヌクレアーゼフリー水、抗真菌剤、抗生物質、リボヌクレアーゼ阻害剤、および還元剤を含む緩衝液組成物中で混合する工程;
前記核酸の事前抽出を行うことなく、標的核酸に特異的なプライマーを用いて前記緩衝液中で前記核酸を直接増幅させる工程;および
病原体の存在を検出するために前記増幅工程において産生されたアンプリコンを分析する工程
を含む、方法。 - 前記核酸が病原体である、請求項1に記載の方法。
- 前記病原体が、ウイルス、細菌、および真菌から選択される、請求項2に記載の方法。
- 前記核酸が、宿主生物の細胞に由来する、請求項1に記載の方法。
- 前記核酸がRNAまたはDNAである、請求項1に記載の方法。
- 前記分析する工程が、前記アンプリコンを配列決定することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記生物試料が体液である、請求項1に記載の方法。
- 前記体液が、唾液、痰、粘液、たん、尿、血液、便、および性器分泌物からなる群から選択される、請求項7に記載の方法。
- 前記還元剤溶液が、トリス(2-カルボキシエチル)ホスフィン塩酸塩溶液である、請求項1に記載の方法。
- 前記抗真菌剤溶液がアンホテリシンB溶液を含み、前記抗生物質溶液がペニシリン・ストレプトマイシン溶液を含む、請求項1に記載の方法。
- 鼻腔スワブまたは咽頭スワブを介して前記生物試料を得る工程をさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 膣スワブまたは直腸スワブを介して前記生物試料を得る工程をさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記抗真菌剤溶液がアンホテリシンB溶液を含み、前記抗生物質溶液がペニシリン・ストレプトマイシン溶液を含む、請求項1に記載の方法。
- 1またはそれを超えるPCRアッセイを実施する前に、前記緩衝液組成物と混合された生物試料を熱失活させる工程をさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記生物試料および緩衝液組成物の混合物を、95℃に5分間加熱する、請求項14に記載の方法。
- ウイルスが重症急性呼吸器症候群コロナウイルス-2(SARS-CoV-2)である、請求項1に記載の方法。
- 前記核酸特異的プライマーが、ウイルスのN遺伝子、ORFlab遺伝子、およびE遺伝子のうちの1つまたは複数を標的にする、請求項16に記載の方法。
- ウイルス核酸を定量する工程をさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記増幅工程が、定量的PCR(qPCR)を含む、請求項18に記載の方法。
- 連続した時点で前記患者から得た複数の生物試料中のウイルス核酸量を比較し、経時的なウイルス核酸量の増加または減少に基づいて疾患の進行を決定する工程をさらに含む、請求項1に記載の方法。
- ウイルス核酸量に基づいて疾患アウトカムを予想する工程をさらに含む、請求項20に記載の方法。
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