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编号:10235289
一种竞争性RT-PCR测定HCV RNA方法的建立及其应用
http://www.100md.com 《现代诊断与治疗》 2000年第3期
     作者:杨才生 卢桥生 李东良 温云海 张国安

    单位:杨才生(解放军476医院,福建 福州 350002);卢桥生(解放军476医院,福建 福州 350002);李东良(解放军476医院,福建 福州 350002);温云海(解放军476医院,福建 福州 350002);张国安(解放军476医院,福建 福州 350002);卢桥生(第一军医大学南方医院,广东 广州 510515)

    关键词:丙型肝炎病毒;竞争性逆转录-聚合酶链式反应;定量试验

    现代诊断与治疗000311

    摘要:目的 建立检测丙型肝炎病人血清HCVRNA水平的竞争性逆转录-聚合酶链式反应定量方法。方法 采用含HCV5非编码区(5NCR)缺失突变的重组质粒5T1d,将其目的基因亚克隆到体外转录载体pCDNAⅠ多克隆位点上,获得转录重组体5T1d。将其线性化后用SP6RNA聚合酶体外转录竞争性缺失突变模板RNA,该模板定量后与血清HCVRNA一起作逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR),建立检测血清HCVRNA水平的竞争性定量方法。结果 检测15例丙肝病人20份血清,滴度为6.6×102~6.6×106copies/ml。结论 各类丙型肝炎患者血清病毒滴度均较高,经干扰素治疗后病毒水平下降1~5个Log,年龄小于20岁者干扰素治疗效果较好。
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    分类号:R446.1 文献标识码:A

    文章编号:1001-8174(2000)03-0155-02

    Development and Application of a Quantitative Assay by Competitive RT-PCR to Measure Serum HCV RNA

    YANG Cai-sheng,LI Dong-liang,WEN Yun-hai,ZHANG Guo-an

    (The 476th Hospital of PLA,Fuzhou 350002,China)

    LU Qiao-sheng

    (The South Hospital of The First Military Medical University,Guangzhou 510516,China)
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    Abstract:Objective To establish quantitative assay by competitive RT-PCR measuring serum HCV RNA from patients with HCV infection.Method An in vitro transcription recombinant plasmid 5T1d was obtained after subcloning the target gene of clone 5T1d,which contained mutant HCV 5 non-coding region cDNA,into a transcriptive vector pCDNA Ⅰ.After linearization of 5T1d,recombinant RNA was synthesized using SP6 RNA polymerase.A competitive RT-PCR assay was established by co-amplification HCV wild type genome extracted from serum and recombinant RNA.Results The HCV RNA titers of 20 sera from 15 cases with hepatitis C,including five patients treated with alpha-interferon(IFN-α),were detected using this method.It was found that serum HCV RNA concerntrations ranged from 6.6×102 to 6.6×106 copies/ml.Conclusions There were high titers of HCV RNA in all kinds of patients with HCV infection.In the five patients treated with IFN-α,the serum concentrations decreased 1~5Log.The effect of IFN-α is better in patients younger than 20 years old.
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    Key Words:Hepatitis C virus;Competitive RT-PCR;Quantatitive assay

    丙型肝炎病毒(HCV)是肠道外传播非甲非乙型肝炎的重要病原,感染后很少自然缓解,病情较轻,进展缓慢,但预后严重,必须抗病毒治疗。检测血清HCV水平是丙型肝炎(HC)基础研究和考核疗效的重要手段。而其病毒血症水平极低,定量检测是目前HCV研究的困难之一。我们采用Kumar等[1]构建的HCV5’非编码区(5’NCR)缺失突变克隆,建立检测血清HCV的竞争性逆转录PCR(CRT-PCR)方法,初步观察丙肝病人自然状态和抗病毒治疗后的血清HCVRNA滴度变化。

    1 材料与方法

    1.1 研究对象 15例HC患者,男9例,女6例,年龄16~71岁,根据1995年第五次全国传染病寄生虫会议修订的临床诊断标准,急性HC5例,慢性9例,亚急性重型1例。有输血史10例。全部病人经EIA或PCR试验已排除甲型和乙型肝炎病毒感染。血清标本于-20℃库存。
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    1.2 主要试剂 TOP10F菌株、转录载体pCDNA Ⅰ(Invitrogen公司),含HCV5’NCRcDNA的缺失突变克隆5T1d(英国St Mary’s Hospital Medical School的Umesh Kumar博士惠赠),SP6RNA聚合酶、EcoRⅠ、BamH Ⅰ、T4DNA连接酶、无RNase污染的胰DNase Ⅰ、rNTP、地高辛寡核苷酸加尾标记及检测试剂盒(BM公司);TaqDNA聚合酶(上海复生生物工程研究所);dNTP、AMV逆转录酶(Promega公司);RNasin(华美生物工程公司);引物由中国科学院上海细胞所合成,序列如下:外引物1985’CGG TTG GTG TTA CGT TTG3’(反义),1975’ATA GAT CAC TCC CCT GTG3’(正义);内引物0385’GAT GCA CGG TCT ACG AGA CC3’(反义),2475’CTT CAC GCA GAA AGC GTC3’(正义)。

