JP2024105718A - Hcv検出 - Google Patents

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Abstract

【課題】HCV検出の提供。【解決手段】C型肝炎ウイルス(HCV)核酸を検出するための方法が記載されている。本方法は、臨床現場即時(POC)検査に有用であり、いくつかの異なるHCV遺伝子型を検出することができる迅速な検査を提供する。キット、プライマー、プローブ、プライマーの組、オリゴヌクレオチドの組、およびオリゴヌクレオチド、ならびに本方法におけるそれらの使用も記載されている。本出願人は、HCVコア核酸配列(またはその相補物)の保存された領域に特異的にハイブリッド形成する核酸増幅プライマーを使用することによって、いくつかの異なるHCV遺伝子型を検出することができる迅速なPOC核酸検査を提供できることを十分に認識した。【選択図】なし

Description

本発明は、C型肝炎ウイルス(HCV)核酸を検出するための、特に臨床現場即時(POC(point-of-care))検査のための方法、キット、プライマー、プローブ、プライマーの組、オリゴヌクレオチドの組およびオリゴヌクレオチドならびに前記方法におけるこれらの使用に関する。
C型肝炎は、主に肝臓に影響を及ぼすC型肝炎ウイルス(HCV)によって引き起こされる感染性疾患である。初期感染の間には、多くの場合、軽度の症状が存在するにすぎず、または症状が全く存在しない。ウイルスは、最初に感染した者の約75%~85%において肝臓内に存続する。慢性感染の早期には、通例、症状がない。しかしながら、長年にわたって、慢性感染は、しばしば肝疾患、特には肝硬変に至る。場合によっては、肝硬変患者は、肝不全、肝臓がん、または食道および胃内の拡張した血管などの合併症を発症する。
HCVは、主に、静脈内薬物使用、滅菌が不十分な医療器具、健康管理における針刺し損傷および輸血に関連する血液と血液との接触によって拡散する。2015年現在、世界中で1億4300万人(2%)がC型肝炎に感染していると推定された(GBD 2015 Disease and Injury Incidence and Prevalence,Collaborators.(8 October 2016).Lancet,388(10053):1545-1602)。C型肝炎は、アフリカならびに中央アジアおよび東アジアで最も一般的に発生する。2015年には、C型肝炎に起因して、約167,000人が肝臓がんで死亡し、326,000人が肝硬変で死亡した(GBD 2015 Mortality and Causes of Death,Collaborators.(8 October 2016).Lancet,388(10053):1459-1544)。C型肝炎に対するワクチンは存在しない。しかしながら、強力で忍容性の高い直接作用する抗ウイルス薬の組み合わせの開発および承認によって、HCV感染の処置は、革命的な変化を遂げている。これらの治療法は、ほとんどの患者集団において8~24週間の投与後に95%を超える治癒率をもたらす(Belperioら、2017,Ann Intern Med 167,499-5045;Falade-Nwuliaら、2017,Ann Intern Med,166,637-648)。
HCVは、エンベロープに覆われたフラビウイルス科のRNAウイルスである。HCV粒子は、2つのウイルスエンベロープ糖タンパク質E1およびE2がその中に埋め込まれている脂質膜エンベロープを含む。E1およびE2は、ウイルスの付着および細胞内への侵入に関与する。エンベロープ内には、ウイルスのRNA材料を含有する正二十面体のコアが存在する。HCVは、9,600ヌクレオチド塩基長である単一のオープンリーディングフレームからなる一本鎖プラス鎖RNAゲノムを有する。この単一のオープンリーディングフレームは、翻訳されて約3,000アミノ酸の単一のタンパク質産物を生成し、次いで、このタンパク質産物は、細胞のプロテアーゼおよびウイルスのプロテアーゼによって、宿主細胞内でのウイルス複製を可能にする10個のより小さいタンパク質へとさらにプロセシングされるか、または成熟ウイルス粒子へと集合する。このRNAの5’および3’末端には非翻訳領域(NTR)があり、これらはタンパク質に翻訳されないが、ウイルスRNAの翻訳および複製にとって重要である。
C型肝炎ウイルスによって作られる構造タンパク質には、コアタンパク質、E1およびE2が含まれる。非構造(NS)タンパク質には、NS2、NS3、NS4A、NS4B、NS5AおよびNS5Bが含まれる。タンパク質は、ゲノムに沿って以下の順序で配置されている。N末端-コア-エンベロープ(E1)-E2-p7-NS2-NS3-NS4A-NS4B-NS5A-NS5B-C末端。コアタンパク質は191個のアミノ酸を有する。
HCVは、7つの主要な遺伝子型(1~7)および67のサブタイプに分類されている(Smithら、2014(Hepatology 2014;59;318-327)。遺伝子型は、完全なゲノムに対してヌクレオチド部位の30~35%が異なる(Ohnoら(2007)、J Clin Microbiol.35(1):201-7)。遺伝子型のサブタイプのゲノム組成の差は、通常20~25%である。サブタイプ1aおよび1bは世界中で見出されており、全症例の60%を引き起こす。
HCVの診断は、ウイルスまたはそのRNAに対する抗体を探すための血液検査による。HCV検出のいくつかの方法が米国FDAによって承認されている。
・ C型肝炎ウイルスにコードされた抗原(抗HCVアッセイ):ABBOTT HCV EIA 2.0(Abbott Laboratories);Chiron RIBA HCV 3.0 Strip Immunoblot Assay(Chiron
Corp);ABBOTT PRISM HCV(Abbott Laboratories);
・ 核酸試験:UltraQual HCV RT-PCR Assay(National Genetics Institute);COBAS AmpliScreen HCV Test(Roche Molecular Systems,Inc.);Procleix HIV-1/HCV Assay(Gen-Probe,Inc);Procleix Ultrio Assay(Gen-Probe,Inc);Procleix Ultrio Plus Assays(Gen-Probe,Inc);Hepatitis C Virus(HCV)Reverse Transcription(RT)Polymerase Chain Reaction(PCR)Assay(BioLife Plasma Services,L.P.);
・ ELISA試験:Ortho HCV Version 3.0 ELISA Test System(Ortho-Clinical Diagnostics,Inc)。
これらの方法は、検査室において実施され、時間と費用がかかるので、HCV感染が蔓延している支援が届きにくい集団および医療制度が十分でない環境での使用には適していない。また、抗体に基づく試験は、一般に感染の6~12週後にHCV感染を検出することができるに過ぎない。したがって、支援が届きにくい集団および医療制度が十分でない環境での使用に適し、感染後できるだけ早くHCVを検出することができる迅速な試験が必要とされている。
GBD 2015 Disease and Injury Incidence and Prevalence,Collaborators.(8 October 2016).Lancet,388(10053):1545-1602 GBD 2015 Mortality and Causes of Death,Collaborators.(8 October 2016).Lancet,388(10053):1459-1544 Belperioら、2017,Ann Intern Med 167,499-5045 Falade-Nwuliaら、2017,Ann Intern Med,166,637-648 Smithら、2014(Hepatology 2014;59;318-327 Ohnoら(2007)、J Clin Microbiol.35(1):201-7
本出願人は、HCVコア核酸配列(またはその相補物)の保存された領域に特異的にハイブリッド形成する核酸増幅プライマーを使用することによって、いくつかの異なるHCV遺伝子型を検出することができる迅速なPOC核酸検査を提供できることを十分に認識した。
本発明によれば、試料がHCV核酸を含むかどうかを決定する方法であって、順方向核酸増幅プライマーおよび逆方向核酸増幅プライマーを使用する等温増幅反応によって、前記試料の核酸を増幅すること、または前記試料の核酸に由来する核酸を増幅することを含み、各核酸増幅プライマーは、少なくともHCV遺伝子型1~6の間で保存されているHCVコア核酸配列またはその相補物に特異的にハイブリッド形成する、方法が提供される。
