JPH09163991A - Hcv核酸増幅用のオリゴヌクレオチドプライマー - Google Patents
Hcv核酸増幅用のオリゴヌクレオチドプライマーInfo
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Abstract
ムの5’非翻訳領域の効率的な逆転写−ポリメラーゼ連
鎖反応(RT−PCR)増幅を改良することを目的とし
てなされた。 【解決手段】 本発明は、HCVのRT−PCR増幅の
ための配列番号:1、2及び3にて特定される改良され
たオリゴヌクレオチドプライマー類を提供する。さら
に、HCV増幅のための前記プライマーを含むキット、
及び前記プライマーの使用を含むHCV核酸の検出方法
が提供される。
Description
酸化学の分野に関するものである。さらに特定的には、
本発明はC型肝炎ウイルス(HCV)核酸の増幅のため
の方法および試薬に関するものである。従って、本発明
は、HCVの検出、一般的な医学的診断の分野、及び分
子生物学の分野において応用される。
単一の正のセンスの、約10,000ヌクレオチドの長
さを有するRNA分子を含んだ小型のRNAウイルスで
ある。原型的HCVは、Choo等、1989, Science 244:
359-362; Choo等、1991,Proc. Natl. Acad. Sci. USA
88: 2451-2455;及び欧州特許公開第318,216; 288,23
2; 及び398,748 号に記述されている。ゲノムは、単一
の大きいポリタンパク質に翻訳され、次いで加工をうけ
る単一の長い開放された読み枠を含むものと考えられて
いる。該ゲノムは、開放された読み枠の上流に、5’非
翻訳領域(UTR)を含むことが知られている。
の大きい核酸異種性を示す(Simmonds, 1995, Hepatolo
gy 21: 570-583 、及びBukh等、1994, Proc. Natl.
Acad. Sci. USA 91: 8239-8243 参照)。しかしなが
ら、5’UTR配列は比較的保存されていることが知ら
れている。
連鎖反応(PCR)の発明は、以前は検出不能なほど少
量の試料中に存在する核酸の迅速な検出を可能とする
(米国特許4,683,195; 4,683,202; 及び4,965,188 参
照)。HCVゲノムRNAは、HCVゲノムRNAを逆
転写し、得られたcDNAをPCRにより増幅し、及び
増幅生成物の存在を検出することにより検出されうる。
CV検出アッセイは、米国特許5,527,699 ;欧州特許公
開529,493; Young等、1993, J. Clin. Microbiol. 31
(4):882-886;及びYoung 等、1995, J. Clin. Microbio
l. 33(3); 654-657に記述されている。それらに記述さ
れるように、HCV RNAの増幅は、結合逆転写−ポ
リメラーゼ連鎖反応(RT−PCR)増幅により実施さ
れ得、これにおいては単一の酵素が、最初のゲノムRN
Aテンプレートからのプライマー伸長(即ち、逆転写)
及び増幅工程にて合成されるDNAテンプレートからの
プライマー伸長の両方について触媒作用する。
ルス(HCV)ゲノムの5’非翻訳領域の効率的な逆転
写−ポリメラーゼ連鎖反応(RT−PCR)増幅のため
の改良されたオリゴヌクレオチドプライマー類を提供す
る。
れるプライマーを上回る重要な優位点は、本発明のプラ
イマーが顕著に高い効率をもってHCV核酸の増幅を可
能とすることである。例に示されるように、本発明のプ
ライマーを使用するHCV核酸の増幅は、従来技術に記
述されるプライマーを使用する増幅より効率が100倍
高い。本発明のプライマーを使用して得られる有意に高
い増幅効率は、従来技術から見て驚くべきものであり、
かつ予期されないものである。
を使用してポリメラーゼ連鎖反応を実施することを含む
HCVゲノム領域の増幅方法に関する。本発明のプライ
マーを使用して得られる有意に向上した増幅効率のため
に、本発明の増幅方法は、有意に増量した増幅生成物を
与え、その一方で形成されるプライマー−二量体の量を
低減する。結果として、本発明の方法は、有意に向上し
た感度のHCV検出アッセイを可能とする。従って、本
発明は、試料中のHCV核酸の存在の検出方法であっ
て: (a)前記試料を、本発明のプライマーを含むPCR反
応混合物中において増幅条件下で、HCV核酸が存在す
る場合に増幅すべく処理し;及び(b)HCV核酸の存
在を示す増幅が起きたか否かを検出すること、を含んで
なる試料中のHCV核酸の存在の検出方法をも提供す
る。
マーを含んでなるキットに関するものである。これらの
キットは、増幅核酸の検出のためのオリゴヌクレオチド
プローブ、並びにポリメラーゼ、緩衝剤及びヌクレオシ
ド三リン酸等の付加的試薬を含みうる。本発明の理解の
手助けとして幾つかの用語が以下に定義される。
用語は、プライマー類、プローブ類及び増幅または検出
されるべきオリゴマー断片を指し、ポリデオキシリボヌ
クレオチド(2−デオキシ−D−リボースを含む)につ
いて、またポリリボヌクレオチド(D−リボースを含
む)について、並びに他のプリンもしくはピリミジン塩
基、または修飾されたプリンもしくはピリミジン塩基の
Nグリコシドであるポリヌクレオチドの何れかのタイプ
について総称的である。“核酸”及び“オリゴヌクレオ
チド”なる用語の間で、長さにおける意図的な区別はな
く、従って、これらの用語は、可換的に使用されるであ
ろう。これらの用語は、分子の一次構造のみを指す。従
