Published July 13, 2020 | Version v1
Publication Open

Melioidosis DS rapid test: A standardized serological dipstick assay with increased sensitivity and reliability due to multiplex detection

Creators

  • 1. Medical University of Graz
  • 2. Friedrich-Loeffler-Institut
  • 3. Khon Kaen University
  • 4. Udon Thani Hospital
  • 5. Nakhon Phanom University
  • 6. Mahidol Oxford Tropical Medicine Research Unit
  • 7. Mahidol University
  • 8. InfectoGnostics Research Campus Jena
  • 9. Friedrich Schiller University Jena
  • 10. Leibniz Institute of Photonic Technology
  • 11. University of Oxford

Description

Melioidosis, caused by Burkholderia pseudomallei, is a severe infectious disease with high mortality rates, but is under-recognized worldwide. In endemic areas, there is a great need for simple, low-cost and rapid diagnostic tools. In a previous study we showed, that a protein multiplex array with 20 B. pseudomallei-specific antigens detects antibodies in melioidosis patients with high sensitivity and specificity. In a subsequent study the high potential of anti-B. pseudomallei antibody detection was confirmed using a rapid Hcp1 single protein-based assay. Our protein array also showed that the antibody profile varies between patients, possibly due to a combination of host factors but also antigen variations in the infecting B. pseudomallei strains. The aim of this study was to develop a rapid test, combining Hcp1 and the best performing antigens BPSL2096, BPSL2697 and BPSS0477 from our previous study, to take advantage of simultaneous antibody detection.The 4-plex dipstick was validated with sera from 75 patients on admission plus control groups, achieving 92% sensitivity and 97-100% specificity. We then re-evaluated melioidosis sera with the 4-plex assay that were previously misclassified by the monoplex Hcp1 rapid test. 12 out of 55 (21.8%) false-negative samples were positive in our new dipstick assay. Among those, 4 sera (7.3%) were Hcp1 positive, whereas 8 (14.5%) sera remained Hcp1 negative but gave a positive reaction with our additional antigens.Our dipstick rapid test represents an inexpensive, standardized and simple diagnostic tool with an improved serodiagnostic performance due to multiplex detection. Each additional band on the test strip makes a false-positive result more unlikely, contributing to its reliability. Future prospective studies will seek to validate the gain in sensitivity and specificity of our multiplex rapid test approach in different melioidosis patient cohorts.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

داء الميلويد، الذي تسببه البوركهولدريا الزائفة، هو مرض معدي شديد مع ارتفاع معدلات الوفيات، ولكنه غير معترف به في جميع أنحاء العالم. في المناطق الموبوءة، هناك حاجة كبيرة لأدوات تشخيص بسيطة ومنخفضة التكلفة وسريعة. في دراسة سابقة أظهرنا، أن مجموعة متعددة من البروتين مع 20 B. المستضدات الخاصة بالمالي الزائفة تكتشف الأجسام المضادة في مرضى داء الميلويد مع حساسية عالية وخصوصية. في دراسة لاحقة، تم تأكيد الإمكانات العالية للكشف عن الأجسام المضادة المضادة لـ B. pseudomallei باستخدام اختبار Hcp1 واحد سريع قائم على البروتين. أظهرت مصفوفة البروتين الخاصة بنا أيضًا أن شكل الأجسام المضادة يختلف بين المرضى، ربما بسبب مجموعة من العوامل المضيفة ولكن أيضًا بسبب اختلافات المستضدات في سلالات B. pseudomallei المصابة. كان الهدف من هذه الدراسة هو تطوير اختبار سريع، يجمع بين Hcp1 وأفضل المستضدات أداءً BPSL2096 و BPSL2697 و BPSS0477 من دراستنا السابقة، للاستفادة من الكشف المتزامن عن الأجسام المضادة. تم التحقق من صحة مقياس القياس الرباعي مع الأمصال من 75 مريضًا عند القبول بالإضافة إلى مجموعات التحكم، مما حقق حساسية 92 ٪ وخصوصية 97-100 ٪. ثم أعدنا تقييم الأمصال الميلويدية باستخدام المقايسة رباعية الأبعاد التي تم تصنيفها سابقًا بشكل خاطئ من خلال الاختبار السريع Monoplex Hcp1. كانت 12 من أصل 55 (21.8 ٪) عينة سلبية كاذبة إيجابية في مقايسة مقياس العمق الجديدة. من بين هؤلاء، كانت 4 أمصال (7.3 ٪) إيجابية Hcp1، في حين ظلت 8 أمصال (14.5 ٪) سلبية Hcp1 ولكنها أعطت رد فعل إيجابي مع مستضداتنا الإضافية. يمثل اختبارنا السريع لمقياس العمق أداة تشخيصية غير مكلفة وموحدة وبسيطة مع أداء تشخيصي مصلي محسن بسبب الكشف المتعدد. كل شريط إضافي على شريط الاختبار يجعل النتيجة الإيجابية الكاذبة غير مرجحة، مما يساهم في موثوقيتها. ستسعى الدراسات المستقبلية المستقبلية إلى التحقق من المكاسب في حساسية وخصوصية نهج الاختبار السريع متعدد الإرسال في مجموعات مختلفة من مرضى داء الميلويد.

