【発明の詳細な説明】
肝炎B型ウイルスのヌクレオチド配列及びDNAの増幅及び検出のための方法
技術分野
本発明は一般的には、肝炎B型ウイルス、並びに肝炎B型ウイルスを検出する
ための方法及び検査キットに関する。本発明はより特定的には、肝炎B型ウイル
スゲノムのセグメントと相補的なヌクレオチド配列であって、増幅することがで
き、及び/又は検査試料中の肝炎B型ウイルスDNAの存在を決定するために使
用できるヌクレオチド配列に関する。
発明の背景
肝炎B型ウイルス(以後HBVと称する)のウイルス増殖の検出は、ウイルス
複製及び患者感染度の有用な指標であることが判明した。HBVは、Hepad naviridae
と称する新種ウイルスの原型物質である。これらのウイルス
は、一本鎖の部分を含む小さい環状DNA分子と、DNAを修復して完全に二本
鎖にする内在性DNAポリメラーゼとを有する。肝細胞に対する強い向性及び持
続的感
染の発生も、この種のウイルスの特徴である。
B型肝炎の完全ビリオンは、全体の直径が42nmの複雑な二層構造からなる
。27nmの高電子密度コアは、分子量1.6×106の環状二本鎖DNAを含
んでいる。コアを包囲する厚さ7nmの外層は、HBsAgと称する生化学的に
不均一な複合体からなる。HBsAgは感染した肝細胞が多く産生し、大きさ1
7〜25nmの範囲の球形粒子、及び直径は類似しているが長さは様々である管
状フィラメントとして血液中に放出される。コア及び表面抗原に対する抗体は、
それぞれ抗HBc及び抗HBsと称する。B型肝炎感染では第三の抗原−抗体系
も観察され、HBeAg/抗HBeと称されている。現在のデータは、HBeA
gがB型肝炎ビリオンのキャプシドの構成部分であることを示唆している。HB
eAgはHBVのヌクレオチドキャプシドと密に相関しているため、ビリオン濃
度の、従って血清感染度の信頼できる指標である。
現在の慢性B型肝炎療法はいずれも、ウイルス複製の持続的抑制を目指してい
る。従って、ウイルスDNAの信頼できる直接的測定方法があれば、療法に応答
する患者と応答しない患者とを早期に判別する上で極めて有用である。
血清HBV−DNA及びHBeAgは、HBV複製を監視するための信頼できる
指標であると考えられる。
HBsAgの主な抗原決定基又はサブタイプは4種類存在し、adw、adr
、ayw及びayrと称されている。adw及びayrサブタイプは、東南アジ
ア及び極東を除き殆ど世界中で優位を占めているが、東南アジア及び極東ではa
drも一般的である。ayrサブタイプはめったに観察されない。基反応性決定
基(group−reactive determinant)aは前記4種類
の間で交差反応し、この決定基に対する抗体が生ずると、第二のサブタイプによ
る再感染が防護される。
血清及び他の体液中のHBVを検出するために、種々の検査が使用されてきた
。免疫学的検査は、ヒト又は動物の体内で産生された抗体に依存して、前述の特
定ウイルスタンパク質を検出する。しかしながら、免疫学的検査は間接的であり
、非特異的抗原−抗体反応があると偽陽性という結果をもたらし得る。また、あ
る状況下では、抗原−抗体検査が血清陰性の人からでも、輸血した血液の受容体
がHBV感染を引き起こす。
サザンブロット又はドットブロット操作のようなハイブ
リダイゼーション技術も使用されてきた。この種の技術は通常、細胞スクレープ
又は生検材料からDNAを抽出し、これを固相上に完全DNAとして直接固定す
るか、又は分解した後でゲル電気泳動によって制限フラグメントとして固定する
操作を含む。固定したDNAは、放射性標識を有する核酸プローブによって検出
するのが最も一般的である。しかしながら、標準的ハイブリダイゼーション方法
の感度はごく僅かのウイルス複製を認識するほど十分ではないため、感染患者と
非感染患者とを判別することができない。この感度の問題を解決するために、例
えばポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を用いて、ウイルスDNA配列を増幅する