ってこれらの用語は、二重鎖及び単鎖DNA、並びに二
重鎖及び単鎖RNAを含む。
ング及び適切な配列への制限、並びにNarang等、
1979、Meth.Enzymol.68:90−9
9のホスホトリエステル法;Brown等、1979、
Meth.Enzymol.68:109−151のホ
スホジエステル法;Beaucage等、1981、T
etrahedron Lett.22:1859−1
862のジエチルホスホラミダイト法;及び米国特許第
4,458,066号の固体支持方法等の直接化学合成
を含む適当な方法により調製され得る。標識オリゴヌク
レオチドの合成方法は、Agrawal及びZamec
nik、1990、Nucl.Acids.Res.1
8(18):5419−5423;MacMillan
及びVerdine、1990、J.Org.Che
m.55:5931−5933;Pieles等、19
89、Nucl.Acids.Res.17(22):
8967−8978;Roget等、1989、Nuc
l.Acids.Res.17(19):7643−7
651;及びTesler等、1989、J.Am.C
hem.Soc.111:6966−6976に記述さ
れている。合成方法の総説は、Goodchild、1
990、Bioconjugate Chemistr
y 1(3):165−187に提供される。
相補的塩基対形成による2本の単鎖核酸による二重構造
の形成を指す。ハイブリダイゼーションは、完全に(正
確に)相補的な核酸鎖の間、または僅かな食い違い領域
を含む“実質的に相補的な”核酸鎖の間で起こりうる。
完全に相補的な核酸鎖においてのみハイブリダイズする
であろう条件は、“緊縮なハイブリダイゼーション条
件”または“配列特異的なハイブリダイゼーション条
件”と称される。実質的に相補的な配列の安定な二重鎖
は、より緊縮さが低いハイブリダイゼーション条件下で
達成され得る。核酸技術における当業者は、この技術に
より提供される案内(例えば、Sambrook等、1
985、Molecular Cloning−A L
aboratory Manual、Cold Spr
ing Harbor Laboratory、Col
d Spring Harbor、NY)に従って、二
重鎖の安定性を経験的に決定しうる。
ン強度及びpHにおいて、特定の配列についての熱的融
点(Tm)より約5℃低く選択される。Tmは、50%
の塩基対が解離する温度(所定のイオン強度及びpHに
て)である。ハイブリダイゼーション条件の緊縮性の緩
和は、配列の不一致を許容するようにし;また許容され
る不一致の程度は、ハイブリダイゼーション条件の適当
な調節により制御可能である。
て相補的なプライマー伸長生成物の合成が誘導される条
件下、即ち適切な緩衝溶液及び適当な温度にて4種類の
異なるヌクレオシド三リン酸及びポリマー化試薬(即
ち、DNAポリメラーゼまたは逆転写酵素)の存在下で
のDNA合成の開始点として作用しうるオリゴヌクレオ
チドを指す。プライマーは、好ましくは単鎖オリゴデオ
キシリボヌクレオチドである。プライマーの適切な長さ
は、プライマーの使用目的に依存するが、典型的には1
5から35ヌクレオチドの範囲である。短いプライマー
分子は、一般的にテンプレートと十分に安定したハイブ
リッド複合体を形成するために、より低い温度を必要と
する。プライマーは、テンプレート核酸の正確な配列を
反映する必要はないが、テンプレートにハイブリダイズ
するために充分に相補的でなければならない。プライマ
ーは、該プライマーの検出または固定を可能とするが、
DNA合成の開始点として作用するプライマーの基本的
性質を変更しない付加的な特徴を組み入れ得る。例え
ば、プライマーは、標的核酸配列にハイブリッドしない
が、増幅生成物のクローニングを容易にする付加的な核
酸配列を5’末端に含みうる。ハイブリダイズするため
にテンプレートに充分に相補的なプライマーの領域は、
ここにおいてはハイブリダイズ領域と称される。
プライマーは、その伸長生成物がコード配列の結果を生
じるプライマーを指し;“下流”プライマーは、その伸
長生成物が相補的非コード鎖の結果を生じるプライマー
を指す。“RTプライマー”と称される逆転写に使用さ
れるプライマーは、コード鎖にハイブリダイズし、従っ
て、下流プライマーである。
チドプローブ”なる用語は、相補的塩基対形成のために
標的核酸の配列と二重鎖構造を形成するオリゴヌクレオ
チドを指す。プローブは、標的核酸の検出または捕捉の
ために使用される。プローブは、好ましくは単鎖オリゴ
デオキシリボヌクレオチドである。プローブは、典型的
には標的配列の領域に対応する好ましくは10から50
ヌクレオチド、さらに好ましくは15から35ヌクレオ
チドからなる“ハイブリッド領域”からなるか、または
それを含んでなる。“対応する”は、指定される核酸ま
たはその相補体の何れかに対して少なくとも実質的に相
補的であることを意味する。プローブは、標的核酸の正
確な配列を反映する必要はないが、選択されるハイブリ
ダイゼーション条件下で標的とハイブリッドするために
充分相補的でなければならない。プローブオリゴヌクレ
オチドは、該プローブの検出または固定化を許容する
が、ハイブリダイズ領域のハイブリダイゼーションの特
徴を著しく変更しない付加的な特徴を含みうるか、ある
いはそれに結合され得る。例えば、プローブは放射標識
ヌクレオチドの取り込みにより、または独立した検出可
能な残基に結合されることにより標識されうる。
クレオチドプライマーまたはプローブは、該オリゴヌク
