การพัฒนาวิธี LAMP-Lateral Flow Immunoassay สำหรับการวินิจฉัยโรคเมลิออยด์
คำสำคัญ:
โรคเมลิออยด์, การวินิจฉัยทางห้องปฏิบัติการ, แลมป์, แลทเทอรอลโฟลว์ ดิปสติกบทคัดย่อ
หลักการและวัตถุประสงค์: โรคเมลิออยด์เป็นโรคร้ายแรงเกิดจากการติดเชื้อแบคทีเรียแกรมลบ Burkholderia pseudomallei ผู้ป่วยที่ติดเชื้อในกระแสเลือดอาจเสียชีวิตได้อย่างรวดเร็วภายใน 48 ชั่วโมง ดังนั้นการตรวจวินิจฉัยอย่างรวดเร็วจึงมีความสำคัญ วัตถุประสงค์ของการศึกษานี้เพื่อพัฒนาเทคนิคการตรวจหาเชื้อด้วยวิธีลูปเมดิเอเตท ไอโซเทอร์มอลแอมพลิฟิเคชั่น (LAMP) ร่วมกับเทคนิคแลทเทอรอลโฟลว์ ดิปสติก (LFD) เพื่อการตรวจหาเชื้อ B. pseudomallei
วิธีการศึกษา: เลือกจีน wcbG ซึ่งเป็นยีนที่คาดการณ์ว่าเกี่ยวข้องกับการสร้างโปรตีน capsular polysaccharide protein ของเชื้อ B. pseudomallei มาออกแบบไพรเมอร์ สำหรับวิธี LAMP จำนวน 4 ไพรเมอร์ และ 1 โพรบ โดยอาศัยโปรแกรม Primer Explorer software ทำการทดลองหาสภาวะที่เหมาะสม สำหรับวิธี LAMP-LFD และศึกษาความไว (sensitivity) ของวิธี LAMP-LFD โดยใช้ B. pseudomallei DNA ปริมาณตั้งแต่ 50 นาโนกรัม ถึง 500 เฟมโตกรัม ตลอดจนประเมินความจำเพาะด้วยการทดสอบกับ DNA ของเชื้อแบคทีเรียปริมาณ 50 นาโนกรัม จำนวน 12 สายพันธุ์ หลังจากนั้นได้ประเมินความสามารถในการตรวจหาเชื้อ B. pseudomallei ในเลือดที่มีสารกันเลือดแข็ง EDTA ที่มีเชื้อปริมาณตั้งแต่ 106 CFU ถึง 1 CFU
ผลการศึกษา: จากการศึกษาพบว่าผู้วิจัยสามารถพัฒนาชุดตรวจ LAMP-LFD ได้สำเร็จ โดยใช้ 1M betaine และสภาวะที่อุณหภูมิ 60°C เป็นเวลา 60 นาที สำหรับรอบของ LAMP และใช้อุณหภูมิ 60°C เป็นเวลา 5 นาที สำหรับการทำ hybridization กับ FITC-probe LAMP-LFD ให้ความไวที่ ปริมาณ 5 พิโคกรัมต่อมิลลิลิตร และความจำเพาะ 100% เมื่อทดสอบกับเชื้อ B. thailandensis, Staphylococcus aureus, S. epidermidis, Escherichia coli, Salmonella group B, Pseudomonas aeruginosa และ Klebsiella pneumonia ปริมาณต่ำสุดที่สามารถตรวจได้ในเลือดที่มีสารกันเลือดแข็ง EDTA คือ 102 CFU ต่อเลือด 200 ไมโครลิตร
สรุป: ชุดตรวจ LAMP-LFD ที่พัฒนาขึ้นโดยใช้ยีน wcbG ให้ความไว และความจำเพาะสูงสำหรับการตรวจหาเชื้อ B. pseudomallei ในเลือด งานวิจัยนี้จึงเป็นอีกวิธีทางเลือกหนึ่งของการตรวจวินิจฉัยโรคเมลิออยด์อย่างรวดเร็ว
เอกสารอ้างอิง
Wiersinga WJ, Virk HS, Torres AG, Currie BJ, Peacock SJ, Dance DA, et al. Melioidosis. Nat Rev Dis Primers 2018;4(1):17107. doi:10.1038/nrdp.2017.107
Limmathurotsakul D, Wongratanacheewin S, Teerawattanasook N, Wongsuvan G, Chaisuksant S, Chetchotisakd P. et al. Increasing incidence of human melioidosis in northeast Thailand. Am J Trop Med Hyg 2010;82(6):1113-7. doi:10.4269/ ajtmh.2010.10-0038
Houghton RL, Reed DE, Hubbard MA, Dillon MJ, Chen H, Currie BJ, et al. Development of a Prototype Lateral Flow Immunoassay (LFI) for the Rapid Diagnosis of Melioidosis. PLoS Negl Trop Dis 2014;8(3):e2727. doi:10.1371/journal.pntd.0002727
