Perspectives on molecular detection methods of lyssaviruses

Fischer, Melina GND; Hoffmann, Bernd GND; Freuling, Conrad Martin GND; Müller, Thomas GND; Beer, Martin GND

Lyssaviruses belong to the family Rhabdoviridae within the order Mononegavirales. Their genomes consist of a negative stranded linear RNA. Although dog transmitted rabies causes the majority of the estimated 55 000 worldwide fatalities per year, bat lyssaviruses have also caused human cases. Based on a broad range of different host species, their geographical distribution and the evolutionary age lyssaviruses display a high degree of genetic variability. Thus the development of molecular diagnostics for the reliable detection and identification of members of the genus Lyssavirus (pan-lyssavirus assay) is a challenge, but is valuable for the fight against rabies worldwide. In this study different published PCR-systems or primers for the detection of a wide range of lyssaviruses were tested as real-time RT-PCRs with different one-step and two-step assays. Comparison of different two-step assays by varying the RT-chemistry revealed differences in sensitivity. Nevertheless, most of the tested one-step systems provided an improved performance, including a reduced assay time and a reduced risk of cross-contaminations, when compared to the optimized two-step assay. Finally, we also provide an overview of additional state-of-the-art molecular methods to detect and differentiate lyssavirus species in general.

Lyssaviren gehören der Ordnung Mononegavirales innerhalb der Familie Rhabdoviridae an. Es handelt sich um einzelsträngige RNA-Viren mit einem linearen, negativ orientierten Genom. Obwohl die durch Hundebisse übertragene Tollwut den Großteil der etwa 55 000 weltweiten Todesfälle pro Jahr darstellt, können auch fast alle Fledermaus-Lyssaviren diese Krankheit beim Menschen hervorrufen. Basierend auf einem breiten Wirtsspektrum, ihrer geografischen Verteilung und dem evolutionären Alter besitzen Lyssaviren einen erheblichen Grad genetischer Variabilität. Daher ist die Entwicklung molekular-diagnostischer Verfahren zum verlässlichen Nachweis und zur Identifikation der Mitglieder des Genus Lyssavirus (pan-lyssavirus assay) eine Herausforderung, andererseits aber sehr nützlich im Kampf gegen die Tollwut und Tollwut-ähnliche Erkrankungen weltweit. In dieser Arbeit wurden unterschiedliche publizierte PCR Systeme oder Primer zum Nachweis einer großen Bandbreite von Lyssaviren als real-time RT-PCR mit verschiedenen one-step und two-step Systemen getestet. Ein Vergleich verschiedener two-step Systeme mittels Variation der RT-Chemie zeigte Unterschiede in der Sensitivität. Dennoch zeigten die meisten der getesteten one-step Methoden bessere Ergebnisse bei gleichzeitiger Verkürzung der Versuchsdauer und Reduktion des Risikos von Kreuzkontaminationen im Vergleich zum optimierten two-step System. Schließlich geben wir einen Überblick über weitere aktuelle molekulare Methoden zum Lyssavirus-Nachweis sowie zur Differenzierung der unterschiedlichen Spezies.

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Fischer, Melina / Hoffmann, Bernd / Freuling, Conrad Martin / et al: Perspectives on molecular detection methods of lyssaviruses. 2012.

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