ことができる。このようにして得た生成物は、ウイルスの種類を同定するための
一般的ハイブリダイゼーション技術、例えばサザンブロットを用いて同定できる
。C.Oste,BioTechniques 6:163(1988)及びK
.B.Mullis,米国特許第4,683,202号参照。PCRは米国特許
第4,683,195号及び第4,683,202号に記載されており、標準的
ハイブリダイゼーション方法の感度の改善に使用されてきた。米国特許第4,5
62,159号には、検査試料中のHB
V DNAを特異的に検出するためにPCRを使用する方法及びキットが開示さ
れている。実際の操作では、感度レベルは、試料当たり約50〜100コピーで
ある。
前述のようなスクリーニング方法があるにも拘わらず、輸血後肝炎症例のかな
りの割合が、依然として、検出を免れたHBVで汚染された血液の輸血によって
発生している。従って、臨床試料中のHBVを同定するための、より正確で、信
頼性が高く、半自動化が可能な別の方法が必要とされている。
別の標的増幅メカニズムとして、欧州特許出願公開第320 308号又は欧
州特許出願公開第439 182号に記載のようなリガーゼ連鎖反応(LCR(
商標))も知られている。LCR(商標)は、一本鎖又は二本鎖DNA標的の検
出に使用できる。この操作では、標的核酸配列の隣接領域に対して相補的な二つ
のプローブ(例えばA及びB)をハイブリダイズし、DNAリガーゼによって連
結する。次いで、連結したプローブを変性して標的から切り離し、その後、最初
のプローブA及びBと反対のセンスの二つの別のプローブ(A’及びB’)とハ
イブリダイズする。次いで、前記第二のプローブを連結する。その後の変性/
ハイブリダイゼーション/連結サイクルによって、センス(+)及びアンチセン
ス(−)両方の2倍の長さのプローブが形成される。ハイブリダイゼーション及
び連結のサイクルを繰り返すと、標的核酸の増幅が達成される。
LCRはこれまで、HBVの検出及び/又は定量に使用されたことはない。従
って、増幅が可能であり、検査試料中にHBVがあればこれをLCRの使用によ
って検出するためのDNAオリゴヌクレオチド鎖を提供することは有益なことと
思われる。オリゴヌクレオチド鎖を組合わせて使用することは、検査試料中のH
BVの存在及び特定種類の特異的且つ高感度なin vitro診断を可能にす
るために有利であろう。また、慢性活性肝炎患者の薬物療法の成果を監視するた
めに、検査試料中のHBVの定量法を提供することも有益であろう。
発明の概要
ハイブリダイゼーション条件下で肝炎B型ウイルスの標的核酸配列にハイブリ
ダイズできるヌクレオチド配列を有する約10〜約60ヌクレオチドのオリゴヌ
クレオチドプローブが、本発明により提供されよう。標的HBV配列(配列番号
21、22、23、24及び25)及びオリゴ
ヌクレオチドプローブは、下記のうちの一つ以上から選択し得る:
xは特に指示のない限りヒドロキシルである。
下線の塩基は、本明細書中に記載のような意図的な不適合である。
一本鎖オリゴヌクレオチドプローブは下記の中から選択する:配列番号1、3
、5、7、9、11、13、15、17及び19又はこれらの相補配列。
非標的DNAを含む検査試料中に存在する肝炎B型ウイルスDNAを検出する
ための構成物(composition)も提供される。該構成物は、第一上流
オリゴヌクレオチドプローブと、第一下流オリゴヌクレオチドプローブとを含み
、各プローブは、ハイブリダイゼーション条件下で、肝炎B型ウイルスの標的核
酸配列の同一鎖にハイブリダイズできる約10〜約60個のヌクレオチドからな
り、上流プローブの3’末端が下流プローブの5’末端の近傍にハイブリダイズ
し、標的核酸配列は前述のような配列番号21、22、23、24及び25又は
これらの相補配列の中から選択した一つ以上の配列である。本発明の構成物は更
に、上流プローブの3’末端及び下流プローブの5’末端が無修正の場合には連
結不能であるという特徴も有する。