レオチドと標的配列との間の不一致の個数が、該オリゴ
ヌクレオチドと非標的配列との間の不一致の個数より少
ない場合において、標的配列に対して“特異的”であ
る。ハイブリダイゼーション条件は、存在する不一致の
個数がオリゴヌクレオチドと標的配列との間の不一致の
個数を越えない場合にのみ安定な二重鎖が形成されるよ
う選択されうる。そのような条件下では、標的特異的オ
リゴヌクレオチドは標的配列とのみ安定な二重鎖を形成
しうる。適当な緊縮増幅条件下での標的特異的プライマ
ーの使用は、標的プライマー結合部位を含むそれらの標
的配列の特異的増幅を可能とする。同様にして、適当な
緊縮ハイブリダイゼーション条件下での標的特異的プロ
ーブの使用は、特異的標的配列の検出を可能とする。
は、増幅、検出または別途分析されるべき核酸の領域を
指す。
熱に対して相対的に安定であり、ヌクレオシド三リン酸
のポリマー形成に触媒作用して、標的配列の核酸鎖のひ
とつに対して相補的なプライマー伸長生成物を形成する
酵素を指す。該酵素は、プライマーの3’末端から合成
を開始し、テンプレートの5’末端に向けて合成が終了
するまで進行する。精製熱安定性DNAポリメラーゼ
は、Perkin−Elmer、Norwalk、CT
から商業的に入手可能である。
鎖反応混合物”なる用語は、ポリメラーゼ連鎖反応を実
施するために好適な試薬の組合せを指す。該反応混合物
は、典型的にはオリゴヌクレオチドプライマー、ヌクレ
オチド三リン酸、及びDNAポリメラーゼを、適当な緩
衝溶液中に含む。好適な増幅反応混合物は、例中に与え
られる。
用されるように標的核酸配列の増幅のために好適な反応
条件を指す。増幅条件は、増幅反応混合物及び反応の間
に使用される温度サイクル条件の両者を指す。本発明の
プライマーを使用する増幅条件下では、存在する場合に
はHCV核酸の増幅が起こるであろう。好ましい増幅条
件は、例中に与えられる。
用されるように所定の増幅サイクル数において、標的配
列の所定の初期個数から生成される生成物の量を指す。
従って、プライマーにおいてのみ異なる二つの反応の増
幅効率は、それぞれの反応で形成される生成物の量を定
量的に測定することによって比較される。
マー対(A)KY78(SEQ ID NO:5)/K
Y80(SEQ ID NO:4)、(B)ST778
AA(SEQ ID NO:2)/KY80(SEQ
ID NO:4)、(C)ST778AA(SEQ I
D NO:2)/ST280A(SEQ ID NO:
1)(40ピコモル)及び(D)ST778AA(SE
Q ID NO:2)/ST280A(SEQ ID
NO:1)(60ピコモル)をそれぞれ使用した場合の
増幅反応の比較を示す。
5’末端ヌクレアーゼアッセイに基づくプライマー対K
Y78/KY80(−−◆−−)、ST778AA/K
Y80(−■−)及びST778AA/ST280(−
▲−)を使用する増幅反応の比較を示す。
5’末端ヌクレアーゼアッセイに基づくプライマー対K
Y78/KY80(−−◆−−)、ST678AA/S
T280(−▲−)及びST778AA/ST280
(−x−)を使用する増幅反応の比較を示す。
核酸化学の慣用の技術は、文献中に完全に記述されてい
る。例えば、Sambrook等、1985、Mole
cular Cloning−A Laborator
y Manual、ColdSpring Harbo
r Laboratory、Cold Spring
Harbor、NY;Oligonucleotide
Synthesis(M.J.Gait,編、198
4);Nucleic Acid Hybridiza
tion(B.D.Hames及びS.J.Higgi
ns編、1984);及びMethods in En
zymologyのシリーズ(Academic Pr
ess,Inc.)を参照。上記及び下記の両者におい
てここに述べる全ての特許、特許出願及び刊行物を、参
考として組み入れる。
向で示して表1に掲げられている。上流プライマーを何
れかの下流プライマーと共に用いる増幅は、HCVゲノ
ムの5’非翻訳領域からの240塩基対の生成物を増幅
する。該プライマーは、HCVゲノムの5’非翻訳領域
内の比較的保存された領域にハイブリダイズし、他のウ
イルス由来またはヒトゲノムDNA由来の非標的配列の
同時的増幅を伴うことなく、既知のHCV単離物由来の
核酸の増幅を可能とする。
分野において周知であり、また米国特許第4,683,
195号;4,683,202号;及び4,965,1
88号に記述されている。Perkin Elmer
(Norwalk,CT)等の商業的販売者は、PCR
試薬を販売し、またPCRプロトコールを発行してい
る。本発明により提供される優位点の理解を容易にする
ために、PCRの要点を示す。
標的配列は変性され、プライマーが該変性された標的の
各鎖にアニールされ、該プライマーは、DNAポリメラ
ーゼの作用により伸長される。該工程は、典型的には少
なくとも25回反復される。2種のプライマーは、標的
核酸配列の反対側の末端に、各プライマーの伸長生成物
が標的配列の相補的複写物となり、かつその相補体から
分離された場合に他方のプライマーにハイブリッドしう
るような配向をもってアニールする。100%の効率を
仮定すると、各サイクルは存在する標的配列数の二倍化
を生じるであろう。
が、PCRにより増幅されうる。ここに記述されるよう
に、HCVゲノム核酸の増幅のようにRNA標的の場合
には、第一工程は、標的配列のDNA複写物(cDN
A)の合成からなる。逆転写は、独立した工程として、
