Multiplexed Detection of Mosquito-Borne Viruses at the Point-of-Care

在护理点对蚊媒病毒进行多重检测

基本信息

  • 批准号:
    10560649
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 37.19万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-02-11 至 2025-01-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Project Summary Dengue virus (DENV), Zika virus (ZIKV), Chikungunya virus (CHIKV), and Mayaro virus (MAYV) are all mosquito-borne RNA viruses. They are public health concerns because (1) DENV and CHIKV cause hundreds of millions of infections each year, with significant burdens in affected areas, (2) the outbreak of ZIKV in Brazil in 2015/2016 caused anxieties to general population due to its association with microcephaly of newborns, and (3) MAYV emerged in Central and Southern America recently and has the potential for epidemic spread. Because these virus infections have virtually identical clinical presentation and they often circulate concurrently, it is important to have a point-of-care (POC) testing platform to accurately identify virus infection for clinical management of patients, including different complications from these viruses. According to the Centers for Disease Control and Prevention (CDC), the current methods authorized for assessing DENV, ZIKV, and CHIKV infections include reverse transcription polymerase chain reaction (RT- PCR) assay and enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). However, these assays are carried out in laboratories, not at POC in a clinic or in an infected field. It is also important to note that virus infection can cause asymptomatic infections, up to 80% of ZIKV patients, 50% of DENV patients, and 28% of CHIKV patients, respectively. As a result, POC testing in the field will be more valuable for screening asymptomatic patients and monitoring possible virus transmission than a laboratory test because only symptomatic patients go to hospitals or clinics for seeking medical help or to be screened. To address the need, we propose to develop a POC diagnostic platform called Valve-enabled Lysis, paper- based RNA Enrichment, and RNA Amplification Devices (VLEAD). VLEAD will integrate sample preparation— including virus lysis and RNA enrichment—with nucleic acid amplification for simultaneous detection of these viruses. To achieve the goal, we aim to (1) develop multiplexed VLEAD for simultaneous detection of ZIKV, DENV, CHIKV and MAYV; (2) optimize VLEAD using various samples and compare the suitability of the device for urine, saliva and blood samples; and (3) validate VLEAD using clinical samples and compare VLEAD with the benchmark methods including conventional RT-PCR. The significance of the research lies in the following aspects. First, these mosquito-borne RNA viruses are a public health concern. An accurate and sample-to-answer virus detection platform at POC will be useful for clinical care and patient management. Second, a large percentage of these virus infections are asymptomatic, thus a non-invasive POC platform would be very beneficial for screening the general population in the infected area and monitoring virus transmission. Third, the VLEAD platform can be adapted for detecting other pathogens of interest, with a potential to have more societal impacts.
项目概要 登革热病毒(DENV)、寨卡病毒(ZIKV)、基孔肯雅病毒(CHIKV)和马亚罗病毒(MAYV)都是 蚊媒 RNA 病毒是公共卫生问题,因为 (1) DENV 和 CHIKV 会导致数百种病毒。 每年有数百万感染者,给受影响地区带来巨大负担,(2) 巴西寨卡病毒爆发 2015/2016 年,由于与新生儿小头畸形相关,引起了普通民众的焦虑,以及 (3)MAYV近期在中南美洲出现,具有疫情传播的潜力。 因为这些病毒感染具有几乎相同的临床表现,并且它们经常会改变 同时,拥有一个即时检测(POC)平台来准确识别病毒感染也很重要 用于患者的临床管理,包括这些病毒引起的不同并发症。 根据美国疾病控制与预防中心 (CDC) 的说法,目前授权的方法 评估 DENV、ZIKV 和 CHIKV 感染包括逆转录聚合酶链反应 (RT- PCR)测定和酶联免疫吸附测定(ELISA)然而,这些测定是在中进行的。 实验室,而不是诊所或受感染场所的 POC 还需要注意的是,病毒感染可能会导致感染。 导致无症状感染,高达 80% 的 ZIKV 患者、50% 的 DENV 患者和 28% 的 CHIKV 患者 因此,现场 POC 检测对于筛查无症状患者将更有价值。 与实验室测试相比,监测可能的病毒传播,因为只有有症状的患者 前往医院或诊所寻求医疗帮助或接受检查。 为了满足这一需求,我们建议开发一个名为 Valve-enabled Lysis 的 POC 诊断平台,论文 - 基于 RNA 富集和 RNA 扩增设备 (VLEAD) 将集成样品制备 — 包括病毒裂解和 RNA 富集——通过核酸扩增同时检测这些 为了实现这一目标,我们的目标是 (1) 开发多重 VLEAD 以同时检测 ZIKV、 DENV、CHIKV和MAYV;(2)使用各种样本优化VLEAD并比较设备的适用性 用于尿液、唾液和血液样本;(3) 使用临床样本验证 VLEAD 并将 VLEAD 与 基准方法包括常规RT-PCR。 该研究的意义在于以下几个方面:首先,这些蚊媒RNA病毒是。 POC 的准确且从样本到答案的病毒检测平台将有助于解决公共卫生问题。 其次,这些病毒感染很大一部分是无症状的。 因此,非侵入性 POC 平台将非常有利于筛查感染者的一般人群。 第三,VLEAD 平台可用于检测其他区域。 感兴趣的病原体,有可能产生更多的社会影响。

项目成果

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