Translated Description (French)

La mélioïdose, causée par Burkholderia pseudomallei, est une maladie infectieuse grave avec des taux de mortalité élevés, mais elle est sous-reconnue dans le monde entier. Dans les zones endémiques, il existe un grand besoin d'outils de diagnostic simples, peu coûteux et rapides. Dans une étude précédente, nous avons montré qu'un réseau de protéines multiplex avec 20 antigènes spécifiques de B. pseudomallei détecte les anticorps chez les patients atteints de mélioïdose avec une sensibilité et une spécificité élevées. Dans une étude ultérieure, le potentiel élevé de détection des anticorps anti-B. pseudomallei a été confirmé à l'aide d'un test rapide à base de protéine Hcp1 unique. Notre réseau de protéines a également montré que le profil d'anticorps varie d'un patient à l'autre, peut-être en raison d'une combinaison de facteurs hôtes mais aussi de variations antigéniques dans les souches de B. pseudomallei infectantes. L'objectif de cette étude était de développer un test rapide, combinant Hcp1 et les antigènes les plus performants BPSL2096, BPSL2697 et BPSS0477 de notre étude précédente, pour tirer parti de la détection simultanée d'anticorps. La bandelette réactive 4-plex a été validée avec des sérums de 75 patients sur des groupes d'admission plus des groupes témoins, atteignant une sensibilité de 92% et une spécificité de 97-100%. Nous avons ensuite réévalué les sérums de mélioïdose avec le test 4-plex qui étaient auparavant mal classés par le test rapide monoplex Hcp1. 12 échantillons faux négatifs sur 55 (21,8 %) étaient positifs dans notre nouveau test sur bandelette réactive. Parmi ceux-ci, 4 sérums (7,3%) étaient Hcp1 positifs, tandis que 8 (14,5%) sérums sont restés Hcp1 négatifs mais ont donné une réaction positive avec nos antigènes supplémentaires. Notre test rapide sur bandelette représente un outil de diagnostic peu coûteux, standardisé et simple avec une performance sérodiagnostique améliorée grâce à la détection multiplex. Chaque bande supplémentaire sur la bandelette de test rend un résultat faussement positif plus improbable, ce qui contribue à sa fiabilité. Les futures études prospectives chercheront à valider le gain de sensibilité et de spécificité de notre approche de test rapide multiplex dans différentes cohortes de patients atteints de mélioïdose.

Translated Description (Spanish)