または好ましくはRNA増幅のためのポリメラーゼ連鎖
反応の変法である組み込み逆転写−ポリメラーゼ連鎖反
応(RT−PCR)において実施され得る。RNAのR
T−PCR増幅はこの分野で周知であり、米国特許第
5,322,770号及び5,310,652号;My
ers及びGelfand、1991、Biochem
istry 30(31):7661−7666;米国
特許第5,527,669号;Young等、199
3、J.Clin.Microbiol.31(4):
882−886;及びYoung等、1995、J.C
lin.Microbiol.33(3):654−6
57に記述されている。
が、文献中に記述されている。例えば、生物学的試料か
らのリボ核酸の抽出技術は、Rotbart等、198
9、PCR Technology(Erlich編、
Stockton Press、New York)
中、及びHan等、1987、Biochemistr
y 26:1617−1625に記述されている。使用
される個別の方法は、本発明の重要な部分ではない。当
業者は、既知の試料調製方法を用いて使用する反応条件
の至適化を行い得る。HCV RNAの検出に使用する
ための好ましい試料調製方法は、米国特許第5,52
7,669号、前出のYoung等、1993及び前出
のYoung等、1995に記述されている。
るため、高いDNA濃度を持った試料、正の対照テンプ
レート、または先行する増幅に由来する低濃度のDNA
夾雑物は、目的を持って添加したテンプレートDNAが
存在しない場合にもPCR生成物を生じうる。交差夾雑
を最小とするであろう実験器具及び技術は、Kwok及
びHiguchi、1989、Nature、339:
237−238並びにInnis等編、1990、PC
R Protocols:A Guide to Me
thods and Applications、Ac
ademicPress,Inc.San Dieg
o,CA中のKwok及びOrregoに議論されてい
る。先行する反応に由来する増幅核酸によるPCRの夾
雑の問題を低減するための酵素的方法は、ここにそれぞ
れ参考として取り入れるPCT特許公開US91/05
210、米国特許第5,418,149号及び米国特許
第5,035,996号、並びに前出のYoung等、
1995に記述されている。
ハイブリダイゼーション特異性を保証するために必要な
温度より充分に低い室温にて組み上げられる。室温にお
いては、プライマーが部分的にのみ相補的な核酸配列を
持つ他のものに非特異的に結合するであろうから、非特
異的な増幅が生じえて、望まれない核酸配列の合成が開
始される。これらの新たに合成された望まれない配列
は、増幅反応の間に所望の標的配列と競合しえて、所望
の配列の増幅効率を顕著に低減しうる。非特異的増幅
は、温度が必要とされるハイブリダイゼーション特異性
を与える為に充分に上昇するまでプライマー伸長が阻害
される“ホットスタート”を使用して低減されうる。
が必要とされるハイブリダイゼーション特異性を与える
為に充分に上昇するまで、1種以上の試薬が反応混合物
に与えられない。反応成分を分離または隔離するための
ロウ等の熱不安定性材料を使用するホットスタート法
は、米国特許第5,411,876号及びChou等、
1992、Nucl.Acids Res.20
(7):1717−1723に記述されている。他のホ
ットスタート法においては、増幅に先行して、または増
幅の第1工程として高温度のインキュベーションにより
活性化されるまでプライマー伸長に触媒作用しない、可
逆的に不活性化されたDNAポリメラーゼが使用され
る。この様な可逆的に不活性化されたDNAポリメラー
ゼの例は、AmpliTaqTMGOLDである(総説と
してBilch等、1996、Nature381:4
45−446参照)。非特異的増幅は、米国特許第5,
418,149号に記述されるように増幅の初期の高温
工程に先立って形成される伸長生成物を、酵素的に分解
することによっても低減される。
の増幅は、HCV検出アッセイの一部として実施され
る。増幅は、HCV核酸の量を検出可能な水準まで増大
させる。PCR増幅核酸の検出方法は、この技術におい
て周知である。例えば、増幅生成物の存在及び量は、こ
の技術において周知のプロトコールを使用してゲル電気
泳動を用い直接にアッセイされうる(例えば、Samb
rook等、1989の前出文献参照)。
異的にハイブリダイズするオリゴヌクレオチドプローブ
を使用して実施され得る。プローブと標的核酸配列との
間に形成されるハイブリッドを検出するための好適なプ
ロトコールは、この技術において知られている。表1の
プライマーを使用して増幅されるHCV核酸は、米国特
許第5,527,669号;Young等の1993前
出文献;及びYoung等の1995前出文献に記述さ
れるプローブ及び方法を使用して検出されうる。
れる好適なアッセイ法は、米国特許第5,210,01
5号及びHolland等、1991、Proc.Na
tl.Acad.Sci.USA 88:7276−7
280に記述されている。5’−ヌクレアーゼアッセイ
においては、標識された検出プローブはPCR増幅反応
混合物に含まれる。該プローブは、DNA合成のプライ
マーとして作用することが阻害されるように修飾され
る。合成工程、即ちプライマー伸長の間に標的DNAと
ハイブリダイズする任意のプローブは、DNAポリメラ
ーゼ、例えばrTthDNAポリメラーゼの5’−ヌク
レアーゼ活性により切り取られる。切り取られたプロー