Wongsuvan G, Hantrakun V, Teparrukkul P, Imwong M, West TE, Wuthiekanun V, et al. Sensitivity and specificity of a lateral flow immunoassay (LFI) in serum samples for diagnosis of melioidosis. Trans R Soc Trop Med Hyg 2018;112(12):568-70. doi:10. 1093/trstmh/try099
Notomi T, Okayama H, Masubuchi H, Yonekawa T, Watanabe K, Amino N, et al. Loop-mediated isothermal amplification of DNA. Nucleic Acids Res 2000;28(12):e63. doi:10.1093/nar/28.12.e63
Chantratita N, Meumann E, Thanwisai A, Limmathurotsakul D, Wuthiekanun V, Wannapasni S, et al. Loop-mediated isothermal amplification method targeting the TTS1 gene cluster for detection of Burkholderia pseudomallei and diagnosis of melioidosis. J Clin Microbiol 2008;46(2): 568–73. doi:10.1128/JCM.01817-07
Sermswan RW, Royros P, Khakhum N, Wongratana¬cheewin S, Tuanyok A. Direct detection of Burkholderia pseudomallei and biological factors in soil. Trans R Soc Trop Med Hyg 2015;109(7): 462–8. doi:10.1093/trstmh/trv040
Anderson DG, McKay LL. Simple and rapid method for isolating large plasmid DNA from lactic streptococci. Appl Environ Microbiol 1983;46(3): 549-52. doi:10.1128/aem.46.3.549-552.1983
Rattanathongkom A, Sermswan RW, Wongratana¬cheewin S. Detection of Burkholderia pseudom¬allei in blood samples using polymerase chain reaction. Mol Cell Probes 1997;11(1):25–31. doi: 10.1006/mcpr.1996.0072
Jin JL, Ning YX. Septicemic melioidosis: a case report and literature review. J Thorac Dis 2014;6(2): E1-4. doi:10.3978/j.issn.2072-1439.2014.01.20
Warapitiya DS, Subasinghe S, Silva RF De, Piyarisi DL, Jayatilleke K. Severe Sepsis with Multiorgan Failure due to Melioidosis: A Lesson to Learn. Case Rep Med 2021;8(1):1-5. doi:10.1155/2021/5563214
Deris ZZ, Hasan H, Suraiya MNS. Clinical characteristics and outcomes of bacteraemic melioidosis in a teaching hospital in a northeastern state of Malaysia: A five-year review. Vol. 4, J Infect Dev Ctries 2010;4(7):430-5. doi:10.3855/jidc.491
Goodyear A, Strange L, Rholl DA, Silisouk J, Dance DAB, Schweizer HP, et al. An improved selective culture medium enhances the isolation of Burkholderia pseudomallei from contaminated specimens. Am J Trop Med Hyg 2013;89(5):973–82. doi:10.4269/ajtmh.13-0119
Nhem S, Letchford J, Meas C, Thann S, McLaughlin JC, Baron EJ, et al. Detection of Burkholderia pseudomallei in Sputum using Selective Enrichment Broth and Ashdown’s Medium at Kampong Cham Provincial Hospital, Cambodia. F1000Res 2014;3(302):1-5. doi:10.12688/ f1000research. 5935.1
Opota O, Jaton K, Greub G. Microbial diagnosis of bloodstream infection: Towards molecular diagnosis directly from blood. Clin Microbiol Infect 2015;21(4):323–31. doi:10.1016/j.cmi.2015 .02.005
