- Email: [email protected]
Polymerase chain reaction or probable contaminated reagin?
Editorials sciences médicales au bénéfice des membres de la faculté. Wolfgang Drexler, PhD, de la Cardiff University, à Cardiff (R.-U.) fut le conférencer Fear Memorial 2008; il a traité du visionnement et de l’exploration des cellules individuelles de la rétine humaine vivante. Les autres conférenciers invités furent : Keith Martin, MD, Cambridge University, R.-U.; Isabelle Brunette, MD, Université de Montréal, Montréal, Qué.; Michael Walter, PhD, Université d’Alberta, Edmonton, Alta.; Brian MacVicar, PhD, Université de ColombieBritannique, Vancouver, C.-B.; Giovanni Staurenghi, MD, Université de Milan, Milan, Italie; Joanne Katz, ScD, Université Johns Hopkins, Baltimore, Md.; et Brad Fortune, PhD, Devers Eye Institute, Portland, Ore. À ces conférences s’ajoutèrent des sujets comme la fragilité et la maladie oculaire, les progrès de la neurochirurgie robotisée, les stratégies optogénétiques de restauration de la vision et les applications cliniques de la déformation radiaire de l’acuité, traités par le corps enseignant de Dalhousie : Gautam Awatramani, PhD; Paul Artes, PhD; Ryan D’Arcy, PhD; Ivar Mendez, MD, PhD; Lesya Shuba, MD, PhD;
Polymerase chain reaction or probable contaminated reagin? Can J Ophthalmol 2009;44:10–1 doi:10.3129/i08-186
I
n their excellent narrative review in this issue of the Canadian Journal of Ophthalmology, Yeung et al.1 describe in detail polymerase chain reaction (PCR) methodology and its clinical applicability to ophthalmology. The methodology is based on heat–cool amplifying several cycles of the DNA in question with primers for the suspected DNA in a soup of a thermally stable polymerase enzyme, buffers, and ions. Several variants of this basic reaction are now available and were explained in detail. The authors discuss the potential applicability to detect bacteria, atypical bacteria, viruses, cytokines, and even tumors both inside and outside the eye. When I was a fellow at the University of California San Francisco back in 1995, there was great hope for the applicability of PCR in ophthalmology. So great was the promise that it seemed in a few short months, a few years at most, PCR would be the mainstay of diagnostic testing for infectious ophthalmic conditions. Traditional bacterial and viral cultures would be obsolete sooner than later. But in the year 2008, PCR is still a peripheral test in ophthalmology within our ever-expanding diagnostic armory. Optical coherence tomography, Heidelberg retinal tomography, topography, and ultrasound biomicroscopy have improved with every generation, but PCR has seen no expanded use. Why has this happened? Understanding the fundamentals of diagnostic testing gives us the answer. For a diagnostic test to be useful it must be valid (have high sensitivity and specificity), reliable (be
10
CAN J OPHTHALMOL—VOL. 44, NO. 1, 2009
Donald Weaver, MD, PhD; Patrice Côté, PhD; et Kenneth Rockwood, MD. Les rencontres « forme et fonction » visent essentiellement à recruter des stagiaires, étudiants, diplômés et étudiants en médecine, et à les attirer vers l’ophtalmologie et la science de la vision. En vue de la prochaine conférence, qui aura lieu en 2010, les initiatives auront pour objet d’inciter les stagiaires de partout au pays à participer à la rencontre et à présenter leurs recherches. C’est uniquement en partageant les idées nouvelles et en traversant la ligne de partage entre la recherche et la pratique clinique—et entre les nombreuses surspécialisations de l’ophtalmologie—que nous pourrons attirer des esprits nouveaux, frais et talentueux, dans notre domaine. Balwantray C. Chauhan, PhD Department of Ophthalmology and Visual Sciences, Dalhousie University, Halifax (N.-É.) [email protected] Traduction par Claude Gendron
reproduceable by different labs and in the hands of different technicians), responsive (detect change in the condition, not just its existence), convenient, practical, and cost-effective. PCR has fallen short in several of these areas. The most obvious problem is determining when the test is useful. Most surface infections can be easily cultured by traditional means (when culture is even necessary), negating the need for PCR. Similarly, bacteria, when present in ocular infections, are cultured easily and accurately. The best potential clinical use of PCR lies in its ability to detect atypical intraocular organisms, including viruses; the usual methods of culturing these organisms are neither accurate nor reliable. Unfortunately, PCR has been often overlooked even for this purpose. Atypical intraocular infections are rare, making the motivation for public health research in this area (by government or industry) weak. And historically, the test has been characterized by great sensitivity but poor specificity, creating many false-positive assays and the nickname “Probable Contaminated Reagin.” Gold-standard microbes whose DNA and assays have been standardized lab-to-lab have often been elusive. Typically, regional virology labs have standardized specimens derived from serum, not ocular speccimens, making the test’s validity questionable and hampering its reliability. Quantitative PCR has good responsiveness, but still suffers the faults of the binary PCR assays. Given the relatively small number of assays in any given region, the cost of setting up an ocular standardized assay for many atypical organisms is difficult to justify. PCR is still a test with great promise. But until it incorporates assays with high sensitivity and specificity, standardized from ocular specimens that are reliable and cost-effective, it
Editorials will never enjoy success and practical applicability. It would seem that, in 2008, the use of PCR in clinical ophthalmology is not much farther ahead than it was in 1995 after all. William G. Hodge, MD, PhD, FRCSC Ivey Eye Institute, University of Western Ontario, London, Ont.