La melioidosis, causada por Burkholderia pseudomallei, es una enfermedad infecciosa grave con altas tasas de mortalidad, pero poco reconocida en todo el mundo. En las zonas endémicas, existe una gran necesidad de herramientas de diagnóstico sencillas, de bajo coste y rápidas. En un estudio anterior demostramos que una matriz múltiplex de proteínas con 20 antígenos específicos de B. pseudomallei detecta anticuerpos en pacientes con melioidosis con alta sensibilidad y especificidad. En un estudio posterior, se confirmó el alto potencial de la detección de anticuerpos anti-B. pseudomallei utilizando un ensayo rápido basado en una sola proteína Hcp1. Nuestra matriz de proteínas también mostró que el perfil de anticuerpos varía entre pacientes, posiblemente debido a una combinación de factores del huésped, pero también a variaciones de antígenos en las cepas infectantes de B. pseudomallei. El objetivo de este estudio fue desarrollar una prueba rápida, combinando Hcp1 y los antígenos de mejor rendimiento BPSL2096, BPSL2697 y BPSS0477 de nuestro estudio anterior, para aprovechar la detección simultánea de anticuerpos. La tira reactiva 4-plex se validó con sueros de 75 pacientes en los grupos de ingreso más control, logrando una sensibilidad del 92% y una especificidad del 97-100%. Luego reevaluamos los sueros de melioidosis con el ensayo 4-plex que fueron clasificados erróneamente previamente por la prueba rápida monoplex Hcp1. 12 de 55 (21.8%) muestras de falsos negativos fueron positivas en nuestro nuevo ensayo de tira reactiva. Entre ellos, 4 sueros (7.3%) fueron positivos para Hcp1, mientras que 8 (14.5%) sueros siguieron siendo negativos para Hcp1, pero dieron una reacción positiva con nuestros antígenos adicionales. Nuestra prueba rápida de tira reactiva representa una herramienta de diagnóstico económica, estandarizada y simple con un rendimiento serodiagnóstico mejorado debido a la detección múltiple. Cada banda adicional en la tira reactiva hace que un resultado falso positivo sea más improbable, lo que contribuye a su fiabilidad. Los estudios prospectivos futuros buscarán validar la ganancia en sensibilidad y especificidad de nuestro enfoque de prueba rápida múltiplex en diferentes cohortes de pacientes con melioidosis.

Files

journal.pntd.0008452&type=printable.pdf

Files (1.3 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:4b335540eed04b1ddd74dd5888393f6e
1.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
اختبار الميلويد دي إس السريع: اختبار عصا قياس مصلي موحد مع زيادة الحساسية والموثوقية بسبب الكشف المتعدد
Translated title (French)
Test rapide de mélioïdose DS : un test de bandelette sérologique standardisé avec une sensibilité et une fiabilité accrues grâce à la détection multiplex
Translated title (Spanish)
Prueba rápida de melioidosis DS: un ensayo estandarizado de tira reactiva serológica con mayor sensibilidad y confiabilidad debido a la detección múltiplex

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3042094534
DOI
10.1371/journal.pntd.0008452

Is supplement to
https://openalex.org/W4319052970 (Other)
https://openalex.org/W4280545381 (Other)
https://openalex.org/W3025277965 (Other)
https://openalex.org/W2475044402 (Other)
https://openalex.org/W2407415576 (Other)
https://openalex.org/W2069649144 (Other)
https://openalex.org/W1984080932 (Other)
https://openalex.org/W1975021899 (Other)
https://openalex.org/W1969125915 (Other)
https://openalex.org/W1898070688 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1499177518
  • https://openalex.org/W1930468266
  • https://openalex.org/W1966374877
  • https://openalex.org/W1997751500
  • https://openalex.org/W2016257886
  • https://openalex.org/W2046221312
  • https://openalex.org/W2049694143
  • https://openalex.org/W2103864740
  • https://openalex.org/W2106761646
  • https://openalex.org/W2107233780
  • https://openalex.org/W2108000869
  • https://openalex.org/W2110559356
  • https://openalex.org/W2113384992
  • https://openalex.org/W2118377265
  • https://openalex.org/W2130623712
  • https://openalex.org/W2161294866
  • https://openalex.org/W2164805036
  • https://openalex.org/W2171206637
  • https://openalex.org/W2407415576
  • https://openalex.org/W2475239763
  • https://openalex.org/W2484427319
  • https://openalex.org/W2494081357
  • https://openalex.org/W2521201096
  • https://openalex.org/W2580471686
  • https://openalex.org/W2597754506
  • https://openalex.org/W2612139361
  • https://openalex.org/W2744545809
  • https://openalex.org/W2766370211
  • https://openalex.org/W2796779184
  • https://openalex.org/W2801821172
  • https://openalex.org/W2806539750
  • https://openalex.org/W2806613802
  • https://openalex.org/W2892046520
  • https://openalex.org/W2897633471
  • https://openalex.org/W2903077292
  • https://openalex.org/W2912219559
  • https://openalex.org/W2931601168
  • https://openalex.org/W2945785375
  • https://openalex.org/W2949482326
  • https://openalex.org/W2956021214
  • https://openalex.org/W3001727171
  • https://openalex.org/W4211093779