HCVコア核酸配列を図2に示す。
保存された配列は、BLAST、HMMERおよびInfernalなどのツールを使用して、相同性検索によって同定され得る。相同性検索ツールは、個々の核酸配列を入力として採用し得、または既知の関連配列の多重配列アラインメントから生成された統計モデルを使用し得る。プロファイル-HMMなどの統計モデル、および構造情報も取り込んだRNA共分散モデルは、より関連性が遠い配列を検索するときに役立つことができる。次いで、関連する個体または他の種からの配列のデータベースに対して、入力配列が整列される。次いで、マッチする塩基の数、およびアラインメントによって生じたギャップまたは欠失の数に基づいて、得られたアラインメントにスコアを与える。許容され得る保存的置換は、PAMおよびBLOSUMなどの置換行列を使用して同定され得る。高スコアのアラインメントは、相同配列に由来すると想定される。次いで、広範な系統学的範囲にわたって高度に類似する相同体を検出することによって、配列の保存が推測され得る。
必要に応じて、異なるHCV遺伝子型間での保存されたHCVコア核酸配列は、各HCV遺伝子型1~6に対して20ヌクレオチドあたり最大2個のミスマッチを含む核酸配列である。
必要に応じて、異なるHCV遺伝子型間での保存されたHCVコア核酸配列は、各HCV遺伝子型1~6に対して同一である核酸配列である。
保存された配列を可視化するために、多重配列アラインメントを使用することができる。CLUSTALフォーマットは、アラインメントの保存されたカラムに注釈を付すためのプレーンテキストキーを含んでおり、保存された配列()、保存的変異(:)、半保存的変異(.)および非保存的変異()を表す。多重配列アラインメントを行うために、MacVectorなどのソフトウェアを使用することができる。
必要に応じて、核酸増幅プライマーが、少なくともHCV遺伝子型1~6の間で保存されているHCVコア核酸配列またはその相補物に、ストリンジェントな条件下でハイブリッド形成すれば、核酸増幅プライマーはHCVコア核酸配列に特異的にハイブリッド形成する。
ハイブリダイゼーションのストリンジェンシーは、温度、塩濃度、イオン強度およびハイブリダイゼーション緩衝液組成などの条件によって影響される。一般的には、低ストリンジェンシー条件は、所定のイオン強度およびpHにおける特定の配列に対する熱融解点(Tm)より約30℃低いように選択される。中ストリンジェンシー条件は、温度がTmより20℃低い場合であり、高ストリンジェンシー条件は、温度がTmより10℃低い場合である。Tmは、標的配列の50%が完全に一致したプライマーまたはプローブにハイブリッド形成する、所定のイオン強度およびpH下での温度である。Tmは、溶液条件および塩基組成およびプローブの長さに依存する。例えば、より長い配列は、より高い温度で特異的にハイブリッド形成する。ハイブリダイゼーションの最大速度は、Tmを約16℃~最大32℃下回ると得られる。ハイブリダイゼーション溶液中の一価カチオンの存在は、2つの核酸鎖間の静電的反発を減少させ、それによってハイブリッド形成を促進する;この効果は、0.4Mまでのナトリウム濃度に対して見られる(より高い濃度では、この効果は無視され得る。)。ホルムアミドは、各パーセントのホルムアミドについて、DNA-DNAおよびDNA-RNA二本鎖の融解温度を0.6~0.7℃低下させ、50%ホルムアミドの添加は、30~45℃でハイブリダイゼーションを実施することを可能にするが、ハイブリダイゼーションの速度は低下する。塩基対ミスマッチは、二本鎖のハイブリダイゼーション速度および熱安定性を低下させる。平均すると、大きなプローブでは、Tmは%塩基ミスマッチ当たり約1℃減少する。Tmは、ハイブリッドの種類に応じて、以下の式を使用して計算することができる。
1)DNA-DNAハイブリッド(Meinkoth and Wahl,Anal.Biochem.,138:267-284,1984):
=81.5℃+16.6×log10[Na+0.41×%[G/C]-500×[L-1-0.61×%ホルムアミド;
2)DNA-RNAまたはRNA-RNAハイブリッド:
=79.8℃+18.5(log10[Na)+0.58(%G/C)+11.8(%G/C-820/L
3)オリゴDNAまたはオリゴRNAハイブリッド:
20ヌクレオチド未満の場合:T=2(l);
20~35ヌクレオチドの場合:T=22+1.46(l);
または他の一価カチオンについては、0.01~0.4Mの範囲でのみ正確。
30%~75%の範囲の%GCに対してのみ正確。
L=塩基対中の二本鎖の長さ。
オリゴ、オリゴヌクレオチド;1,=プライマーの有効長=2×(G/Cの数)+(NTの数)。
ハイブリダイゼーション条件に加えて、ハイブリダイゼーションの特異性は、典型的には、ハイブリダイゼーション後洗浄の機能にも依存する。非特異的ハイブリダイゼーションから生じるバックグラウンドを除去するために、試料は希塩溶液で洗浄される。このような洗浄の重要な要素には、最終的な洗浄溶液のイオン強度および温度が含まれる:塩濃度が低く、かつ洗浄温度が高いほど、洗浄のストリンジェンシーは高くなる。洗浄条件は、典型的には、ハイブリダイゼーションのストリンジェンシーでまたはそれを下回るストリンジェンシーで行われる。陽性のハイブリダイゼーションは、バックグラウンドのシグナルの少なくとも2倍のシグナルを与える。一般に、核酸ハイブリダイゼーションアッセイまたは遺伝子増幅検出手順に適したストリンジェントな条件は、上記の通りである。より高いまたはより低いストリンジェントな条件も選択され得る。当業者は、洗浄中に変更され得、ストリンジェンシー条件を維持または変更する様々なパラメータを承知している。
例えば、50ヌクレオチドより長いDNAハイブリッドに対する典型的なストリンジェントな条件(高ストリンジェンシーハイブリダイゼーション条件とも呼ばれる)は、1×SSC中65℃でのまたは1×SSCおよび50%ホルムアミド中42℃でのハイブリダイゼーション、その後0.3×SSC中65℃での洗浄を包含する。ハイブリッドの長さは、ハイブリッド形成する核酸に対する予想される長さである。公知の配列の核酸がハイブリッドを形成する場合、配列のアラインメントを行い、本明細書に記載されている保存された領域を同定することによって、ハイブリッド長が決定され得る。1×SSCは0.15M NaClおよび15mMクエン酸ナトリウムである;ハイブリダイゼーション溶液および洗浄溶液は、5×Denhardtの試薬、0.5~1.0%SDS、100μg/mlの変性断片化サケ精子DNA、0.5%ピロリン酸ナトリウムをさらに含み得る。
ストリンジェンシーの水準を定義する目的で、Sambrookら(2001)Molecular Cloning:a laboratory manual,3rd Edition,Cold Spring Harbor Laboratory Press,CSH,New YorkまたはCurrent Protocols in Molecular Biology,John Wiley&Sons,N.Y.(1989年および毎年の更新版)を参照することができる。
必要に応じて、順方向核酸プライマーは、AGACTGCTAGCCGAGTAG(配列番号1)の核酸配列、またはその全長に沿って配列番号1の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列、を含む。
必要に応じて、逆方向核酸プライマーは、GCTCATGATGCACGGTCTACGAGA(配列番号2)の核酸配列、またはその全長に沿って配列番号2の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列、を含む。
配列番号1の配列に対応する配列(プライマーF2、順方向プライマー)および配列番号2の配列の逆相補物に対応する配列(プライマーR1.2、逆方向プライマー)のHCVコア領域中での位置を図2に示す。HCV遺伝子型1~6に対するHCVコア核酸配列の配列アラインメントが、配列番号1に対応する配列(プライマーF2)および配列番号2の逆相補物に対応する配列(プライマーR1.2)の位置とともに図3に示されている。
例えば、試料のHCVコア核酸を逆転写し、順方向および逆方向核酸増幅プライマーを用いる等温核酸増幅反応によって逆転写の産物を増幅することによって、核酸は試料の核酸から誘導され得る。
必要に応じて、本発明の方法は、試料のHCV RNAを逆転写すること、ならびに順方向および逆方向核酸増幅プライマーを使用して等温増幅反応によって逆転写の産物を増幅することをさらに含む。