ブの存在は、プローブと標的DNAのハイブリダイゼー
ションが起きたこと、及び増幅が起きたことの両方を示
している。プローブ切断物の検出方法は、米国特許第
5,210,015号、EP−A−699768、EP
−A−713921及び下記例に記述されている。
は、典型的にはハイブリッド二重鎖の検出を容易にする
ために標識オリゴヌクレオチドを使用する。オリゴヌク
レオチドは、分光学的、光化学的、生化学的、免疫化学
的、または化学的手段により検出可能な標識を取り込む
ことにより標識されうる。有用な標識は、32P、蛍光染
料、電子密度試薬、酵素(ELISAにおいて通常使用
されると同様に)、ビオチン、またはハプテン並びに抗
血清またはモノクローナル抗体が入手可能なタンパク質
を含む。本発明の標識オリゴヌクレオチドは、上述の技
術を使用して合成されうる。
て増加がモニターされる、HCV核酸増幅の検出のため
の別の方法は、Higuchi等、1992、Bio/
Technology 10:413−417;Hig
uchi等、1993、Bio/Technology
11:1026−1030;並びにヨーロッパ特許公
開487,218及び512,334号に記述されてい
る。二重鎖標的DNAの検出は、二重鎖DNAに結合し
た場合にエチジウムブロマイド(EtBr)及び他のD
NA結合標識が示す増大した蛍光に依っている。増幅は
二重鎖DNAの量を増大させ、蛍光における検出可能な
増大を生じる。非特異的増幅、及び特にはプライマー二
量体は、二重鎖DNAの形成を生じるため、非特異的増
幅の低減が望ましい。本発明のプライマーは、非特異的
増幅生成物の予想されない低水準の背景をもって増幅を
可能とすることから、特に有用である。
アッセイにおけるようとに限定されるものではない。例
えばこの技術でよく知られているように、増幅される核
酸は、クローニングまたは配列決定において使用され得
る(例えば、米国特許第4,683,195号参照)。
本発明のプライマーは、増幅核酸の高い収率及び得られ
る非特異的増幅生成物のより低い水準のために概して有
用である。
施するために有用な成分を含む複数の容器ユニットにも
関連する。有用なキットは、HCV核酸の増幅のための
プライマーを含む。キットは、オリゴヌクレオチドプロ
ーブ等の増幅HCV核酸検出の為の手段を含むことがで
きる。キットの他の選択的成分は、例えばプライマー伸
長生成物の合成を触媒する試薬、ヌクレオチド三リン酸
基質、増幅またはハイブリダイゼーション反応用の適当
な緩衝溶液、及び本方法を実施するための指示書を含
む。下記に提示される本発明の例は、例示の目的のため
に提供されるもので、本発明の範囲を制限するものでは
ない。例に従った特許請求の範囲内の発明の多くの実施
態様は、上述の説明及び以下の例を読むことにより当業
者には明らかなものとなろう。
て実施した。
料から単離されたRNAの使用の両者にて実施した。合
成テンプレートの使用は、各反応物に添加される標的R
NA分子の数に亘って、調整を可能とした。合成RNA
は、Young等、1993前出文献に記述されている
ように、HCV RNA転写ベクターを使用して、転写
された。臨床的試料由来のHCV RNAの増幅のため
に、RNAをYoung等、1995前出文献に記述さ
れているように、RNAを血清から単離した。
は、以下の試薬を含んでいた。 HCV RNAテンプレート 400nMの各プライマー(特記しない限り) 1μMの標識プローブ 50mM ビシン(pH8.3) 100mM KOAc 200μM 各dATP、dCTP、dGTP及びdU
TP 3.6mM Mn(OAc)2 8% グリセロール 20単位のrTth DNAポリメラーゼ* 、並びに 2単位のUNG* * Hoffmann−La Rocheにより製造及び
開発され、PerkinElmer、Norwalk、
CTにより販売される。
アーゼアッセイを使用して増幅生成物を検出可能とする
ために、各反応混合物に含まれていた。使用されたプロ
ーブは、米国特許第5,527,669号及びYoun
g等、1995前出文献に記述されるKY150であっ
た。該プローブは、5’末端にフルオレセイン(FA
M)(Perkin Elmer、Applied B
iosystems Division、Foster
City、CA)を結合し、DNAポリメラーゼによ
る伸長を阻止するために3’−OHに代えて3’−PO
4 を結合して合成された。
NA熱サイクラー中で薄壁のMicroAmp反応チュ
ーブ(共にPerkin Elmer、Norwal
k、CT)を使用し、下記の温度プロフィルにて実施さ
れた: 温度サイクルに次いで、反応物を分析前には−20℃に
維持した。
クレアーゼアッセイの両者により分析された。ゲル電気
泳動は、増幅生成物の存在の容易に視覚的に確認するこ
と、および生成した増幅生成物の相対量の大まかな評価
を与える。5’−ヌクレアーゼアッセイは、生成した増
幅生成物の量の正確な定量的評価を与えるために使用さ
れた。
より検出された。反応生成物をアガロースゲル(3%
NuSieveTM及び1% SeaChemTM)並びに
1X TBE(0.089M トリス、0.089M
ほう酸、0.0025M EDTA二ナトリウム)操作
緩衝溶液を使用して分画した。電気泳動を100ボルト
にて約1時間実施した。電気泳動に続いて、存在する任
意のDNAを染色するためにエチジウムブロマイド
(0.5μg/ml)を添加した。ゲルを水中で大まか
に脱色し、DNAのエチジウムブロマイド染色バンドを
UV輻射を使用して可視化した。
