CN102209793B - 用于检测hpv的核苷酸序列、方法和试剂盒 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了用于人类乳头瘤病毒(HPV)检测探针的各种序列，其中每种序列都能检测HPV的多种亚型。本发明也提供了含有所述探针的HPV检测芯片、检测试剂盒和使用所述探针的HPV检测方法。可通过本发明的序列检测38种常见的HPV亚型，包括可通过本发明的序列的各种组合检测高风险的HPV亚型。
Description
技术领域
本发明涉及检测人乳头瘤病毒(HPV)的核苷酸序列、方法和试剂盒，特别是使用相对较少数量的核苷酸序列作为探针来检测多种HPV亚型的那些。
背景技术
子宫颈癌为女性中最常见的癌症之一。据估计，2002年世界范围内的死亡率为273，500，并且在2004年增加到320,000。据估计，其中83％的患者在发展中国家，在妇女中占癌症的15-24％，远远高于发达国家的3至7％。已经发现子宫颈癌与人乳头瘤病毒(HPV)感染密切相关，其可导致在癌症发展过程中的癌前期阶段子宫颈上皮内瘤形成(CIN)。因此，检测HPV在预防和治疗子宫颈癌中起到了极为重要的作用。
采用核苷酸序列检测人体中HPV的方法可分为两组。第一组在检测人类样品中的HPV的存在时对HPV亚型进行鉴别，例子包括罗氏AMPLICORTM HPV测试(AMPLICORTM HPV Test)和线性阵列TM HPV基因分型测试(LINEAR ARRAYTM HPV Genotyping Test)；INNO-LiPATM HPV基因分型(额外)法(INNO-LiPATMHPV Genotyping Extra)；亚能生物科技(深圳)有限公司的CN200410037617.7和深圳市隆阳生物科技有限公司的CN200610061044.0。该组方法一般需要针对每一种待检测HPV亚型分别提供一种核苷酸探针，并且需要这些探针必须处于不同的位置(即，如上述例子中所用的那样，在阵列形式上单独的点或线中或在ELISA形式96孔板(宝灵曼公司(Boehringer，Mannheim))的不同孔中)以及替代阵列的其他方法，因此，其开发更复杂且普遍更昂贵。最重要的是，目前已经分离了多于200种HPV亚型且预期会有更多新亚型，因此所有现存的基因分型试剂盒都不能检测除目前已制造的各HPV检测试剂盒具体说明的那些20-37种亚型以外的HPV病毒，从而因为对于每个和每种待测亚型都需要特定探针，而不能对HPV病毒的存在与否进行明确检测。尽管可以在基因分型形式上增加更多类型，但是由于很难从临床样品中获得罕见类型，从而有关监管机构要求的审批过程(特别是对于罕见类型)使得这种方式即使可能也会是困难的。因此覆盖所有HPV亚型的用于明确分型的基因分型方法不仅难以开发且造价昂贵，而且也不太可行。
第二组仅检测HPV的存在而不能鉴别HPV亚型，其中帝吉耐杂交捕获II(Digene HybridII)(HCII)为本发明人已知的目前唯一市售产品。HCII进一步再细分为高风险和低风险型，其中在临床样品中直接使用液相杂交来检测HPV的DNA并使用化学发光信号放大技术取代扩增靶病毒DNA。因此大体而言，目标浓度相对较低时信噪比低，从而检测灵敏度相比于基于PCR的试验低很多。另外，除了使用RNA探针可能导致试剂盒的低稳定性以及污染的可能性(HCII依赖于样品的细胞含量，使得偶尔出现假阳性和假阴性结果，即，接近其检测限浓度时报道的假阳性/阴性率更高)以外，HCII也很昂贵。进一步而言，对于HCII，采用特异的RNA探针来捕获待测的靶亚型DNA，从而与上述第一组(基因分型试验)所述的那些类似，HCII也面对开发限制，除了其是在液体混合物中完成的而不需基因分型。另外，HCII只能检测18种HPV亚型(HCII高风险型13种，HCII低风险型5种)，这远低于最常见的人类38种HPV亚型。150多种罕见HPV亚型中的一部分已被证实为癌症诱导高风险，因此对这些亚型的检测能力对于诊断和预防子宫颈癌也是非常重要的。
基于上述情况，需要探索和开发一种简单并且/或者低成本的用于检测各种HPV亚型感染的方法。
发明目的