等温核酸増幅の任意の適切な方法が本発明の方法において使用され得る。等温核酸増幅のいくつかの適切な方法が当業者に公知である。必要に応じて、等温核酸増幅は、転写に基づく増幅である。そのような方法は、逆転写酵素(RT)、RNアーゼHおよびRNAポリメラーゼ活性を使用したRNA鋳型の増幅を含み、核酸配列ベース増幅(NASBA)、転写媒介増幅(TMA)および自家持続配列複製(3SR)を含む(ChanおよびFox,Rev.Med.Microbiol.10:185-196(1999);Guatelliら、Proc.Natl.Acad.Sci.87:1874-1878(1990);Compton,Nature 350:91-92(1991))。NASBAおよび3SRは、トリ骨髄芽球症ウイルス(AMV)由来のRT(RNアーゼH活性も有する)、大腸菌由来のRNアーゼHおよびT7 RNAポリメラーゼを使用する。TMAは、モロニーマウス白血病ウイルス(MMLV)RT(RNアーゼH活性も有する)およびT7 RNAポリメラーゼを使用する。
転写に基づく増幅法などの等温増幅法は、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を使用する増幅よりもいくつかの利点を有する。反応は単一の管内で同時に起こり、等温条件下で行われるため、サーモサイクラーは必要とされない。増幅反応はPCRより速い(PCRでの、20サイクル後における1×10倍の増幅と比較して、5サイクル後に1×10倍の増幅を認めることができる。)。DNAバックグラウンドは転写に基づく増幅を妨害しないので、これらの方法は二本鎖DNA夾雑によって影響を受けない。増幅産物は一本鎖であり、鎖分離を必要とせずに検出することができる。
必要に応じて、逆方向核酸プライマーは、その5’末端に、DNA依存性RNAポリメラーゼに対するプロモーター配列をさらに含む。このようなプライマーは、逆転写のためにおよび転写に基づく等温増幅反応のために使用することができ、それによって逆転写および等温核酸増幅を実行するために必要とされるプライマーの数を最小限に抑えることができる。
例えば、プロモーター配列は、T7プロモーター配列:5’ TAATACGACTCACTATA 3’(配列番号:6)、であり得る。T7 RNAポリメラーゼは、このプロモーター配列中の下線が付されたGにおいて転写を開始する。次いで、このポリメラーゼは、反対鎖を鋳型として使用して、5’→3’へ転写する。転写物中の第1の塩基はGである。
例えば、T7プロモーター配列をその5’末端に有する逆方向核酸プライマーは、GCTCATGATGCACGGTCTACGAGATAATACGACTCACTATAG(配列番号7)の核酸配列を含み得る。
本発明の方法における使用に適した転写に基づく等温増幅反応を、図4を参照しながら以下に記載する。
アンチセンスプライマー1は、プライマーが標的RNAに特異的にハイブリッド形成することができるように、標的RNAの一部に相補的な核酸配列(例えば、配列番号2、プライマーR1.2、逆方向プライマー)を含み、およびDNA依存性RNAポリメラーゼに対するプロモーター配列の一本鎖バージョン(例えば、配列番号7、T7プロモーター配列)をその5’末端に含む。プライマー1をRNA標的にアニーリングする。RNA依存性DNAポリメラーゼは、RNA標的の相補的DNA(cDNA)コピーを合成するためにプライマー1を伸長する。DNA/RNA二本鎖特異的リボヌクレアーゼは、RNA-cDNAハイブリッドのRNAを消化する。センスプライマー2は、cDNAの一部に相補的な核酸配列を含む。プライマー2は、プライマー1によって形成されたcDNAの部分の下流のcDNAにアニーリングする。プライマー2は、DNA依存性DNAポリメラーゼによって伸長され、一方の末端のDNA依存性RNAポリメラーゼプロモーター配列を通じて伸長する第2のDNA鎖を生成する(それによって二本鎖プロモーターを形成する)。このプロモーターは、元の標的配列に相補的な多数のRNAを合成するためにDNA依存性RNAポリメラーゼによって使用される。次いで、これらのRNA産物は、反応の循環相のための鋳型として機能するが、プライマーアニーリング工程は逆転している、すなわちプライマー2の後にプライマー1が続く。
この方法の変形例において、プライマー2は、DNA依存性RNAポリメラーゼのためのプロモーター配列の一本鎖バージョンも含み得る。これは、元の標的配列と同じセンスを有するRNA(および元の標的配列に相補的なRNA)の産生をもたらす。
いくつかの従来の転写に基づく等温増幅反応では、cDNA合成のための鋳型として機能する前に5’末端で標的RNAを切断することが知られている。標的RNAの5’末端と重複し、隣接する領域に相補的な配列を有するオリゴヌクレオチド(切断オリゴヌクレオチド)を付加することによって形成されたRNA-DNAハイブリッドのRNA部分を切断するために、RNアーゼH活性を有する酵素が用いられる。切断オリゴヌクレオチドは、伸長反応を防止するために、その3’末端OHが適切に修飾されてもよい。本発明のいくつかの実施形態では、切断オリゴヌクレオチドを使用することができるが、本発明の方法は、切断オリゴヌクレオチドの非存在下で実施され、それによって増幅反応および必要とされる成分を単純化することが好ましい。
等温核酸増幅は、物資が限られた環境で容易に使用できるので有利である。このような方法は、物資が限られた環境では利用できないことがあり得るサーマルサイクラーの使用を必要としない。適切な方法の例は、国際公開第2008/090340号およびLeeら、Journal of Infectious Diseases 2010;201(S1):S65-S71に記載されている。
RNAの逆転写を実施するための、および逆転写の生成物の等温増幅のための適切な試薬の例は、国際公開第2008/090340号に示されており、例えば、以下の酵素活性が挙げられる:RNA依存性DNAポリメラーゼ、DNA依存性DNAポリメラーゼ、DNA/RNA二本鎖特異的リボヌクレアーゼおよびDNA依存性RNAポリメラーゼ。
必要とされる酵素活性に加えて、適切なヌクレオチド三リン酸(転写ベースの増幅のために、リボヌクレオチド三リン酸(rNTP、すなわちrATP、rGTP、rCTPおよびrUTP)およびデオキシリボヌクレオチド三リン酸(dNTP、すなわちdATP、dGTP、dCTPおよびdTTP)が必要である)、標的核酸の特異的増幅のための適切なプライマー、増幅反応を実施するための適切な緩衝液、および酵素活性によって必要とされる任意の必要な補因子(例えば、マグネシウムイオン)を提供することも必要であることが理解されよう。適切な緩衝液の例としては、Tris-HCl、HEPESまたは酢酸緩衝液が挙げられる。塩化カリウムまたは塩化ナトリウムなどの適切な塩が与えられ得る。これらの成分の適切な濃度は、当業者によって容易に決定され得る。適切なrNTP濃度は、典型的には、0.25~5mM、または0.5~2.5mMの範囲である。適切なdNTP濃度は、典型的には、0.25~5mMのdNTPまたは0.5~2.5mMの範囲である。適切なマグネシウムイオン濃度は、典型的には5~15mMの範囲である。
いくつかの従来の転写に基づく増幅方法は、非常に大量のT7 RNAポリメラーゼ(例えば、142またはそれを超える単位、ここで、1単位は、40mM Tris-HCl(pH 8.0)、50mM NaCl、8mM MgCl、5mM DTT、400μM rNTP、400μM [H]-UTP(30cpm/pmoles)、20μg/ml T7 DNA、50μg/ml BSA、100μl反応体積、37℃、10分などの標準的アッセイ条件下において、37℃で1時間に、1nmoleの標識されたヌクレオチドを酸不溶性材料中に組み込む)を使用する。本発明の方法は、そのような従来の方法よりも有意に少ないT7 RNAポリメラーゼを使用して実施することができ、それによってコストを削減する。例えば、本発明の方法は、142単位未満、適切には100単位未満または50単位未満、例えば30~40単位のDNA依存性RNAポリメラーゼ(例えば、T7 RNAポリメラーゼ)を使用して実施することができる。
必要に応じて、試料の核酸は、単離された核酸中に存在する試料のHCV RNAを逆転写する前に単離される。
核酸を単離するための多くの好適な方法が当業者に公知である。いくつかの方法は、細胞を溶解し、タンパク質を変性させるために、チオシアン酸グアニジニウムなどのカオトロピック剤および有機溶媒を使用する。例えば、Boomら(Journal of Clinical Microbiology,1990,Vol.28(3):495-503)は、チオシアン酸グアニジニウムを含有する溶解/結合緩衝液の存在下で試料をシリカ粒子と接触させる方法を記載している。放出された核酸はシリカ粒子に結合し、次いで、シリカ粒子は、チオシアン酸グアニジニウムを含有する洗浄緩衝液で、次いでエタノール、次いでアセトンで洗浄される。続いて、結合した核酸は、水性低塩緩衝液(Tris-HCl、EDTA、pH 8.0)で溶出される。