NAポリメラーゼによる伸長を妨害すべく修飾されたH
CV−特異的検出プローブの存在下で実施された。2個
のプライマー結合部位の間に位置するHCV標的配列の
領域に相補的なプローブは、プライマー伸長の間にrT
th DNAポリメラーゼの5’−ヌクレアーゼ活性に
より切断される。増幅に続いて、残留する非切断プロー
ブは反応混合物から分離され、次いで残留する切断プロ
ーブ断片の蛍光が、合成された増幅生成物の量を示すも
のとして測定される。
の非切断プローブに結合するが、切断プローブ断片に感
知可能に結合しないポリエチレンイミン(PEI)にて
被覆されたビーズを用いて反応混合物から抽出される。
PEIビーズは、反応混合物に添加され、非切断プロー
ブの結合が許容され、得られたPEI−プローブ複合体
が遠心分離により除去される。残留するプローブ切断断
片の量は、蛍光測定により決定される。PEIビーズ抽
出の詳細は以下に記述される。
Baker、Phillipsburg、NJからのB
aker Bond広孔PEIビーズ)は、4℃にて少
なくとも数時間(または一夜)蒸留脱イオン(dd)水
に浸漬された。該PEIビーズは、下記を使用して順次
洗浄された:(1)dd水、(2)エタノール、(3)
dd水、(4)1M トリス(pH8.3)、(5)5
0mM トリス(pH8.3)、1M NaCl、及び
(6)結合緩衝溶液(10mM トリス、50mM K
Cl、1mM EDTA、500mM NaCl及び8
M 尿素)。最後の洗浄の後、ビーズは300μlの結
合緩衝溶液あたり60mg(湿重量)のPEIビーズと
なるように結合緩衝溶液中に再懸濁された。
のPCR反応混合物が300μlのPEIビーズ懸濁物
(約60mgのPEIビーズ)に添加された。該混合物
を10分間回転撹拌して混合し、PEIビーズに非切断
プローブを結合させる。微量遠心機(Microfug
e)中で最高速度にて2分間遠心分離してPEI−プロ
ーブ複合体を除去した後、200μlの上澄みをピペッ
トにてマイクロウエルプレートのウエルに移した。蛍光
を、CytoFluorTMマイクロタイタープレート読
み取り装置(Perceptive Biosyste
ms、Bedford、MA)において、室温にて48
5nmの励起フィルタ(20nmの透過バンド幅)及び
530nmの輻射フィルタ(25nmの透過バンド幅)
を使用して測定した。
類似する先行技術に記載されたプライマーとの比較を記
述する。比較されるプライマーの性質は、所定数の増幅
サイクルにおいて生成される生成物の量として定義され
る増幅効率である。
術に記載のプライマーは、米国特許第5,527,66
9号;ヨーロッパ特許公開529,493号;及びYo
ung等の、1993前出文献に記載されたKY80
(SEQ ID NO:4)及びKY78(SEQ I
D NO:5)である。これらの先行技術プライマー及
び本発明のプライマーの配列の比較は下記に示される。
の0、10、25及び100コピーを含む試料を使用し
て、例1に記述されるように実施した。反応を、下記に
示されるプライマーの組合せを使用して実施した。反応
(a)、(b)及び(c)は、それぞれのプライマーを
400nM含んでいた。反応(d)は、プライマー濃度
を600nMに増大した点で(c)とは異なっていた。 (a)KY80(SEQ ID NO :4)及びKY78(SEQ
ID NO :5) (b)KY80(SEQ ID NO :4)及びST778AA
(SEQ ID NO :2) (c)ST280A(SEQ ID NO :1)及びST778
AA(SEQ ID NO :2) (d)ST280A(SEQ ID NO :1)及びST778
AA(SEQ ID NO :2)
び標的数の投入を、3組にて実施した。増幅生成物を、
前述したようにゲル電気泳動にて分析した。結果を図1
に示してある。増幅HCV標的配列に対応するバンドが
示され;下方のバンドは非特異的増幅生成物(プライマ
ー二量体)に対応する。
量の増幅生成物に対応する最も強度が高いバンドは、プ
ライマー対ST280A(SEQ ID NO:1)及
びST778AA(SEQ ID NO:2)を使用し
て生成された。このプライマー対のみが、10コピーの
標的から検出可能な量の増幅生成物を生じた。また明ら
かなことは、特に100コピーの標的を使用した増幅に
おいて、ST280A(SEQ ID NO:1)及び
ST778AA(SEQ ID NO:2)を使用して
非特異的増幅生成物の量が顕著に減少することである。
増幅(c)及び(d)の比較は、400nMのプライマ
ー濃度が、600nMのプライマー濃度より良好な結果
を生じることを示している。
を評価するために、KY80(SEQ ID NO:
4)及びST778AA(SEQ ID NO:2)を
使用して実施する増幅を含めた。25及び100コピー
の標的配列を用いた増幅(a)及び(b)で得られた結
果は、本発明のRT及び上流プライマーの両者の組合せ
を使用した増幅(c)及び(d)により得られるほどに
優れるものではないが、本発明のRTプライマーの従来
技術の上流プライマーとの組合せにおける使用が、生成
物の収率においてかなりの改良をもたらすことを示して
いる。
EQ ID NO:1)及びST778AA(SEQ
ID NO:2)の優位性の容易に視覚化される証拠を
提供するものではあるが、バンドの強度は、増幅生成物
の正確な定量的比較を与えるものではない。定量的比較
のために、5’−ヌクレアーゼアッセイが使用された。
し、増幅生成物の分析が5’−ヌクレアーゼアッセイを
