Establishment and application of a multiplex qPCR panel for multi-host surveillance of tick-Borne pathogens.

چکیده اصلی

Tick-borne diseases pose significant public health threats. Non-specific symptoms and co-infections present diagnostic challenges for conventional methods. To address this, we developed the tick-borne pathogen (TBP) Panel, utilizing eight separate multiplex qPCR assays to simultaneously detect 25 TBPs (7 bacteria, 14 viruses, 4 parasites). Optimal Quantification Cycle (Cq) cut-offs were established using nested/semi-nested PCR amplicon sequencing, and digital PCR as reference standards. The Panel was then deployed for screening 2,333 ticks, 59 rodents, and 553 febrile patients. The Panel demonstrated robust analytical performance, achieving limits of detection (LOD99%) being 3.5-131 copies/reaction of plasmid, 102-103 copies/mL of blood and 103-104 copies/tick pool. This study established a tiered determination framework (Cq ≤ 36.6 as positive; Cq 36.6-39.6 requiring dual-replicate confirmation), yielding an overall AUC of 0.979, with 96.5% sensitivity and 96.5% specificity. Screening revealed a diverse pathogen landscape, identifying a total of 14 pathogens in 16.9% of the ticks (395/2,333), revealing a diverse geographical distribution. Five pathogens were identified in 7.9% of AFI patients (25/317), including Severe Fever with Thrombocytopenia Syndrome Virus (SFTSV) and Ehrlichia spp., which were found circulating in local ticks. In the FUO cohort, a single case of Rickettsia spp. was identified. Rodent surveillance identified four pathogens, predominantly Bartonella spp. (67.8%). In conclusion , the rigorously validated TBP Panel enables rapid etiological identification of undifferentiated febrile illnesses, serving as a high-throughput tool that bridges large-scale surveillance with clinical diagnostics to close critical gaps in tick-borne disease management.

ترجمه فارسی چکیده

بیماری‌های منتقل‌شده توسط پشه تهدیدات عمومی سلامت هستند. علائم غیراختصاصی و عفونت‌های همزمان چالش‌های تشخیصی را برای روش‌های سنتی ایجاد می‌کنند. برای حل این مشکل، پنل بیماری‌های منتقل‌شده توسط پشه (TBP Panel) توسعه یافت که از هشت آزمایش qPCR چندگانه جداگانه برای تشخیص همزمان ۲۵ عامل بیماری‌زا (۷ باکتری، ۱۴ ویروس، ۴ پارازیت) استفاده می‌کند. آستانه‌های بهینه Cq با استفاده از توالی‌یابی آمپلیکون PCR تو در تو/نیمه-تو در تو و PCR دیجیتال به عنوان استانداردهای مرجع تعیین شد. سپس پنل برای غربالگری ۲,۳۳۳ پشه، ۵۹ جوندگان و ۵۵۳ بیمار تب‌دار استفاده شد. پنل عملکرد تحلیلی قوی نشان داد که حد تشخیص (LOD99%) ۳.۵-۱۳۱ کپی/واکنش پلاسمید، ۱۰۲-۱۰۳ کپی/میلی‌لیتر خون و ۱۰۳-۱۰۴ کپی/گروه پشه بود. این مطالعه یک چارچوب تعیین طبقه‌بندی‌شده ایجاد کرد (Cq ≤ ۳۶.۶ به عنوان مثبت؛ Cq ۳۶.۶-۳۹.۶ نیازمند تأیید دو تکرار)، که منجر به AUC کلی ۰.۹۷۹ با حساسیت و ویژگی ۹۶.۵٪ شد. غربالگری مناظره بیماری‌زا متنوعی را آشکار کرد که مجموعاً ۱۴ عامل بیماری‌زا را در ۱۶.۹٪ پشه‌ها (۳۹۵/۲,۳۳۳) شناسایی کرد. پنج عامل در ۷.۹٪ بیماران تب‌ناپایدار (۲۵/۳۱۷) شناسایی شد، از جمله ویروس سندرم تب و ترومبوسیتopenپنی شدید (SFTSV) و Ehrlichia spp. که در پشه‌های محلی در گردش بودند. در کوهورت تب نامشخص (FUO)، یک مورد Rickettsia spp. شناسایی شد. نظارت بر جوندگان چهار عامل بیماری‌زا را شناسایی کرد، عمدتاً Bartonella spp. (۶۷.۸٪). در نهایت، پنل TBP Panel که به طور دقیق تأیید شده است، شناسایی اتیولوژیک سریع بیماری‌های تب‌دار بدون تفاوت‌گذاری را ممکن می‌سازد و به عنوان یک ابزار با ظرفیت بالا عمل می‌کند که شکاف‌های حیاتی در مدیریت بیماری‌های منتقل‌شده توسط پشه را پر می‌کند.

متن کامل اصلی