    1.3 5T1d目的基因的亚克隆 Kumar等[1]设计的重组质粒5T1d,目的基因为人工缺失突变的5NCRcDNA(173bp),将该目的基因亚克隆到转录截体pCDNAⅠ的BamHⅠ和EcoRⅠ位点上,所获新重组体用5T1d’表示。用EcoRⅠ和BamHⅠ消化5T1d和体外转录载体pCDNAⅠ,得到目的基因及线状pCDNAⅠ在20μl体积中进行连接反应,内含T4DNA连接酶1单位,16℃过夜连接,反应液转化TOP10F’受体菌,涂布LB平皿培养基,37℃过夜培养,取白色菌落增殖后碱裂解法小规模提取质粒,斑点杂交法筛选阳性克隆5T1d’。
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    1.4 竞争性RNA模板的体外转录 (1)模板制备:用BamHⅠ酶切使5T1d’线性化,在SP6RNA聚合酶作用下合成缺失突变的正链RNA分子。取5T1d’100μl,BamHⅠ5μl,10×缓冲液10μl,37℃90分钟,透析袋电泳洗脱法回收转录模板线状5T1d’。(2)转录反应:在0.5ml离心管中依次加入5×转录缓冲液20μl,100mmol/LDTT(二硫苏糖醇)10μl,RNasin3μl,5mmol/LrNTP10μl,线状5T1d’10μl,SP6RNA聚合酶2μl,无核酸酶H2O补足至100μl,37℃2小时。加入无RNase的DNaseⅠ3μl,37℃20分钟,以去除模板DNA,酚氯仿抽提,无水乙醇沉淀,10μl无核酸酶H2O重悬RNA。RNA定量参照文献[1],获得每μl分别含105、104、103、102、101个分子的系列浓度。

    1.5 竞争性RT-PCR检测血清HCVRNA滴度 (1)血清HCVRNA的抽提:SDS-蛋白酶K消化法。简言之,血清50μl,2×RNA抽提缓冲液100μl,蛋白酶K8μl(10mg/ml),无核酸酶H2O补足至200μl,42℃水浴消化45分钟,酚氯仿抽提,无水乙醇沉淀,10μl无核酸酶H2O重悬。(2)cDNA合成:设置5个反应体系,每个反应管分别加入105、104、103、102、101个竞争性模板RNA,血清RNA1μl,引物198,AMV逆转录酶10单位,总体积20μl,42℃水浴90分钟,94℃5分钟灭活逆转录酶,cDNA立即作PCR扩增。(3)巢式PCR:取cDNA各5μl,引物198、197,TaqDNA聚合酶,PCR缓冲液,dNTP进行第一轮PCR;取第一轮PCR产物1μl,引物038、247,代替第一轮引物进行第二轮PCR。两轮PCR体积均50μl,条件均为94℃60秒,56℃60秒,72℃60秒,35次循环。(4)PCR产物观察和血清HCVRNA滴度的计算:取10μl第二轮PCR产物进行2%琼脂糖凝胶电泳,溴乙锭染色,紫外光观察。扩增的野株模板产物应为279bp,竞争模板93bp,找到两者荧光亮度最接近的泳道,通过该反应管中所含的竞争性RNA拷贝数,计算血清HCVRNA的滴度。由于野株模板的分子量是竞争性模板的3倍,其RT-PCR效率是竞争模板的1/3,当两种PCR产物的荧光强度相当时,野株模板的分子数是竞争性模板拷贝数的1/3,。其计算公式是:HCVRNA滴度(拷贝/ml)=200/3×10n(10n分别为105、104、103、102、101)。
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    2 结果

    2.1 HCV野株模板和突变模板电泳结果 见附图。

    附图 HCV野株模板和突变模板电泳结果。

    泳道1、8小分子量Marker,泳道2~6分别是待测野株模板RNA和105、104、103、102、101个突变模板RNA的RT-PCR产物,可见泳道6两条带荧光强度大致相等,泳道7从第一轮PCR开始设置的空白对照