使用して行われた増幅を記述するものである。増幅は、
合成HCV RNAテンプレートを0、10、25、1
02 、103 、104 、105 及び106 コピー含む試
料並びに各プライマーについて400nMのプライマー
濃度を使用して例1に記述されるのと同様に実施され
た。各プライマー対による増幅及び標的数の投入は、3
組にて実施された。上記例2と同様に、下記のプライマ
ーの組合せが使用された。 (a)KY80(SEQ ID NO :4)及びKY78(SEQ
ID NO :5) (b)KY80(SEQ ID NO :4)及びST778AA
(SEQ ID NO :2) (c)ST280A(SEQ ID NO :1)及びST778
AA(SEQ ID NO :2)
5’−ヌクレアーゼアッセイを使用して分析された。デ
ータは、初期HCV標的配列のコピー数の対数に対す
る、切断プローブ断片の蛍光シグナルとしてプロットし
て図2に示される。各蛍光値は、反復測定の平均値であ
る。各値の標準誤差は、図2に示されている。
示されるゲル電気泳動分析にて観察されるのと同様に、
本発明のプライマーを使用して得られる増幅効率におけ
る顕著な改善の確認を与える。プライマー対ST280
A(SEQ ID NO:1)及びST778AA(S
EQ ID NO:2)を使用して得られる標的配列の
10−105 コピーの増幅にて生じる蛍光シグナルは、
プライマー対KY80(SEQ ID NO:4)及び
KY78(SEQ ID NO:5)を使用して対応す
る増幅により生じる蛍光シグナルに比べて顕著に大き
い。さらに、図1においても分かるように、本発明のR
Tプライマー、ST778AA(SEQID NO:
2)を従来技術の上流プライマー、KY80(SEQ
ID NO:4)との組合せにおいて使用する増幅は、
本発明のRT及び上流プライマーの両者の組合せを使用
して得られるほどに優れるものではないが、生成物の収
率においてかなりの改良をもたらすことを示している。
蛍光シグナルを得るために必要なHCVの投入コピー数
の比較により与えられる。図2に示されるように、プラ
イマー対ST280A(SEQ ID NO:1)及び
ST778AA(SEQ ID NO:2)を使用して
10コピーのHCV標的の増幅から得られる平均シグナ
ルは、プライマー対KY80(SEQ ID NO:
4)及びKY78(SEQ ID NO:5)を使用し
て103 コピーのHCVの増幅から得られる平均蛍光シ
グナルとほぼ等しい。従って、100倍少ない投入コピ
ー数から同様な量の増幅生成物が得られ、あるいは換言
すれば、プライマー対ST280A(SEQ ID N
O:1)及びST778AA(SEQ ID NO:
2)を使用する増幅は、従来技術のプライマーを使用す
る増幅に比べて約100倍効率が高い。
最小HCV標的数の比較により与えられる。プライマー
対ST280A(SEQ ID NO:1)及びST7
78AA(SEQ ID NO:2)を使用して、10
コピーのHCV RNAの増幅は明確に検出可能なシグ
ナルを与えた。対照的に、プライマー対KY80(SE
Q ID NO:4)及びKY78(SEQ ID N
O:5)を使用すると10コピーのHCV RNAの増
幅は検出可能なシグナルを生じなかった。100コピー
より少ないHCVでは、プライマー対KY80(SEQ
ID NO:4)及びKY78(SEQ ID N
O:5)を使用して検出可能なシグナルが生じなかっ
た。
D NO:1)とKY80(SEQID NO:4)と
の間の配列の類似性、並びに下流プライマーST778
AA(SEQ ID NO:2)とKY78(SEQ
ID NO:5)との間の配列の類似性が与えられて
も、増幅効率におけるこの様な劇的な改善を予期しうる
理由は存在しない。本発明のプライマーを使用して得ら
れた観察される改善は、驚くべきものであり、従来技術
から見ても予期されないものである。
セイ この例は、下記のプライマーの組合せを使用する増幅の
比較を記述する。 (a)KY80(SEQ ID NO :4)及びKY78(SEQ
ID NO :5) (b)ST280A(SEQ ID NO :1)及びST678
A(SEQ ID NO :3) (c)ST280A(SEQ ID NO :1)及びST778
AA(SEQ ID NO :2)
を0、10、25、102 、103、104 、105 及
び106 コピー含む試料並びに各プライマーについて4
00nMのプライマー濃度を使用して上述されるのと同
様に実施された。各プライマー対による増幅及び標的数
の投入は、3組にて実施された。増幅生成物は、上述と
同様に5’−ヌクレアーゼアッセイを使用して分析され
た。データは、初期HCV標的配列のコピー数の対数に
対する、切断プローブ断片の蛍光シグナルとしてプロッ
トして図3に示される。各蛍光値は、反復測定の平均値
である。各値の標準誤差は、図3に示されている。
NO:1)及びST678A(SEQ ID NO:
3)、またはプライマー対ST280A(SEQ ID
NO:1)及びST778AA(SEQ ID N
O:2)の何れかを使用した10−104 コピーの標的
の増幅から生じた蛍光シグナルは、プライマー対KY8
0(SEQ ID NO:4)及びKY78(SEQ
ID NO:5)を使用した対応する増幅から生じた蛍
光シグナルを上回った。この結果は、本発明の両プライ
マー対が、従来技術のプライマーより高い効率でHCV
標的RNAを増幅したことを示している。
NO:1)及びST778AA(SEQ ID N