因此本发明的一个目的在于解决现有技术中的至少一个或更多的难题。特别地，本发明的一个目的在于以低成本提供用于检测样品中常见HPV亚型的核苷酸序列以及相关方法和试剂盒。最少，本发明的一个目的在于为公众提供有用的选择。
发明内容
因此，本发明提供了一种分离的核酸分子，其选自由下列序列组成的组：(a)选自由SEQ ID NOs.1-24和32组成的组中的序列；以及(b)与(a)中任一所述核酸分子完全互补的序列。
本发明的另一个方面在于提供一种HPV检测试剂盒，包括：
a)用于检测HPV的至少一种HPV探针，每种HPV探针为选自由下列序列组成的组中的分离的核酸分子：(a)选自由SEQ ID NOs.1-24组成的组中的序列；以及(b)与(a)中任一所述核酸分子完全互补的序列；
b)用于通过聚合酶链反应扩增样品中的HPV的引物；以及
c)用于标记扩增的并杂交于所述DNA芯片的DNA的标记物。
本发明的另一个方面在于提供一种用于检测至少2种HPV亚型的DNA芯片，其包括至少一种HPV探针，每种HPV探针为选自由下列序列组成的组中的分离的核酸分子：(a)选自由SEQ ID NOs.1-24组成的组中的序列；以及(b)与(a)中任一所述核酸分子完全互补的序列。
本发明的另一个方面在于提供一种在样品中检测至少2种HPV亚型存在的方法。首先，通过聚合酶链反应扩增存在于样品中的HPV的DNA。然后用至少一种HPV探针检测HPV，每种HPV探针为选自由下列序列组成的组中的分离的核酸分子：(a)选自由SEQ ID NOs.1-24组成的组中的序列；以及(b)与(a)中任一所述核酸分子完全互补的序列。
本发明也提供了一种HPV检测试剂盒，包括：
a)用于检测至少36种HPV亚型的至少两种HPV探针，所述的至少两种HPV探针中的每种分别为分离的核酸分子；
b)用于通过聚合酶链反应扩增样品中的HPV的引物；以及
c)用于标记扩增的并杂交于所述DNA芯片的DNA的标记物。
本发明的另一个方面在于提供一种用于检测至少36种HPV亚型的DNA芯片，包括至少两种HPV探针，所述的HPV探针中的每种分别为分离的核酸分子。
本发明的另一个方面在于提供一种用于检测至少36种HPV亚型的存在的方法，包括以下步骤：
·通过聚合酶链反应扩增存在于样品中的HPV的DNA；
·用至少两种HPV探针检测所述的至少36种HPV亚型，所述的4种HPV探针中的每种分别为分离的核酸分子。
在本发明的上述任意一个方面，优选的是，所述HPV检测试剂盒和/或DNA芯片由用于检测36种HPV亚型的4种HPV探针组成。更优选地，所述4种HPV探针分别具有SEQ ID NOs.1-4或SEQ IDNOs.21-24所示的序列。
在本发明的上述任意一个方面，优选地，分离的核酸分子为DNA。
附图说明
现在将通过实例并结合附图对本发明的优选实施方式进行说明，其中：图1示出了通过本发明的示例性核苷酸序列检测各种HPV亚型的图示。
具体实施方式
现通过实例并结合附图在以下段落中对本发明进行描述。本发明的目的、特征和方面通过以下描述而公开或显而易见。本领域普通技术人员应该理解，本文中的讨论仅为对示例性实施方式的描述，并非为限制体现在示例性解释中的本发明更广泛的方面。
本发明的发明人制备了用于多种HPV亚型的探针，其核苷酸序列与HPV的DNA互补，从而相对少量的探针可以检测大部分常见HPV亚型。在一个具体实施方式中，可通过本发明的2至4种HPV探针的各种组合检出至少36种最常见的HPV亚型。本发明的探针含有SEQ ID NOs.1-24所示核苷酸序列(表1)。