REFERENCES 1. Yeung SN, Butler A, Mackenzie PJ. Applications of the polymerase chain reaction in clinical ophthalmology. Can J Ophthalmol 2009;44:23–30.
[email protected]
Polymérisation en chaîne ou réagine probablement contaminée ?
D
ans leur excellente étude dans la présente édition du Journal canadien d’ophtalmologie, Yeung et al.1 décrivent en détail la méthodologie et l’application clinique en ophtalmologie de la polymérisation en chaîne (PCR). La méthodologie se fonde sur plusieurs cycles d’amplification en alternance chaud–froid de l’ADN en question avec les amorces de la présumée ADN dans une soupe d’enzymes polymérases, de tampons et d’ions thermiquement stables. Plusieurs variantes de cette réaction de base, maintenant disponibles, ont été expliquées en détail. Les auteurs en examinent les possibilités d’application pour détecter les bactéries, les bactéries atypiques, les virus, les cytokines et même les tumeurs à l’intérieur et à l’extérieur de l’œil. Quand j’étais fellow à l’Université de Californie à San Francisco, en 1995, l’applicabilité de la PCR à l’ophtalmologie suscitait beaucoup d’espoir. Au point de penser que, en quelques mois, quelques années à peine, la PCR constituerait la base des tests de diagnostic des infections ophtalmiques. Les cultures bactériennes et virales seraient devenues désuètes tôt ou tard. Mais, en 2008, la PCR demeure toujours un test périphérique en ophtalmologie, parmi notre arsenal de diagnostics en constante expansion. La tomographie par cohérence optique, la tomographie rétinienne d’Heidelberg, la topographie et la biomicroscopie à l’ultrason s’améliorent d’une génération à l’autre, mais la PCR ne voit pas s’accroître son utilisation. Pourquoi en est-il ainsi ? La réponse se trouve dans les principes de base du test de diagnostic. Pour être utile, le test doit être valable (très sensible et spécifique), fiable (reproductible dans d’autres laboratoires et par d’autres techniciens), réactif (détectant l’évolution et non seulement l’existence d’une affection), pertinent, pratique et rentable. La PCR a failli sur plusieurs de ces points. Le problème le plus évident consiste à déterminer quand le test est utile. La plupart des infections de surface peuvent facilement être soumises aux modes traditionnels de
culture (quand la culture est même nécessaire), excluant le besoin de la PCR. De même, lorsqu’elles sont présentes dans l’infection oculaire, les bactéries font facilement l’objet d’une culture précise. La meilleure utilisation clinique qu’on puisse faire de la PCR vient de sa capacité de détecter les organismes intraoculaires atypiques, virus compris, pour lesquels les cultures usuelles ne sont ni précises ni fiables. Hélas, on oublie souvent la PCR à cet effet. Les infections intraoculaires atypiques sont rares, ce qui atténue la motivation de la recherche en santé publique (gouvernement ou industrie) dans ce secteur. Puis, historiquement, on estime que le test est d’une grande sensibilité mais peu spécifique, d’où la perception de plusieurs essais faussement positifs et le surnom de « Réagine probablement contaminée ». Les microbes types dont l’ADN et les essais ont été standardisés d’un laboratoire à l’autre ont souvent été difficiles à définir. Typiquement, les laboratoires régionaux de virologie ont standardisé les spécimens dérivés du sérum, qui ne sont pas des spécimens oculaires, mettant en doute la validité du test et gênant sa fiabilité. Sur le plan quantitatif, la PCR apporte une bonne réponse, mais elle est ternie par les erreurs des essais binaires. Vu le nombre relativement faible des essais dans les régions, il est difficile de justifier le coût de la standardisation d’un essai oculaire pour plusieurs organismes atypiques. La PCR demeure toujours un test fort prometteur, mais elle ne saurait réussir et être vraiment applicable tant qu’elle n’aura pas une forte sensibilité et la spécificité voulue et qu’elle n’aura pas été standardisée à partir de spécimens oculaires fiables et rentables. Somme toute, il semblerait qu’en 2008, l’utilisation de la PCR dans les cliniques d’ophtalmologie ne sera pas plus avancée qu’elle ne l’était en 1995. William G. Hodge, MD, PhD, FRCSC Ivey Eye Institute, University of Western Ontario, London (Ont.) [email protected] Traduction par Claude Gendron
RÉFÉRENCES Voir les références à la page 11. CAN J OPHTHALMOL—VOL. 44, NO. 1, 2009
11
Polymerase chain reaction or probable contaminated reagin? Can J Ophthalmol 2009;44:10–1 doi:10.3129/i08-186
I