O:2)を使用した10コピーのHCV標的の増幅から
得られる平均シグナルの、プライマー対KY80(SE
Q ID NO:4)及びKY78(SEQ ID N
O:5)を使用した102 コピーのHCV標的の増幅か
ら得られる平均シグナルに対する比較は、プライマー対
ST280A(SEQID NO:1)及びST778
AA(SEQ ID NO:2)を使用した増幅が10
倍以上に効率的であることを示している。同様に、プラ
イマー対ST280A(SEQ ID NO:1)及び
ST678A(SEQ ID NO:3)も、初期HC
V標的コピー数の同じ範囲内で、ほぼ10倍ほど効率的
であることを示している。
オレセイン(FAM)にて標識され、DNAポリメラー
ゼによる伸長を阻止するために3’−OHに代えて3’
−PO4 を有するプローブを使用する。増幅は、やはり
PerkinElmer、Applied Biosy
stems Division(Foster Cit
y、CA)から入手されるヘキサクロロフルオレセイン
(HEX)を使用しても実施される。FAM−標識プロ
ーブとは異なって、HEX−標識プローブは例1に記述
されるビシン増幅緩衝溶液中では不安定であった。しか
しながら、HEX−標識プローブが、トリシン増幅緩衝
溶液中で安定であることが見い出された。
るが、ビシン及びトリシンを使用する増幅は、本質的に
同等である。トリシン緩衝溶液を使用する増幅のために
指摘であることが見い出された反応混合物は下記に示さ
れる。温度サイクルの変更は必要でない。
TP 55mM トリシン(pH8.3) 90mM KOAc 3.0mM Mn(OAc)2 8% グリセロール 20単位のrTth DNAポリメラーゼ* 、並びに 2単位のUNG* * Hoffmann−La Rocheにより製造及び
開発され、PerkinElmer、Norwalk、
CTにより販売される。
(A)KY78(SEQID NO:5)/KY80
(SEQ ID NO:4)、(B)ST778AA
(SEQ ID NO:2)/KY80(SEQ ID
NO:4)、(C)ST778AA(SEQ ID
NO:2)/ST280A(SEQ IDNO:1)
(40ピコモル)及び(D)ST778AA(SEQ
ID NO:2)/ST280A(SEQ ID N
O:1)(60ピコモル)をそれぞれ使用した場合の増
幅反応の比較を示す電気泳動図である。
ーゼアッセイに基づくプライマー対KY78/KY80
(−−◆−−)、ST778AA/KY80(−■−)
及びST778AA/ST280(−▲−)を使用する
増幅反応の比較を示すグラフである。
ーゼアッセイに基づくプライマー対KY78/KY80
(−−◆−−)、ST678AA/ST280(−▲
−)及びST778AA/ST280(−x−)を使用
する増幅反応の比較を示すグラフである。
Claims (8)
- 【請求項1】 ST280A(SEQ ID NO:
1)、ST778AA(SEQ ID NO:2)及び
ST678A(SEQ ID NO:3)からなる群か
ら選択されるオリゴヌクレオチドプライマー。 - 【請求項2】 C型肝炎ウイルス(HCV)核酸のポリ
メラーゼ連鎖反応増幅のためのオリゴヌクレオチドプラ
イマー対であって、前記対がST280A(SEQ I
D NO:1)、ST778AA(SEQ ID N
O:2)及びST678A(SEQ ID NO:3)
からなる群から選択されるオリゴヌクレオチドプライマ
ーを含む、HCV核酸のポリメラーゼ連鎖反応増幅のた
めのオリゴヌクレオチドプライマー対。 - 【請求項3】 ST280A(SEQ ID NO:
1)及びST778AA(SEQ ID NO:2)、
またはST280A(SEQ ID NO:1)及びS
T678A(SEQ ID NO:3)、またはKY8
0(SEQ ID NO:4)及びST778AA(S
EQ ID NO:2)からなる請求項2に記載のオリ
ゴヌクレオチドプライマー対。 - 【請求項4】 C型肝炎ウイルス(HCV)核酸検出の
ためのキットであって、請求項2または3の何れかに記
載のオリゴヌクレオチドプライマー対を含んでなるキッ
ト。 - 【請求項5】 C型肝炎ウイルス(HCV)核酸増幅の
ための方法であって、請求項2または3の何れかに記載
のオリゴヌクレオチドプライマー対を使用してポリメラ
ーゼ連鎖反応を実施することを含んでなるC型肝炎ウイ
ルス核酸増幅方法。 - 【請求項6】 試料中のC型肝炎ウイルス(HCV)核
酸検出方法であって、(a)前記試料を、ST280A
(SEQ ID NO:1)、ST778AA(SEQ
ID NO:2)、及びST678A(SEQ ID
NO:3)からなる群から選択されるオリゴヌクレオ
チドプライマーを含むオリゴヌクレオチドプライマー対
を含んだポリメラーゼ連鎖反応増幅混合物中において、
存在する場合にHCV核酸が増幅されるべく、増幅条件
下において処理し;及び(b)HCV核酸の存在を示す
増幅が起こるかどうかを検出することを含んでなる試料
中のC型肝炎ウイルス核酸の検出方法 - 【請求項7】 前記プライマー対が、ST280A(S
EQ ID NO:1)及びST778AA(SEQ
ID NO:2)、またはST280A(SEQ ID
NO:1)及びST678A(SEQ ID NO:
3)、またはKY80(SEQ ID NO:4)及び
ST778AA(SEQ ID NO:2)からなる請
求項6に記載の方法。 - 【請求項8】 上記に記述される発明。
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