Benchmarking a massively parallel nucleic acid hybridization platform for monitoring biomarkers of public health significance in wastewater
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Nucleic acid amplification tests (NAATs) are exquisitely sensitive and specific, able to accurately and quickly monitor vanishingly small amounts of RNA or DNA in wastewater-based public health surveillance applications. Yet, multiplexing samples and target assays is difficult and the dependence of NAATs on enzymes increases false negative rates with inhibitor-rich environmental samples. The Nanostring nCounter system (NNS) is a nucleic acid hybridization platform with a capability for high multiplexing (upwards of 800 probes) that directly counts RNA or DNA biomarkers without reverse transcription or amplification. This study determines the feasibility of direct detection and quantification of genetic markers of public health significance in wastewater samples using NNS and compares the performance with gold-standard NAAT assays targeting antimicrobial resistance (AMR) DNA loci, 16S DNA, SARS-CoV-2 RNA, and the fecal content markers, Pepper mild mottle virus (PMMoV) RNA and crAssphage DNA. We demonstrate that the direct detection and quantification of high- and medium-copy markers, including PMMoV RNA, beta-lactamase, and carbapenemase DNA, in wastewater extracts is both feasible and accurate when benchmarked against gold-standard NAATs. Low-copy detection and monitoring daily trends of SARS-CoV-2 N RNA was achievable but was not as robust as NAATs. Due to the lower analytical sensitivity of NNS compared to NAATs and the requirement of a 18h hybridization step, NNS may not be suitable to provide early warning of incident cases to public health. However, as the scope of wastewater surveillance expands to monitor a broad range of nucleic acid-based biomarkers, the target and sample multiplexing capability of NNS, combined with reduced hands-on time and ease-of-analysis, are distinct advantages. Thus, NNS has a role to play in wastewater and environmental monitoring applications, especially for AMR surveillance. Highlights Nanostring nCounter system (NNS) benchmarked in wastewater surveillance (WWS). Markers of antimicrobial resistance, SARS-CoV-2, and feces directly measured by NNS. Strong concordance between NNS and nucleic acid amplification tests (NAATs). NNS has lower sensitivity compared to NAATs. Cost-effective, scalable multiplexing of NNS is an advantage in WWS.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».