通过SEQ ID NOs.1-24所示序列中的每种检测多种HPV亚型的结果如表2和表3所示，其中表2示出了检测常见的38种HPV亚型的结果，表3示出了检测罕见HPV亚型的结果。这些结果表明SEQ ID NOs.1-24所示序列中的每种都能检测多种HPV亚型。此外，从表2和表3的结果可以看出，通过SEQ ID NOs.1-24所示序列中的2至4种的各种组合能检测至少36种常见HPV亚型。例如，如表4所示，HPV探针1和2的联用可检测至少36种HPV亚型，而本发明的其它2种HPV探针的联用可检测至少37或38种HPV亚型。表5示出了本发明的3种HPV探针联用的类似结果，即至少3种HPV探针的联用可检测至少36种(更具体而言为37或38种)HPV亚型。特别地，采用分别具有SEQID NOs.1-4所示各序列的4种HPV探针(即一种探针具有如SEQ ID NO.1所示序列，一种探针具有如SEQ ID NO.2所示序列，一种探针具有如SEQ ID NO.3所示序列，一种探针具有如SEQ ID NO.4所示序列)的联用可检测38种常见HPV亚型，包括高风险型16、18、31、33、35、45、51、52、58和59。然而除了如表6所示的各种组合，表2结果也表明4种探针的其它组合也能检测至少36种(更具体而言为38种)HPV亚型，例如，SEQ ID NOs.1-3和5；SEQ ID NOs.1、2、4和5；SEQ ID NOs.1-3和6；SEQ ID NOs.1、2、4和7。
如本领域已知的那样，SEQ ID NOs.1-24所示序列中任一序列的互补序列也可用于检测HPV，或用于制备具有SEQ ID NOs.1-24所示序列的核酸分子。
尽管由于在所得检测试剂盒和芯片中稳定性更高而一般优选DNA，但是如果需要也可采用具有SEQ ID NOs.1-24所示序列的RNA。然而，本领域技术人员可以理解在术语DNA中，核苷酸碱基包括由用于标记信号的产生的各种基团修饰的那些；用于调节退火温度的Tm值和/或增加分子稳定性的那些，如锁核酸(LNA)、肽核酸(PNA)和RNA分子。
本发明的检测试剂盒包括：具有至少一种探针的DNA芯片，该探针具有与HPV的DNA互补的核苷酸序列，更具体而言，所述的至少一种HPV探针为选自由下列序列组成的组中的分离的核酸分子：(a)选自由SEQ ID NOs.1-24组成的组中的序列；以及(b)与(a)中任一所述核酸分子完全互补的序列。还包括用于通过PCR来扩增得自临床样品的DNA的引物。在本发明的具体例子中，采用如下表7所示的、用于扩增样品中的DNA的引物来检测HPV：
表7：用于扩增HPV的核苷酸序列(M＝A/C；W＝A/T；Y＝T+C)
所述检测试剂盒也包括标记用试剂，其用于标记杂交于DNA芯片探针上的扩增DNA。本领域公知的是，DNA芯片还可进一步包括位置标记以定位探针，并且通过使用标记用试剂进行染色或标记并用扫描仪检测，所述标记用试剂为例如生物素结合材料，例如荧光团与具有生物素结合位点的蛋白质的缀合物，例如链霉抗生物素-R-藻红蛋白、辣根过氧化物酶、洋地黄毒苷、化学发光或荧光类(FAM、HEX、Cys3、Cys5)。
此外，如本领域公知，可引入珠蛋白引物和探针来监测PCR过程质量。这些珠蛋白引物和探针用于检测样品中是否存在DNA，以及是否可以令人满意地扩增样品中DNA。本发明中采用的珠蛋白引物和探针的例子如下表8所示。
表8：珠蛋白引物和探针的序列
本发明中设计了正向引物IC-F(新)，其可替代已有的正向引物IC-F。采用新引物IC-F(新)可产生更大的PCR扩增结果，并且与本发明的HPV检测试剂盒相容性更高，从而可改善试剂盒检测效率。
本发明的HPV检测试剂盒中的DNA芯片可通过以下已知过程制备：
1.制备5′端胺联DNA探针，其具有选自由下列序列组成的组中的分离的核酸分子：(a)选自由SEQ ID NOs.1-24组成的组中的序列；以及(b)与(a)中任一所述核酸分子完全互补的序列。
2.然后将制备的DNA探针固定在醛衍生固体表面，如玻璃。在控制探针浓度(例如优选100至300μmol/μL的范围，更优选为200μmol/μL)的情况下，通过固体支持物表面的醛基与探针的5′端胺基之间的希夫碱反应(Schiff s base reaction)可将所述探针固定于固体支持物表面(反应温度20-30℃，湿度50-70％)。
3.采用合适的还原剂(例如NaBH(硼氢化钠))还原未与固体支持物表面上的胺反应的过量的醛，最终制得DNA芯片。
HPV感染可通过本发明HPV检测试剂盒检测。首先，将样品(如临床样品)中的DNA通过合适的引物(例如，如表2所示的那些)进行PCR扩增。然后将扩增的DNA施加于DNA芯片进行杂交。最后，在标记后，扩增的DNA结合至DNA芯片表面。例如，与探针杂交的扩增的样品DNA可用如链霉抗生物素-R-藻红蛋白标记并用激光扫描仪检测。