ある実施態様では、末端が連結可能となるように、上流プローブの3’末端を
標的核酸配列の非ハイブリダイズ介在部分と相補的なヌクレオチドで延長するこ
とによって、
連結不能末端を修正する。この種の構成物は、下記の対セット又はこれらの相補
配列の中から選択し得る:
本発明の別の実施態様では、末端が連結可能となるように、標的依存エキソヌ
クレオリチック物質(exonucleolytic agent)により下流
プローブの5’末端から非ホスホリル化又は不適合塩基を除去し、次いで対応す
る上流プローブを標的核酸配列の非ハイブリダイズ介在部分と相補的なヌクレオ
チドで延長することにより、連結不能末端を修正する。この種の構成物は下記の
対セット又はこれらの相補配列の中から選択し得る:
本発明の第三の実施態様では、下流プローブが標的にハイブリダイズした時に
5’突出部を形成し、プローブの末端を連結可能にすべく前記突出部を除去する
修正をなし、修正後の下流プローブの5’末端が上流プローブの3’末端に当接
するように操作することからなる。
検査試料中に存在する肝炎B型ウイルスのDNAを検出するための構成物であ
って、肝炎B型ウイルスの標的核酸配列にハイブリダイズすることができる約1
0〜約60ヌクレオチドの第一及び第二オリゴヌクレオチドプローブからなる構
成物も提供される。標的核酸配列は前述のような配列番号21、22、23、2
4及び25又はその相補配列の中から選択した一つ以上の配列から選択され、前
記プローブは、肝炎B型ウイルスDNAの同一標的核酸配列の互いに反対側の末
端で互いに反対側の鎖にハイブリダイズされる。対は下記の対セット又はその相
補配列の中から選
択し得る:
検査試料中に存在する肝炎B型ウイルスのDNAを検出するための構成物であ
って、(a)第一上流プローブ及び第一下流プローブを含み、各プローブが、ハ
イブリダイゼーション条件下で肝炎B型ウイルスの標的核酸配列の同一鎖にハイ
ブリダイズできる約10〜約60個のヌクレオチドからなり、第一上流プローブ
の3’末端が第一下流プローブの5’末端の近傍にハイブリダイズされ、標的核
酸配列が前述のような配列番号21、22、23、24及び25並びにこれらの
相補配列の中から選択した一つ以上の配列である第一オリゴヌクレオチドセット
、並びに(b)第二上流プローブ及び第二下流プローブを含み、どちらのプロー
ブもステップ(a)の第一オリゴヌクレオチドセット
にハイブリダイズでき、第二上流プローブの5’末端が第二下流プローブの3’
末端の近傍にハイブリダイズされる第二オリゴヌクレオチドセットであると定義
される構成物も提供される。該構成物は、第一上流プローブの3’末端を標的核
酸配列の非ハイブリダイズ介在部分と相補的なヌクレオチドで延長することによ
り、末端が連結可能になるように修正される連結不能末端を有する。
ある実施態様では、4個のオリゴヌクレオチドプローブを下記の中から選択す
る:
(a)セット403G:配列番号1及び3がそれぞれ第一上流プローブ及び第一
下流プローブであり、配列番号2及び4がそれぞれ第二下流プローブ及び第二上
流プローブである;
(b)セット184G:配列番号5及び7がそれぞれ第一上流プローブ及び第一
下流プローブであり、配列番号6及び8がそれぞれ第二下流プローブ及び第二上
流プローブである;
(c)セット231G:配列番号9及び11がそれぞれ第一上流プローブ及び第
一下流プローブであり、配列番号10及び12がそれぞれ第二下流プローブ及び
第二上流プロ
ーブである;
(d)セット1875G:配列番号13及び15がそれぞれ第一上流プローブ及
び第一下流プローブであり、配列番号14及び16がそれぞれ第二下流プローブ
及び第二上流プローブである;
(e)セット664G:配列番号17及び19がそれぞれ第一上流プローブ及び
第一下流プローブであり、配列番号18及び20がそれぞれ第二下流プローブ及
び第二上流プローブである。
これらのセットは下記のように例示される:
別の実施態様では、本発明の構成物は、標的依存エキソヌクレオリチック剤に