いくつかの方法は、カオトロピック塩および有機溶媒の必要性を回避する。例えば、Hourfarら(Clinical Chemistry,2005,51(7):1217-1222)は、プロテイナーゼKの添加前に、コスモトロピック塩(硫酸アンモニウム)を含有する溶解/結合緩衝液の存在下で試料を磁性シリカ粒子と混合する方法を記載している。分離後に、プロテイナーゼKを含む洗浄緩衝液で磁性粒子を洗浄し、80℃の溶出緩衝液(Tris-HCl、pH 8.5)で溶出する。他の適切な方法は、国際公開第2010/015835号に記載されている。
核酸の単離は、第1のpHで結合緩衝液の存在下で核酸を結合することができ、第2のpHで核酸をそこから溶出することができる固相とともに使用するための従来の結合緩衝液および/または溶出緩衝液を使用して実施され得る。
必要に応じて、固相は、周囲条件に従って電荷を変化させるイオン化可能な基を含む。イオン化可能な基のpKaは、固相に核酸を結合し、固相から核酸を放出することが望まれる条件に適している。一般に、核酸は、pKaより低いまたは概ね等しいpHで固相に結合し、より高いpH(通常、pKaより上)で放出される。第1のpHで核酸を結合させ、第1のpHよりも高い第2のpHで結合した核酸を溶出するための適切な固相は、当業者に周知である。例えば、第1のpHでは、固相は正電荷を含み得、第2のpHでは、固相は、より少ない正電荷、中性電荷または負電荷を含み得る。これに代えてまたはこれに加えて、第1のpHでは、固相は中性電荷またはより少ない負電荷を含み得、第2のpHでは、固相は負電荷またはより多い負電荷を有し得る。このような電荷の変化は、核酸が第1のpHで固相に吸着され、第2のpHで放出されることを可能にする。
例えば、固相は、第1のpHと第2のpHの間にpKaを有する負にイオン化可能な基を含み得る。核酸は、固相が中性にまたはより少なく負に帯電されると固相に結合し、固相が負にまたはより多く負に帯電されると放出される。これに代えてまたはこれに加えて、固相は、第1のpHと第2のpHの間にpKaを有する正にイオン化可能な基を含み得る。核酸は、固相が正に帯電しているときに固相に結合し、固相が中性にまたはより少なく正に帯電していないときに放出される。
核酸の抽出のために使用され得る固相の例としては、無機酸化物、例えばシリカもしくはガラス(例えば、Boomら、またはHourfarらに記載されている)、または酸化アルミニウム、糖ポリマー、または電荷スイッチ材料(例えば、国際公開第02/48164号に記載されている)を含む固相が挙げられる。
固相は、例えば膜、ゲルまたは粒子、例えば磁性粒子を含む任意の適切な形態であり得る。シリカ膜またはゲル、および磁性シリカ粒子が好ましい例である。シリカ膜が特に好ましい。これは、(例えば、Hourfarらによって使用されている)磁性シリカ粒子より安価であり、磁性シリカ粒子とは異なり、冷蔵貯蔵を必要としない。
固相は、コスモトロピック剤の存在によって核酸の結合が増強される固相であり得る。必要に応じて、固相への核酸の結合は、コスモトロピック剤の存在下で行われてもよい。そのような剤は、シリカをベースとする固相などの固相への核酸の結合を増強することが知られている。
「カオトロピック」および「コスモトロピック」剤という用語は、高分子および水の構造への影響に応じてこれらの剤を分けるホフマイスター系列(Cacaceら、Q Rev Biophys 1997;30:241-77)に由来する。カオトロープは、溶媒構造を破壊する物質として定義され得、コスモトロープは、溶媒構造を増強する物質として定義され得る。Cacaceらの図1は、ホフマイスター系列およびタンパク質の構造/機能に影響を及ぼす一般的に存在する有機溶質を示す。カオトロピック剤の例は当業者に公知であり、ヨウ化ナトリウム、過塩素酸ナトリウム、チオシアン酸グアニジニウムおよびグアニジニウム塩酸塩が挙げられる。コスモトロピック剤の例は当業者に公知であり、硫酸アンモニウムおよび塩化リチウムが挙げられる。
必要に応じて、溶解は、結合緩衝液を用いて行われる。細胞溶解のために使用され得る結合緩衝液は、当業者に公知である。Boomらによって使用された溶解緩衝液は、チオシアン酸グアニジニウム、Tris塩酸、pH 6.4、EDTA(pH 8に調整される)およびTriton X-100を含む。必要に応じて、溶解緩衝液はカオトロピック剤を含まない。例えば、コスモトロピック剤を含む溶解/結合緩衝液が使用され得る。必要に応じて、緩衝液は酸性緩衝液、適切には3~5の範囲のpKa(25℃)を有する強酸性緩衝液である。
必要に応じて、本発明の方法は、等温増幅反応の生成物の核酸を核酸捕捉プローブにハイブリッド形成させることによって前記等温増幅反応の生成物を捕捉することをさらに含み、前記捕捉プローブは、少なくともHCV遺伝子型1~6の間で保存されているHCVコア核酸配列またはその相補物に特異的にハイブリッド形成する。
必要に応じて、捕捉プローブが、少なくともHCV遺伝子型1~6の間で保存されているHCVコア核酸配列またはその相補物に、ストリンジェントな条件下でハイブリッド形成すれば、捕捉プローブはHCVコア核酸配列に特異的にハイブリッド形成する。
必要に応じて、捕捉プローブは、GCGAAAGGCCTTGTGGTACT(配列番号3)の核酸配列、もしくはその全長に沿って配列番号3の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列、またはこれらの相補物を含む。
必要に応じて、本発明の方法は、等温増幅反応の生成物を核酸検出プローブにハイブリッド形成させることによって前記等温増幅反応の生成物を検出することをさらに含み、前記検出プローブが、少なくともHCV遺伝子型1~6の間で保存されているHCVコア核酸配列またはその相補物に特異的にハイブリッド形成する。
必要に応じて、検出プローブが、少なくともHCV遺伝子型1~6の間で保存されているHCVコア核酸配列またはその相補物に、ストリンジェントな条件下でハイブリッド形成すれば、検出プローブはHCVコア核酸配列に特異的にハイブリッド形成する。
必要に応じて、検出プローブは、TGATAGGGTGCTTGCGAGTG(配列番号4)の核酸配列、もしくはその全長に沿って配列番号4の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列、またはこれらの相補物を含む。
配列番号3(プローブCP2、捕捉プローブ)および配列番号4(プローブDP2、検出プローブ)の配列に対応する配列のHCVコア領域内の位置が図2に示されている。HCV遺伝子型1~6に対するHCVコア核酸配列の配列アラインメントが、配列番号3(捕捉プローブ2)および配列番号4(検出プローブ)に対応する配列の位置とともに図3に示されている。
例えば、捕捉プローブおよび検出プローブが、等温増幅反応中に存在する他の核酸(すなわち、コア領域外のHCV核酸を含む非HCVコア核酸)に、ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下でハイブリッド形成しなければ、捕捉プローブおよび検出プローブはHCVコア核酸配列に特異的にハイブリッド形成する。
核酸配列間の配列同一性は、配列のアラインメントを比較することによって決定することができる。比較される配列中の等価な位置が同じヌクレオチドによって占められている場合に、分子はその位置において同一である。同一性のパーセンテージとしてアラインメントをスコア化することは、比較される配列によって共有される位置における同一のヌクレオチドの数の関数である。配列を比較する場合、最適なアラインメントでは、配列への挿入および欠失の可能性を考慮に入れて、配列の1つまたはそれより多くへとギャップを導入することが必要な場合がある。比較されている配列中の同一分子の同じ数について、2つの比較された配列間のより高い関連性を反映する可能な限り少ないギャップを有する配列アラインメントが、多くのギャップを有する配列アラインメントより高いスコアを達成するように、配列比較方法は、ギャップペナルティを使用し得る。最大パーセント同一性の計算は、ギャップペナルティを考慮に入れた、最適なアライメントの生成を含む。