n their excellent narrative review in this issue of the Canadian Journal of Ophthalmology, Yeung et al.1 describe in detail polymerase chain reaction (PCR) methodology and its clinical applicability to ophthalmology. The methodology is based on heat–cool amplifying several cycles of the DNA in question with primers for the suspected DNA in a soup of a thermally stable polymerase enzyme, buffers, and ions. Several variants of this basic reaction are now available and were explained in detail. The authors discuss the potential applicability to detect bacteria, atypical bacteria, viruses, cytokines, and even tumors both inside and outside the eye. When I was a fellow at the University of California San Francisco back in 1995, there was great hope for the applicability of PCR in ophthalmology. So great was the promise that it seemed in a few short months, a few years at most, PCR would be the mainstay of diagnostic testing for infectious ophthalmic conditions. Traditional bacterial and viral cultures would be obsolete sooner than later. But in the year 2008, PCR is still a peripheral test in ophthalmology within our ever-expanding diagnostic armory. Optical coherence tomography, Heidelberg retinal tomography, topography, and ultrasound biomicroscopy have improved with every generation, but PCR has seen no expanded use. Why has this happened? Understanding the fundamentals of diagnostic testing gives us the answer. For a diagnostic test to be useful it must be valid (have high sensitivity and specificity), reliable (be
10
CAN J OPHTHALMOL—VOL. 44, NO. 1, 2009
Donald Weaver, MD, PhD; Patrice Côté, PhD; et Kenneth Rockwood, MD. Les rencontres « forme et fonction » visent essentiellement à recruter des stagiaires, étudiants, diplômés et étudiants en médecine, et à les attirer vers l’ophtalmologie et la science de la vision. En vue de la prochaine conférence, qui aura lieu en 2010, les initiatives auront pour objet d’inciter les stagiaires de partout au pays à participer à la rencontre et à présenter leurs recherches. C’est uniquement en partageant les idées nouvelles et en traversant la ligne de partage entre la recherche et la pratique clinique—et entre les nombreuses surspécialisations de l’ophtalmologie—que nous pourrons attirer des esprits nouveaux, frais et talentueux, dans notre domaine. Balwantray C. Chauhan, PhD Department of Ophthalmology and Visual Sciences, Dalhousie University, Halifax (N.-É.) [email protected] Traduction par Claude Gendron
reproduceable by different labs and in the hands of different technicians), responsive (detect change in the condition, not just its existence), convenient, practical, and cost-effective. PCR has fallen short in several of these areas. The most obvious problem is determining when the test is useful. Most surface infections can be easily cultured by traditional means (when culture is even necessary), negating the need for PCR. Similarly, bacteria, when present in ocular infections, are cultured easily and accurately. The best potential clinical use of PCR lies in its ability to detect atypical intraocular organisms, including viruses; the usual methods of culturing these organisms are neither accurate nor reliable. Unfortunately, PCR has been often overlooked even for this purpose. Atypical intraocular infections are rare, making the motivation for public health research in this area (by government or industry) weak. And historically, the test has been characterized by great sensitivity but poor specificity, creating many false-positive assays and the nickname “Probable Contaminated Reagin.” Gold-standard microbes whose DNA and assays have been standardized lab-to-lab have often been elusive. Typically, regional virology labs have standardized specimens derived from serum, not ocular speccimens, making the test’s validity questionable and hampering its reliability. Quantitative PCR has good responsiveness, but still suffers the faults of the binary PCR assays. Given the relatively small number of assays in any given region, the cost of setting up an ocular standardized assay for many atypical organisms is difficult to justify. PCR is still a test with great promise. But until it incorporates assays with high sensitivity and specificity, standardized from ocular specimens that are reliable and cost-effective, it
Editorials will never enjoy success and practical applicability. It would seem that, in 2008, the use of PCR in clinical ophthalmology is not much farther ahead than it was in 1995 after all. William G. Hodge, MD, PhD, FRCSC Ivey Eye Institute, University of Western Ontario, London, Ont.