よって非ホスホリル化又は不適合塩
基を第一下流プローブの5’末端から除去し、次いで標的核酸配列の非ハイブリ
ダイズ介在部分と相補的なヌクレオチドで上流プローブを延長することにより、
末端が連結可能になるように修正される連結不能末端を有する。
該構成物は、下記の中から選択した4個のオリゴヌクレオチドプローブを有す
る:
(a)セット403E:配列番号1及び28がそれぞれ第一上流プローブ及び第
一下流プローブであり、配列番号27及び4がそれぞれ第二下流プローブ及び第
二上流プローブである;
(b)セット231E:配列番号9及び32がそれぞれ第一上流プローブ及び第
一下流プローブであり、配列番号31及び33がそれぞれ第二下流プローブ及び
第二上流プローブである;
(c)セット664E:配列番号17及び36がそれぞれ第一上流プローブ及び
第一下流プローブであり、配列番号35及び37がそれぞれ第二上流プローブ及
び第二下流プローブである。
これらのセットは下記のように例示される:
別の実施態様では、本発明の構成物は、標的にハイブリダイズした時に5’末
端突出部を有する下流プローブを含み、プローブの末端を連結可能にすべく前記
突出部を除去する修正をなし、修正後の下流プローブの5’末端が上流プローブ
の3’末端に当接するように操作することからなる。
検査試料中の肝炎B型ウイルスDNAの存在を決定するための方法も提供する
。該方法は、標的配列を配列番号21、22、23、24及び25並びにこれら
の相補配列の中から選択した一つ以上の配列から選択し、検査試料中のDNAを
本発明の一つ以上のオリゴヌクレオチドプローブとハイブリダイズさせて、ハイ
ブリダイズしたプローブは非ハイブリダイズプローブと区別ができるようになっ
ており、ハイブリダイズしたプローブの存在を検出することか
らなる。
別の実施態様では、検査試料中の肝炎B型ウイルスDNAの存在を決定する方
法で連結可能対セットを使用する。この場合は、標的配列を配列番号21、22
、23、24及び25並びにこれらの相補配列の中から選択した一つ以上の配列
から選択し、(a)検査試料中のDNAを、本発明の一つ以上の上流オリゴヌク
レオチドプローブ及び一つ以上の下流オリゴヌクレオチドプローブで、肝炎B型
ウイルスの標的核酸配列の同一鎖とハイブリダイズし、該ハイブリダイゼーショ
ンの結果として、無修正のままでは連結不能な末端を発生させ、(b)プローブ
を連結可能にするために、上流プローブの3’末端を標的依存的に修正し、(c
)ハイブリダイズした上流プローブの3’末端をハイブリダイズした下流オリゴ
ヌクレオチドプローブの5’末端に連結して、ハイブリダイズしたプローブを非
ハイブリダイズプローブと区別できるようにし、(d)ハイブリダイズしたプロ
ーブの存在を検出する。
更に別の実施態様として、検査試料中の肝炎B型ウイルスDNAの存在をPC
Rによって決定する方法を提供する。この方法は、標的配列を配列番号21、2
2、23、24
及び25並びにこれらの相補配列の中から選択した一つ以上の配列から選択し、
(a)第一オリゴヌクレオチドプローブ及び第二オリゴヌクレオチドプローブを
、肝炎B型ウイルスDNAの同一標的核酸配列の互いに反対側の末端で互いに反
対側の鎖にハイブリダイズし、(b)ハイブリダイズした第一及び第二オリゴヌ
クレオチドプローブを延長して、標的配列に対し連続的に相補的にして、ハイブ
リダイズしたプローブを非ハイブリダイズプローブと区別できるようにし、(d
)ハイブリダイズしたプローブの存在を検出することからなる。
LCR対は、検査試料中の肝炎B型ウイルスの存否又は量を決定するための方
法でも使用される。この場合は、標的配列を配列番号21、22、23、24及
び25並びにこれらの相補配列の中から選択した一つ以上の配列から選択し、(
a)一本鎖標的核酸配列を含んでいる疑いのある試料を、第一上流プローブ及び
第一下流プローブを含み、各プローブが前記ハイブリダイゼーション条件下で肝