配列比較を実行するための適切なコンピュータプログラムは、商業および公共部門で広く利用可能である。例としては、MatGat(Campanellaら、2003、BMC Bioinformatics 4:29;http://bitincka.com/ledion/matgatから入手可能なプログラム)、Gap(Needleman&Wunsch,1970,J.Mol.Biol.48:443-453)、FASTA(Altschulら、1990,J.Mol.Biol.215:403-410;http://www.ebi.ac.uk/fastaから入手可能なプログラム)、Clustal W 2.0およびX 2.0(Larkinら、2007,Bioinformatics 23:2947-2948;http://www.ebi.ac.uk/tools/clustalw2から入手可能なプログラム)ならびにEMBOSS Pairwise Alignment Algorithms(Needleman&Wunsch,1970,上掲;Kruskal,1983,In:Time warps,string edits and macromolecules:the theory and practice of sequence comparison,Sankoff&Kruskal(eds),pp 1-44,Addison Wesley;http://www.ebi.ac.uk/tools/emboss/alignから入手可能なプログラム)が挙げられる。すべてのプログラムは、デフォルトパラメータを使用して実行され得る。
例えば、配列比較は、EMBOSS Pairwise Alignment Algorithmsの「needle」法を使用して行うことができ、この方法では、2つの配列の全長にわたって検討する場合に、2つの配列の最適なアラインメント(ギャップを含む)を決定し、パーセント同一性スコアを提供する。
必要に応じて、検出プローブは、視覚的に検出され得る標識(すなわち、計測手段を使用せずに視覚的に検出され得る標識)で標識される。適切な視覚的に検出され得る標識の例としては、コロイド状金属ゾル粒子、ラテックス粒子または織物染料(textile
dye)粒子が挙げられる。コロイド状金属ゾル粒子の例は、コロイド状金粒子である。
等温核酸増幅の生成物は、視覚的に検出され得る標識で標識され、例えば国際公開第2008/090340号およびLeeら、Journal of Infectious
Diseases 2010;201(S1):S65-S71に記載されているように、クロマトグラフィー試験片を使用して捕捉および検出され得る。
必要に応じて、試料は液体試料である。必要に応じて、試料は、HCVに感染している疑いのある対象から得られた生物学的試料、例えば液体生物学的試料である。必要に応じて、試料は、HCVに感染している疑いのある対象から得られた血液または血漿試料である。
必要に応じて、本発明の方法はインビトロ方法である。
本発明の方法は、HCV感染に関してスクリーニングするためのPOC検査として特に有用である。特に、本発明の方法は、検査室設備やサーマルサイクラーを使用せずに迅速に実施することができる。HCV感染は、感染の1~2週間以内に検出することができる。対象がHCVに感染していると同定されたら、対象に適切な処置を施すことができ、感染を監視することができる。適切であれば、どのHCV遺伝子型が感染の原因であるかを決定するために、対象を再度検査し、次いで、その遺伝子型に適した処置を施すことができる。
本発明によれば、試料がHCV核酸を含むかどうかを決定するためのキットであって、
等温増幅反応によって鋳型核酸を増幅するための順方向核酸増幅プライマーおよび逆方向核酸増幅プライマーであって、各核酸増幅プライマーは、少なくともHCV遺伝子型1~6の間で保存されているHCVコア核酸配列もしくはその相補物に特異的にハイブリッド形成する、順方向核酸増幅プライマーおよび逆方向核酸増幅プライマーと;
少なくともHCV遺伝子型1~6の間で保存されているHCVコア核酸配列もしくはその相補物に特異的にハイブリッド形成する核酸捕捉プローブと;ならびに/または
少なくともHCV遺伝子型1~6の間で保存されているHCVコア核酸配列もしくはその相補物に特異的にハイブリッド形成する核酸検出プローブであって、必要に応じて、等温核酸増幅の生成物を標識するための視覚的に検出され得る標識を含む、核酸検出プローブと;
を含む、キットも提供される。
必要に応じて、順方向核酸プライマーは、AGACTGCTAGCCGAGTAG(配列番号1)の核酸配列、またはその全長に沿って配列番号1の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列、を含む。
必要に応じて、逆方向核酸プライマーは、GCTCATGATGCACGGTCTACGAGA(配列番号2)の核酸配列、またはその全長に沿って配列番号2の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列、を含む。
必要に応じて、捕捉プローブは、GCGAAAGGCCTTGTGGTACT(配列番号3)の核酸配列、もしくはその全長に沿って配列番号3の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列、またはこれらの相補物を含む。
必要に応じて、検出プローブは、TGATAGGGTGCTTGCGAGTG(配列番号4)の核酸配列、もしくはその全長に沿って配列番号4の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列、またはこれらの相補物を含む。
必要に応じて、本発明のキットは、RNA依存性DNAポリメラーゼ、DNA依存性DNAポリメラーゼ、DNA/RNA二本鎖特異的リボヌクレアーゼおよびDNA依存性RNAポリメラーゼをさらに含む。
必要に応じて、本発明のキットは、適切なヌクレオチド三リン酸(転写ベースの増幅のために、リボヌクレオチド三リン酸(rNTP、すなわちrATP、rGTP、rCTPおよびrUTP)およびデオキシリボヌクレオチド三リン酸(dNTP、すなわちdATP、dGTP、dCTPおよびdTTP)が必要とされる)、増幅反応を実施するための適切な緩衝液、および酵素活性によって必要とされる任意の必要な補因子(例えばマグネシウムイオン)をさらに含む。適切な緩衝液の例としては、Tris-HCl、HEPESまたは酢酸緩衝液が挙げられる。塩化カリウムまたは塩化ナトリウムなどの適切な塩が与えられ得る。これらの成分の適切な濃度は、当業者によって容易に決定され得る。適切なrNTP濃度は、典型的には、0.25~5mM、または0.5~2.5mMの範囲である。適切なdNTP濃度は、典型的には、0.25~5mMのdNTPまたは0.5~2.5mMの範囲である。適切なマグネシウムイオン濃度は、典型的には5~15mMの範囲である。
本発明のキットは、等温核酸増幅の生成物を標識するための視覚的に検出され得る標識および/またはクロマトグラフィー試験片、ならびに等温核酸増幅の生成物を捕捉および検出するための試薬をさらに含み得る。適切な標識、試験片および試薬、ならびに単純な増幅ベースのアッセイ(SAMBA)による等温核酸増幅の生成物を捕捉および検出するための方法は、国際公開第2008/090340号およびLeeら、Journal of Infectious Diseases 2010;201(S1):S65-S71に記載されている。
本発明のキットは、例えば上記の核酸抽出の方法を使用して、試料から核酸を単離するための試薬をさらに含み得る。核酸を抽出するための適切な試薬は、試料中に存在する細胞を溶解するための溶解緩衝液と、核酸を結合するための固相と、核酸を固相に結合させるための結合緩衝液(必要に応じて、溶解緩衝液は結合緩衝液と同一である)とを含み得、固相に結合された核酸を洗浄するための洗浄緩衝液と、固相から核酸を溶出するための溶出緩衝液とを必要に応じて含み得る。適切な溶解、洗浄および溶出緩衝液、ならびにこれらの緩衝液とともに使用するための適切な固相が上記されている。
本発明のキットは、以下の追加の構成要素のいずれをもさらに含み得る:指穿刺または踵穿刺によって対象から全血の試料を得るためのランセット;対象から血液の試料を採取するための血液採取器;陽性および/または陰性対照;キットを使用して本発明の試験方法を実施するための指示。
本発明によれば、等温核酸増幅反応によってHCV核酸を増幅するためのプライマーの組であって、順方向核酸増幅プライマーと逆方向核酸増幅プライマーとを含み、各核酸増幅プライマーは、少なくともHCV遺伝子型1~6の間で保存されているHCVコア核酸配列またはその相補物に特異的にハイブリッド形成する、プライマーの組も提供される。
必要に応じて、プライマーの組は、AGACTGCTAGCCGAGTAG(配列番号1)の核酸配列、またはその全長に沿って配列番号1の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列、を含む。
必要に応じて、プライマーの組は、GCTCATGATGCACGGTCTACGAGA(配列番号2)の核酸配列、またはその全長に沿って配列番号2の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列、を含む。
必要に応じて、順方向核酸プライマーおよび/または逆方向核酸プライマーは最大50ヌクレオチド長である。