Palasatien S, Lertsirivorakul R, Royros P, Wongratanacheewin S, Sermswan RW. Soil physicochemical properties related to the presence of Burkholderia pseudomallei. Trans R Soc Trop Med Hyg 2008;102(Suppl 1):S5-9. doi:10.1016/S0035-9203(08)70003-8
Wang Y, Li H, Wang Y, Zhang L, Xu J, Ye C. Loop-mediated isothermal amplification label-based gold nanoparticles lateral flow biosensor for detection of Enterococcus faecalis and Staphylococcus aureus. Front Microbiol 2017;10(8):1-14. doi:10.3389/fmicb.2017.00192
Zhang X, Lowe SB, Gooding JJ. Brief review of monitoring methods for loop-mediated isothermal amplification (LAMP). Biosens Bioelectron 2014;15(61):491–9. doi:10.1016/j.bios.2014.05.039
Liu L, Xu Y, Zhong W, Li L, Li W, Xiao Q. Comparison of three terminal detection methods based on loop mediated isothermal amplification (Lamp) assay for spring viremia of carp virus (svcv). Turk J Fish Aquat Sci 2019;19(9):805–16. doi:10.4194/ 1303-2712-v19_9_09
Zhang J, Cao J, Zhu M, Xu M, Shi F. Loop-mediated isothermal amplification-lateral-flow dipstick (LAMP-LFD) to detect Mycoplasma ovipneumoniae. World J Microbiol Biotechnol 2019; 35(2). doi:10.1007/s11274-019-2601-5
Kumvongpin R, Jearanaikoon P, Wilailuckana C, Sae-Ung N, Prasongdee P, Daduang S, et al. Detection assay for HPV16 and HPV18 by loop-mediated isothermal amplification with lateral flow dipstick tests. Mol Med Rep 2017;15(5): 3203–9. doi:10.3892/mmr.2017.6370
Gong P, Zhang T, Chen F, Wang L, Jin S, Bai X. Advances in loop-mediated isothermal amplification: Integrated with several point-of-care diagnostic methods. Analytical Methods 2014;19(6): 7585–9. doi:10.1039/C4AY00330F
Mori Y, Hirano T, Notomi T. Sequence specific visual detection of LAMP reactions by addition of cationic polymers. BMC Biotechnol 2006;6(3):1-10. doi:10.1186/1472-6750-6-3
Kaewphinit T, Arunrut N, Kiatpathomchai W, Santiwatanakul S, Jaratsing P, Chansiri K. Detection of Mycobacterium tuberculosis by using loop-mediated isothermal amplification combined with a lateral flow dipstick in clinical samples. Biomed Res Int 2013;2013(8671):1-7. doi: 10.1155/2013/ 926230
Khunthong S, Jaroenram W, Arunrut N, Suebsing R, Mungsantisuk I, Kiatpathomchai W. Rapid and sensitive detection of shrimp yellow head virus by loop-mediated isothermal amplification combined with a lateral flow dipstick. J Virological Methods 2013;188(1-2):51–6. doi: 10.1016/j.jviromet. 2012.11.041
ดาวน์โหลด
เผยแพร่แล้ว
รูปแบบการอ้างอิง
ฉบับ
ประเภทบทความ
สัญญาอนุญาต
ลิขสิทธิ์ (c) 2024 ศรีนครินทร์เวชสาร
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