    2.2 HC病人HCVRNA滴度 见表1、2。

    表1 各型丙型肝炎血清HCVRNA定量结果[n(%)]
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    n

    HCVRNA(拷贝/ml)

    6.6×102

    6.6×103~6.6×104

    6.6×105

    6.6×106

    急性

    5

    2(13.3)

    3(20.0)

    慢性
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    9

    1(6.7)

    5(33.4)

    1(6.7)

    2(13.3)

    亚急性重型

    1

    1(6.7)

    合计

    15

    3(20.0)

    8(53.3)

    1(6.7)
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    3(20.0)

    表2 慢性丙肝干扰素治疗前后HCVRNA滴度变化 病人

    年龄/性别

    疗程

    (月)

    HCVRNA(拷贝/ml)

    治疗前

    治疗后

    下降幅度(Log)

    1

    36/F

    3
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    6.6×104

    6.6×102

    2

    2

    45/M

    6

    6.6×106

    6.6×104

    2

    3

    20/F

    4
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    6.6×106

    6.6×102

    4

    4

    16/M

    6

    6.6×105

    检不出

    5

    5

    29/F

    4

, 百拇医药     6.6×104

    6.6×103

    1

    3 讨论

    HCV复制水平低,患者血清中病毒非常少,低于分子杂交检测的敏感性,逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)是一种定性试验,表现为“全”或“无”状态,不能反映病毒血症水平,建立HCV定量方法是国内外研究的热点。我们利用Kumar等[1]构建的HCV5NCR缺失突变克隆5T1d,初步建立了竞争性RT-PCR方法。该法将已知量的竞争性RNA与血清RNA一起作逆转录-PCR,两者以相同的机率竞争引物、Taq酶、dNTP等合成各自的产物,能较客观地反映样品病毒水平。用这种方法检测了15例未抗病毒治疗的HC病人血清HCVRNA含量(表2),6.6×102copies/ml占20.0%,6.6×103~6.6×104copies/ml占53.3%,6.6×105~6.6×106copies/ml占26.7%,与其它文献报道大致相同[2]。说明无论急性和慢性HC,病毒滴度均较高。
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    慢性HC病情较轻、进展较慢,很少自然恢复,抗病毒治疗是必需的。目前慢性HCV感染的主要治疗手段是α-干扰素(IFN-α),但只是抑制HCV复制从而使炎症缓解,较少达到彻底清除病毒的目的。尽管如此,IFN治疗对大部分病例可延迟肝病进展过程。本研究检测了5例慢性HC患者IFN治疗前后的HCVRNA滴度。5例病人经IFN-α治疗后病毒滴度下降了1~5个Log。其中1例16岁男性患者治疗前HCVRNA水平6.6×105copies/ml,完成6个月疗程后病毒量低于检测水平;另1例20岁女性病人治疗前HCVRNA6.6×106copies/ml,接受4个月抗病毒治疗后,病毒滴度下降幅度较大(4个Log)。另3例病人年龄为29~45岁,治疗效果相对较差。提示年龄小者IFN治疗效果较好,与文献报道基本一致[3]。慢性HC病人经抗病毒治疗后,ALT长期稳定正常仅10%~25%,病毒清除和生化指标改善常不一致,临床上常见ALT恢复正常,病毒却没有清除,大部分病例迟早要复发,利用竞争性RT-PCR技术检测血清HCV的病毒量,是评价疗效的较理想指标,监测病程中病毒水平的动态变化,或疗程结束后进行随访,有助于决定是否延长疗程,复发前捕捉治疗机会。许多研究表明治疗前HCVRNA水平是IFN应答的重要参数,因此定量检测HCVRNA技术是一项十分有用的临床工具。
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    (龙宝光教授 审)

    作者简介:杨才生(1967-),男,福建省上杭县人,主治医师,医学硕士,目前主要从事胸腺激素基础与临床工作。

    参考文献:

    [1]Kumar U,Thomas HC,Monjardino J.Serum HCV RNA levels in chronic HCV hepatitis measured by quantitative PCR assay,correlation with serum AST[J].J Virol Meth,1994,47(1):95-102.

    [2]苏秀芬,牛俊奇,胡玉琳,等.竞争性逆转录聚合酶链式反应定量检测HCVRNA[J].中华传染病杂志,1997,15(1):32-34.

    [3]Ampurdanes S,Olmedo E,Maluenda MD,et al.Permanent response to alpha-interferon therapy in chronic hepatitis C is preceded by rapid clearnce of HCV RNA from serum[J].J Hepatol,1996,25:827-832.

    收稿日期:1999-09-24, 百拇医药