本発明によれば、等温増幅反応によってHCV核酸を増幅するための、ならびに増幅反応の生成物を捕捉および/または検出するためのオリゴヌクレオチドの組であって、
本発明のプライマーの組と;
少なくともHCV遺伝子型1~6の間で保存されているHCVコア核酸配列もしくはその相補物に特異的にハイブリッド形成する核酸捕捉プローブと;ならびに/または
少なくともHCV遺伝子型1~6の間で保存されているHCVコア核酸配列またはその相補物に特異的にハイブリッド形成する核酸検出プローブと;
を含む、オリゴヌクレオチドの組も提供される。
必要に応じて、オリゴヌクレオチドの組は、AGACTGCTAGCCGAGTAG(配列番号1)の核酸配列、またはその全長に沿って配列番号1の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列、を含む。
必要に応じて、オリゴヌクレオチドの組は、GCTCATGATGCACGGTCTACGAGA(配列番号2)の核酸配列、またはその全長に沿って配列番号2の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列、を含む。
必要に応じて、オリゴヌクレオチドの組は、GCGAAAGGCCTTGTGGTACT(配列番号3)の核酸配列、もしくはその全長に沿って配列番号3の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列、またはこれらの相補物を含む。
必要に応じて、オリゴヌクレオチドの組は、TGATAGGGTGCTTGCGAGTG(配列番号4)の核酸配列、もしくはその全長に沿って配列番号4の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列、またはこれらの相補物を含む。
必要に応じて、捕捉および/または検出プローブは最大50ヌクレオチド長である。
本発明によれば、
核酸配列:AGACTGCTAGCCGAGTAG(配列番号1)、もしくはその全長に沿って配列番号1の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列、もしくはこれらの相補物を含むもしくはそれからなる核酸配列;
核酸配列:GCTCATGATGCACGGTCTACGAGA(配列番号2)、もしくはその全長に沿って配列番号2の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列、もしくはこれらの相補物を含むもしくはそれからなる核酸配列;
核酸配列GCGAAAGGCCTTGTGGTACT(配列番号3)、もしくはその全長に沿って配列番号3の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列、もしくはこれらの相補物を含むもしくはそれからなる核酸配列;または
核酸配列TGATAGGGTGCTTGCGAGTG(配列番号4)、もしくはその全長に沿って配列番号4の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列、もしくはこれらの相補物を含むもしくはそれからなる核酸配列;
を含むオリゴヌクレオチドも提供される。
本発明のプライマーの組、オリゴヌクレオチドの組またはオリゴヌクレオチドは、本発明のキットにおいてまたは本発明の方法において使用され得る。
本発明の、または本発明のプライマーもしくはオリゴヌクレオチドの組の、または本発明のキットの、または本発明の方法において使用するための、プライマー、プローブまたはオリゴヌクレオチドは、少なくとも15、20、25、30、35、40、45、50ヌクレオチドの長さ、または50ヌクレオチドを超える長さであり得る。
本発明の、または本発明のプライマーもしくはオリゴヌクレオチドの組の、または本発明のキットの、または本発明の方法において使用するための、プライマー、プローブまたはオリゴヌクレオチドは、最大20、25、30、35、40、45、50、または100ヌクレオチドの長さであり得る。
核酸配列:AGACTGCTAGCCGAGTAG(配列番号1)を含む、本発明の、または本発明のプライマーもしくはオリゴヌクレオチドの組の、または本発明のキットの、または本発明の方法において使用するための、プライマーまたはオリゴヌクレオチドは、最大19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、60、70、80、90、または100ヌクレオチドの長さであり得る。
核酸配列:AGACTGCTAGCCGAGTAG(配列番号1)の相補物を含む、本発明の、または本発明のプライマーもしくはオリゴヌクレオチドの組の、または本発明のキットの、または本発明の方法において使用するためのオリゴヌクレオチドは、最大19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、60、70、80、90、または100ヌクレオチドの長さであり得る。
核酸配列:GCTCATGATGCACGGTCTACGAGA(配列番号2)を含む、本発明の、または本発明のプライマーもしくはオリゴヌクレオチドの組の、または本発明のキットの、または本発明の方法において使用するための、プライマーまたはオリゴヌクレオチドは、最大25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、60、70、80、90、または100ヌクレオチドの長さであり得る。
核酸配列:GCTCATGATGCACGGTCTACGAGA(配列番号2)の相補物を含む、本発明の、または本発明のプライマーもしくはオリゴヌクレオチドの組の、または本発明のキットの、または本発明の方法において使用するためのオリゴヌクレオチドは、最大25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、60、70、80、90、または100ヌクレオチドの長さであり得る。
核酸配列:GCGAAAGGCCTTGTGGTACT(配列番号3)を含む、本発明の、または本発明のプライマーもしくはオリゴヌクレオチドの組の、または本発明のキットの、または本発明の方法において使用するための、プローブまたはオリゴヌクレオチドは、最大21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、60、70、80、90、または100ヌクレオチドの長さであり得る。
核酸配列:GCGAAAGGCCTTGTGGTACT(配列番号3)の相補物を含む、本発明の、または本発明のプライマーもしくはオリゴヌクレオチドの組の、または本発明のキットの、または本発明の方法において使用するための、プローブまたはオリゴヌクレオチドは、最大21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、60、70、80、90、または100ヌクレオチドの長さであり得る。
核酸配列:TGATAGGGTGCTTGCGAGTG(配列番号4)を含む、本発明の、または本発明のプライマーもしくはオリゴヌクレオチドの組の、または本発明のキットの、または本発明の方法において使用するための、プローブまたはオリゴヌクレオチドは、最大21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、60、70、80、90、または100ヌクレオチドの長さであり得る。
核酸配列:TGATAGGGTGCTTGCGAGTG(配列番号4)の相補物を含む、本発明の、または本発明のプライマーもしくはオリゴヌクレオチドの組の、または本発明のキットの、または本発明の方法において使用するための、プローブまたはオリゴヌクレオチドは、最大21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、60、70、80、90、または100ヌクレオチドの長さであり得る。
本発明のオリゴヌクレオチドは、配列番号1~4もしくは7のいずれかのヌクレオチド配列と、その全長にわたって少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%同一であり、もしくは100%同一である配列またはその相補物を含むまたはそれからなるヌクレオチド配列を含み得る。
本発明のオリゴヌクレオチドは、配列番号7のヌクレオチド配列と、その全長にわたって少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%同一であり、もしくは100%同一である配列またはその相補物を含むまたはそれからなるヌクレオチド配列を含み得る。