除了以上所述，HPV探针的序列可用于由本发明人开发的并在WO2007/115491A和WO2009/044370A中描述的反向流通检测方法，其允许同步检测64个样品，可在5至15分钟内获得检测结果。
如上所述，本发明提供了可检测HPV的各种序列，其中每种序列都能检测多种HPV亚型。根据本发明的序列，采用本发明的4种序列的各种组合可以检测38种常见HPV亚型，包括高风险亚型。这降低了所得检测试剂盒和DNA芯片的成本。进一步而言，由于相对较少的序列被用作检测探针，检测过程的复杂程度也可降低，并且可以获得更精确的结果。这些减轻了HPV检测的总成本，对于发展中国家来说非常重要。在患者体内检测到HPV感染后，如果必要的话，而后可通过基因分型检测患者感染的具体HPV亚型。
本发明已经通过例子详细描述了优选的实施方式，显然本领域技术人员将会对本发明进行修改和调整。进一步而言，不应认为本发明的实施方式仅限于所述例子和图示。应当理解，这样的修改和调整在如所附权利要求中限定的本发明的范围内。例如，一种实施方式中的一部分所展示和描述的特征可以用于另一种实施方式以产生进一步的实施方式。因此，本发明的范围涵盖了在权利要求及其等同方式的范围内进行的这样的修改和变化。
Claims (14)
1.一种分离的核酸分子，其选自由下列序列组成的组：(a)选自由SEQ ID NOs.1-24和32组成的组中的序列；以及(b)与(a)中任一所述核酸分子完全互补的序列。
2.权利要求1所述的分离的核酸分子，其中所述序列选自由SEQ ID NOs.1-4组成的组。
3.权利要求1所述的分离的核酸分子，其中所述序列选自由SEQ ID NOs.21-24组成的组。
4.权利要求1-3中任一项所述的分离的核酸分子，其为DNA。
5.一种HPV检测试剂盒，其包含：
·至少一种HPV探针，用于检测HPV，每种HPV探针为选自由下列序列组成的组中的分离的核酸分子：(a)选自由SEQ ID NOs.1-24组成的组中的序列；以及(b)与(a)中任一所述核酸分子完全互补的序列；
·引物，用于通过聚合酶链反应扩增样品中的HPV；以及
·标记物，用于标记扩增的并杂交于DNA芯片的DNA。
6.权利要求5所述的HPV检测试剂盒，其由用于检测38种HPV亚型的四种HPV探针组成。
7.权利要求6所述的HPV检测试剂盒，其中所述四种HPV探针分别为SEQ ID No.1序列的第一探针，SEQ ID No.2序列的第二探针，SEQ ID No.3序列的第三探针，SEQ ID No.4序列的第四探针。
8.权利要求6所述的HPV检测试剂盒，其中所述四种HPV探针分别为SEQ ID No.21序列的第一探针，SEQ ID No.22序列的第二探针，SEQ ID No.23序列的第三探针，SEQ ID No.24序列的第四探针。
9.权利要求5-8中任一项所述的HPV检测试剂盒，其中所述分离的核酸分子为DNA。
10.一种用于检测至少2种HPV亚型的DNA芯片，其包含至少一种HPV探针，每种HPV探针为其选自由下列序列组成的组中的分离的核酸分子：(a)选自由SEQ ID NOs.1-24组成的组中的序列；以及(b)与(a)中任一所述核酸分子完全互补的序列。
11.权利要求10所述的DNA芯片，其中所述DNA芯片由用于检测38种HPV亚型的四种HPV探针组成。
12.权利要求11所述的DNA芯片，其中所述四种HPV探针分别为SEQ ID No.1序列的第一探针，SEQ ID No.2序列的第二探针，SEQ ID No.3序列的第三探针，SEQ ID No.4序列的第四探针。
13.权利要求11所述的DNA芯片，其中所述四种HPV探针分别为SEQ ID No.21序列的第一探针，SEQ ID No.22序列的第二探针，SEQ ID No.23序列的第三探针，SEQ ID No.24序列的第四探针。
14.权利要求10-13中任一项所述的DNA芯片，其中所述分离的核酸分子为DNA。
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