REFERENCES 1. Yeung SN, Butler A, Mackenzie PJ. Applications of the polymerase chain reaction in clinical ophthalmology. Can J Ophthalmol 2009;44:23–30.
[email protected]
Polymérisation en chaîne ou réagine probablement contaminée ?
D
ans leur excellente étude dans la présente édition du Journal canadien d’ophtalmologie, Yeung et al.1 décrivent en détail la méthodologie et l’application clinique en ophtalmologie de la polymérisation en chaîne (PCR). La méthodologie se fonde sur plusieurs cycles d’amplification en alternance chaud–froid de l’ADN en question avec les amorces de la présumée ADN dans une soupe d’enzymes polymérases, de tampons et d’ions thermiquement stables. Plusieurs variantes de cette réaction de base, maintenant disponibles, ont été expliquées en détail. Les auteurs en examinent les possibilités d’application pour détecter les bactéries, les bactéries atypiques, les virus, les cytokines et même les tumeurs à l’intérieur et à l’extérieur de l’œil. Quand j’étais fellow à l’Université de Californie à San Francisco, en 1995, l’applicabilité de la PCR à l’ophtalmologie suscitait beaucoup d’espoir. Au point de penser que, en quelques mois, quelques années à peine, la PCR constituerait la base des tests de diagnostic des infections ophtalmiques. Les cultures bactériennes et virales seraient devenues désuètes tôt ou tard. Mais, en 2008, la PCR demeure toujours un test périphérique en ophtalmologie, parmi notre arsenal de diagnostics en constante expansion. La tomographie par cohérence optique, la tomographie rétinienne d’Heidelberg, la topographie et la biomicroscopie à l’ultrason s’améliorent d’une génération à l’autre, mais la PCR ne voit pas s’accroître son utilisation. Pourquoi en est-il ainsi ? La réponse se trouve dans les principes de base du test de diagnostic. Pour être utile, le test doit être valable (très sensible et spécifique), fiable (reproductible dans d’autres laboratoires et par d’autres techniciens), réactif (détectant l’évolution et non seulement l’existence d’une affection), pertinent, pratique et rentable. La PCR a failli sur plusieurs de ces points. Le problème le plus évident consiste à déterminer quand le test est utile. La plupart des infections de surface peuvent facilement être soumises aux modes traditionnels de
culture (quand la culture est même nécessaire), excluant le besoin de la PCR. De même, lorsqu’elles sont présentes dans l’infection oculaire, les bactéries font facilement l’objet d’une culture précise. La meilleure utilisation clinique qu’on puisse faire de la PCR vient de sa capacité de détecter les organismes intraoculaires atypiques, virus compris, pour lesquels les cultures usuelles ne sont ni précises ni fiables. Hélas, on oublie souvent la PCR à cet effet. Les infections intraoculaires atypiques sont rares, ce qui atténue la motivation de la recherche en santé publique (gouvernement ou industrie) dans ce secteur. Puis, historiquement, on estime que le test est d’une grande sensibilité mais peu spécifique, d’où la perception de plusieurs essais faussement positifs et le surnom de « Réagine probablement contaminée ». Les microbes types dont l’ADN et les essais ont été standardisés d’un laboratoire à l’autre ont souvent été difficiles à définir. Typiquement, les laboratoires régionaux de virologie ont standardisé les spécimens dérivés du sérum, qui ne sont pas des spécimens oculaires, mettant en doute la validité du test et gênant sa fiabilité. Sur le plan quantitatif, la PCR apporte une bonne réponse, mais elle est ternie par les erreurs des essais binaires. Vu le nombre relativement faible des essais dans les régions, il est difficile de justifier le coût de la standardisation d’un essai oculaire pour plusieurs organismes atypiques. La PCR demeure toujours un test fort prometteur, mais elle ne saurait réussir et être vraiment applicable tant qu’elle n’aura pas une forte sensibilité et la spécificité voulue et qu’elle n’aura pas été standardisée à partir de spécimens oculaires fiables et rentables. Somme toute, il semblerait qu’en 2008, l’utilisation de la PCR dans les cliniques d’ophtalmologie ne sera pas plus avancée qu’elle ne l’était en 1995. William G. Hodge, MD, PhD, FRCSC Ivey Eye Institute, University of Western Ontario, London (Ont.) [email protected] Traduction par Claude Gendron
RÉFÉRENCES Voir les références à la page 11. CAN J OPHTHALMOL—VOL. 44, NO. 1, 2009
11