オリゴヌクレオチドは、例えば、視覚的に検出され得る標識で標識され得る。特に、TGATAGGGTGCTTGCGAGTG(配列番号4)の核酸配列、もしくはその全長に沿って配列番号4の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列、またはこれらの相補物を含むまたはそれからなるオリゴヌクレオチドは、視覚的に検出され得る標識で標識され得る。視覚的に検出され得る標識の例としては、コロイド状金属ゾル粒子、ラテックス粒子または織物染料粒子が挙げられる。コロイド状金属ゾル粒子の例は、コロイド状金粒子である。
本発明のプライマーまたはオリゴヌクレオチドの組は、本発明のオリゴヌクレオチドを含み得る。
本発明のキットは、本発明の、プライマーの組、オリゴヌクレオチドの組またはオリゴヌクレオチドを含み得る。
本発明によれば、本発明の方法における、本発明の、プライマーの組、オリゴヌクレオチドの組またはオリゴヌクレオチドの使用も提供される。
本発明の実施形態は、添付の図面を参照しながら、単なる例として以下に説明される。
図1は、HCV RNAゲノムの構造を示す。
図2は、本発明の一実施形態によるHCVコア領域の核酸配列、ならびにHCVプライマーおよびプローブの核酸配列を示す。HCVコア配列中のプライマーおよびプローブの対応する配列には、太字で下線が付されて示されている。
図3は、HCV遺伝子型1~6のHCVコア領域の核酸配列アラインメント、ならびに本発明の実施形態によるプライマーおよびプローブ配列のコア配列中での位置を示す。アラインメント中に示されている配列(およびそれらのそれぞれの配列番号)は、以下の通りである。
Figure 2024105718000001
Figure 2024105718000002
同上。 同上。 同上。 同上。
図4は、標的RNAの、転写に基づく増幅のための工程を模式的に示す。
図5は、本発明の一実施形態による方法を用いたHCV遺伝子型1~6の検出を示す。全血中3,000 IU/mlでHCVサブタイプを試験した。全血中に希釈された各サブタイプの少なくとも3つの血漿試料を3,000 IU/mlで検出した。
HCV遺伝子型1~6を検出するための臨床現場即時(POC)核酸検査
HCVウイルスRNAを抽出し、逆転写し、等温核酸増幅によって増幅し、Leeら、Journal of Infectious Diseases 2010;201(S1):S65-S71に記載されている方法と同様の単純な増幅ベースのアッセイ(SAMBA)法を用いて、ディップスティックを用いた迅速な目視検出によって増幅生成物を検出した。
簡潔には、逆方向核酸増幅プライマーは、プライマーが標的RNAに特異的にハイブリッド形成することができるように、HCV標的RNAの一部に相補的な核酸配列を含み、DNA依存性RNAポリメラーゼに対するプロモーター配列の一本鎖バージョンをその5’末端に含む。逆方向プライマーはRNA標的にハイブリッド形成する。RNA依存性DNAポリメラーゼは、逆方向プライマーを伸長してRNA標的の相補的DNA(cDNA)コピーを合成する。DNA/RNA二本鎖特異的リボヌクレアーゼは、RNA-cDNAハイブリッドのRNAを消化する。順方向核酸増幅プライマーは、cDNAの一部に相補的な核酸配列を含む。順方向プライマーは、逆方向プライマーによって形成されたcDNAの部分の下流のcDNAにハイブリッド形成する。順方向プライマーは、DNA依存性DNAポリメラーゼによって伸長され、一方の末端のDNA依存性RNAポリメラーゼプロモーター配列を通じて伸長する第2のDNA鎖を生成する(それによって二本鎖プロモーターを形成する)。このプロモーターは、元の標的配列に相補的な多数のRNAを合成するためにDNA依存性RNAポリメラーゼによって使用される。次いで、これらのRNA産物は、反応の循環相のための鋳型として機能するが、プライマーハイブリッド形成工程は逆転している、すなわち順方向プライマーの後に逆方向プライマーが続く。
遺伝子型1~6のHCV核酸の等温増幅のために、以下のプライマー配列を使用した:
HCVプライマーF2(順方向プライマー):
AGACTGCTAGCCGAGTAG(配列番号1);
HCVプライマーREV1.2(逆方向プライマー)/T7プロモーター:
GCTCATGATGCACGGTCTACGAGATAATACGACTCACTATAG(配列番号:7)。
以下の捕捉および検出プローブを使用して増幅産物を捕捉および検出した:
HCVプローブCP2(捕捉プローブ):
GCGAAAGGCCTTGTGGTACT(配列番号3);
HCVプローブDP2(検出プローブ):
TGATAGGGTGCTTGCGAGTG(配列番号4)。
6つのHCV遺伝子型のそれぞれについて少なくとも3つの異なる試料に対してHCVプライマー/プローブを試験した。結果を図5に記録する。HCV遺伝子型1~6が効率的に検出された。
特定の実施形態では、例えば以下の項目が提供される。
(項目1)
試料がHCV核酸を含むかどうかを決定する方法であって、順方向核酸増幅プライマーおよび逆方向核酸増幅プライマーを使用する等温増幅反応によって、前記試料の核酸を増幅すること、または前記試料の核酸に由来する核酸を増幅することを含み、各核酸増幅プライマーは、少なくともHCV遺伝子型1~6の間で保存されているHCVコア核酸配列またはその相補物に特異的にハイブリッド形成する、方法。
(項目2)
前記順方向核酸プライマーが、AGACTGCTAGCCGAGTAG(配列番号1)の核酸配列、またはその全長に沿って配列番号1の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列を含む、項目1に記載の方法。
(項目3)
前記逆方向核酸プライマーが、GCTCATGATGCACGGTCTACGAGA(配列番号2)の核酸配列、またはその全長に沿って配列番号2の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列を含む、項目1または2に記載の方法。
(項目4)
前記試料のHCV RNAを逆転写することと、前記順方向および逆方向核酸増幅プライマーを使用する等温増幅反応によって前記逆転写の産物を増幅することと、をさらに含む、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目5)
前記逆方向核酸プライマーが、その5’末端にDNA依存性RNAポリメラーゼに対するプロモーター配列をさらに含み、逆転写が前記逆方向核酸プライマーを用いて行われる、項目5に記載の方法。
(項目6)
単離された前記核酸中に存在する前記試料のHCV RNAを逆転写する前に、前記試料の核酸を単離することをさらに含む、項目4または5に記載の方法。
(項目7)
前記等温増幅反応の生成物の核酸を核酸捕捉プローブにハイブリッド形成させることによって前記等温増幅反応の生成物を捕捉することをさらに含み、前記捕捉プローブは、少なくともHCV遺伝子型1~6の間で保存されているHCVコア核酸配列またはその相補物に特異的にハイブリッド形成する、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目8)
前記捕捉プローブが、GCGAAAGGCCTTGTGGTACT(配列番号3)の核酸配列、もしくはその全長に沿って配列番号3の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列、またはこれらの相補物を含む、項目7に記載の方法。
(項目9)
前記等温増幅反応の生成物を核酸検出プローブとハイブリッド形成させることによって前記等温増幅反応の生成物を検出することをさらに含み、前記検出プローブが、少なくともHCV遺伝子型1~6の間で保存されているHCVコア核酸配列またはその相補物に特異的にハイブリッド形成する、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目10)
前記検出プローブが、TGATAGGGTGCTTGCGAGTG(配列番号4)の核酸配列、もしくはその全長に沿って配列番号4の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列、またはこれらの相補物を含む、項目9に記載の方法。
(項目11)
前記検出プローブが、視覚的に検出され得る標識で標識されている、項目9または10に記載の方法。
(項目12)
前記等温増幅反応の前記生成物の捕捉および/または検出がクロマトグラフィーディップスティックアッセイによって行われる、項目7~11のいずれかに記載の方法。
(項目13)
前記試料が、HCVに感染している疑いのある対象から得られた生物学的試料である、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目14)
前記試料が、HCVに感染している疑いのある対象から得られた血液または血漿試料である、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目15)
インビトロ法である、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目16)
試料がHCV核酸を含むかどうかを決定するためのキットであって、
等温増幅反応によって鋳型核酸を増幅するための、順方向核酸増幅プライマーおよび逆方向核酸増幅プライマーであって、各核酸増幅プライマーは、少なくともHCV遺伝子型1~6の間で保存されているHCVコア核酸配列もしくはその相補物に特異的にハイブリッド形成する、順方向核酸増幅プライマーおよび逆方向核酸増幅プライマーと;
少なくともHCV遺伝子型1~6の間で保存されているHCVコア核酸配列もしくはその相補物に特異的にハイブリッド形成する核酸捕捉プローブと;ならびに/または
少なくともHCV遺伝子型1~6の間で保存されているHCVコア核酸配列もしくはその相補物に特異的にハイブリッド形成する核酸検出プローブであって、前記等温核酸増幅の生成物を標識するための視覚的に検出され得る標識を必要に応じて含む、核酸検出プローブと;
を含む、キット。
(項目17)
前記順方向核酸プライマーが、AGACTGCTAGCCGAGTAG(配列番号1)の核酸配列、またはその全長に沿って配列番号1の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列を含む、項目16に記載のキット。
(項目18)
前記逆方向核酸プライマーが、GCTCATGATGCACGGTCTACGAGA(配列番号2)の核酸配列、またはその全長に沿って配列番号2の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列を含む、項目16または17に記載のキット。
(項目19)
前記捕捉プローブが、GCGAAAGGCCTTGTGGTACT(配列番号3)の核酸配列、もしくはその全長に沿って配列番号3の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列、またはこれらの相補物を含む、項目16~18のいずれかに記載のキット。
(項目20)
前記検出プローブが、TGATAGGGTGCTTGCGAGTG(配列番号4)の核酸配列、もしくはその全長に沿って配列番号4の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列、またはこれらの相補物を含む、項目16~19のいずれかに記載のキット。
(項目21)
RNA依存性DNAポリメラーゼ、DNA依存性DNAポリメラーゼ、DNA/RNA二本鎖特異的リボヌクレアーゼおよびDNA依存性RNAポリメラーゼをさらに含む、項目16~20のいずれかに記載のキット。
(項目22)
指穿刺または踵穿刺によって対象から全血の試料を得るためのランセットをさらに含む、項目16~21のいずれかに記載のキット。
(項目23)
対象から血液の試料を採取するための血液採取器をさらに含む、項目16~22のいずれかに記載のキット。
(項目24)
前記等温核酸増幅の生成物を捕捉および検出するためのクロマトグラフィー試験片をさらに含む、項目16~23のいずれかに記載のキット。
(項目25)
血液または血漿試料から核酸を抽出するための、溶解/結合緩衝液と、溶出緩衝液と、および必要に応じて洗浄緩衝液とをさらに含む、項目16~24のいずれかに記載のキット。
(項目26)
等温核酸増幅反応によってHCV核酸を増幅するためのプライマーの組であって、順方向核酸増幅プライマーと逆方向核酸増幅プライマーとを含み、各核酸増幅プライマーは、少なくともHCV遺伝子型1~6の間で保存されているHCVコア核酸配列またはその相補物に特異的にハイブリッド形成する、プライマーの組。
(項目27)
前記順方向核酸プライマーが、AGACTGCTAGCCGAGTAG(配列番号1)の核酸配列、またはその全長に沿って配列番号1の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列を含む、項目26に記載のプライマーの組。
(項目28)
前記逆方向核酸プライマーが、GCTCATGATGCACGGTCTACGAGA(配列番号2)の核酸配列、またはその全長に沿って配列番号2の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列を含む、項目26または27に記載のプライマーの組。
(項目29)
前記順方向および/または前記逆方向核酸プライマーが最大50ヌクレオチド長である、項目26~28のいずれかに記載のプライマーの組。
(項目30)
等温核酸増幅反応によってHCV核酸を増幅するための、ならびに前記増幅反応の生成物を捕捉および/または検出するためのオリゴヌクレオチドの組であって、
項目26~29のいずれかに記載のプライマーの組と;
少なくともHCV遺伝子型1~6の間で保存されているHCVコア核酸配列もしくはその相補物に特異的にハイブリッド形成する核酸捕捉プローブと;および/または
少なくともHCV遺伝子型1~6の間で保存されているHCVコア核酸配列もしくはその相補物に特異的にハイブリッド形成する核酸検出プローブと;
を含む、オリゴヌクレオチドの組。
(項目31)
前記順方向核酸プライマーが、AGACTGCTAGCCGAGTAG(配列番号1)の核酸配列、またはその全長に沿って配列番号1の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列を含む、項目30に記載のオリゴヌクレオチドの組。
(項目32)
前記逆方向核酸プライマーが、GCTCATGATGCACGGTCTACGAGA(配列番号2)の核酸配列、またはその全長に沿って配列番号2の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列を含む、項目30または31に記載のオリゴヌクレオチドの組。
(項目33)
前記捕捉プローブが、GCGAAAGGCCTTGTGGTACT(配列番号3)の核酸配列、もしくはその全長に沿って配列番号3の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列、またはこれらの相補物を含む、項目30~32のいずれかに記載のオリゴヌクレオチドの組。
(項目34)
前記検出プローブが、TGATAGGGTGCTTGCGAGTG(配列番号4)の核酸配列、もしくはその全長に沿って配列番号4の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列、またはこれらの相補物を含む、項目30~33のいずれかに記載のオリゴヌクレオチドの組。
(項目35)
前記捕捉および/または検出プローブが最大50ヌクレオチド長である、項目30~34のいずれかに記載のオリゴヌクレオチドの組。
(項目36)
オリゴヌクレオチドであって、
AGACTGCTAGCCGAGTAG(配列番号1)の核酸配列、もしくはその全長に沿って配列番号1の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列、もしくはこれらの相補物;
GCTCATGATGCACGGTCTACGAGA(配列番号2)の核酸配列、もしくはその全長に沿って配列番号2の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列、もしくはこれらの相補物;
GCGAAAGGCCTTGTGGTACT(配列番号3)の核酸配列、もしくはその全長に沿って配列番号3の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列、もしくはこれらの相補物;または
TGATAGGGTGCTTGCGAGTG(配列番号4)の核酸配列、もしくはその全長に沿って配列番号4の核酸配列と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有する核酸配列、もしくはこれらの相補物;
を含む、オリゴヌクレオチド。
(項目37)
最大25、30、35、40、45または50ヌクレオチド長である、項目36に記載のオリゴヌクレオチド。
(項目38)
項目26~29のいずれかに記載のプライマーの組、項目30~35のいずれかに記載のオリゴヌクレオチドの組、または項目36もしくは37に記載のオリゴヌクレオチドを含む、項目16~25のいずれかに記載のキット。
(項目39)
項目1~15のいずれかに記載の方法における、項目26~29のいずれかに記載のプライマーの組、項目30~35のいずれかに記載のオリゴヌクレオチドの組、または項目36もしくは37に記載のオリゴヌクレオチドの使用。

Claims (1)

  1. 明細書に記載の発明。
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