炎B型ウイルスの前記標的核酸配列の同一鎖にハイブリダイズすることができ、
下流プローブの5’末端及び/又は上流プローブの3’末端がこれらのプローブ
を標的にハイブリ
ダイズできるように修正されない限り連結不能であるような第一オリゴヌクレオ
チドセットに暴露し、(b)第一上流プローブの3’末端及び第一下流プローブ
の5’末端を、これらのプローブが標的配列にハイブリダイズした時にのみ修正
し、それによって前記末端を連結可能にし、(c)二つの第一プローブを連結し
て第一連結生成物を形成し、該第一連結生成物を標的から分離し、(d)該混合
物を、ハイブリダイゼーション条件下で、第二上流プローブ及び第二下流プロー
ブからなる第二オリゴヌクレオチドセットに暴露し、二つの第二プローブを連結
して第二連結生成物を形成し、該第二連結生成物を第一連結生成物から分離し、
ここで連結したプローブは非連結プローブから区別することができるものであり
、ステップ(a)〜(c)を1回以上繰り返し、(e)標的DNAの存否又は量
と相関している連結オリゴヌクレオチドプローブの存在を検出するステップから
なる。
配列番号21、22、23、24及び25並びにこれらの相補配列の中から選
択した一つ以上の配列に指向される本発明の一つ以上のオリゴヌクレオチドであ
って、検出可能なように標識されたオリゴヌクレオチドと、前記オリゴ
ヌクレオチドを検出するための手段と、試料中の肝炎B型ウイルスDNAを増幅
する試薬とを含む、肝炎B型ウイルス検出キットも提供する。
図面の簡単な説明
第1図は、先行技術で公知のリガーゼ連鎖反応のプロセスを示す説明図である
。
第2図は、プローブセット403G(配列番号1、2、3及び4)103HB
Vゲノムコピー/ml患者血清で、HBV DNA標的分子の数をIMx(登録
商標)速度(計数/秒/秒)に対してプロットした標準曲線である。HBV D
NA陽性試料を、HBV指標が陰性のヒト血清中に希釈した。血清希釈物は陰性
対照としても使用した。血清1ml当たりのHBV DNA分子数としてグラフ
に示す陽性対照希釈物を反復して検査し、平均値をIMx(登録商標)速度とし
て示した。約2000〜3000ゲノムコピー/ml又は10〜15コピー/ア
ッセイにそれぞれ等しい5〜10fg HBV−DNA/ml試料の検出限界が
得られた。LCRの結果は後述の実施例1で得た。
第3図a〜第3図cは、HBVに感染した3人の患者
(A、B、C)から得られた結果を示すグラフである。LCRで得られたデータ
(実施例7)は、半定量的にアラニンアミノトランスフェラーゼ(ALT)レベ
ルと明らかに併行していた(第3図a)。HBV−DNAレベルは、インターフ
ェロンで治療した患者の逐次的採血試料中でも測定できた(3b〜3c)。これ
らの患者の血清では、HBV−DNAは、インターフェロン治療開始前は一般的
なドットブロットハイブリダイゼーション検査によって明らかに検出可能であっ
たが、治療後は陰性となった。LCR検出システムでは、治療に成功した後でも
、一般的なハイブリダイゼーションアッセイより数週間長い期間にわたって血清
HBV−DNAを検出することができた。
発明の詳細な説明定義
本発明で使用する用語は下記のように定義される。
「アッセイ条件」とは、温度、イオン強度、プローブ濃度等に関するLCR条
件を意味する。これらは当業者に公知である。LCRは本質的に二つの状態又は
条件、即ちアニーリング又ハイブリダイゼーション条件、及び変性条件を使用す
る。
「ハイブリダイゼーション条件」は一般的に、アニーリング及びハイブリダイ
ゼーションを促進する条件であると定義される。しかしながら当業者によく知ら
れているように、このようなアニーリング及びハイブリダイゼーションは幾つか
の要素、例えば温度、イオン強度、プローブの長さ及びプローブのG:C含量に
依存するものである。例えば、反応温度の低下はアニーリングを促進する。任意
の所与のプローブセットについて、融点又はTmは幾つかの公知の方法のいずれ
かによって測定できる。典型的には、アッセイ条件は、融点よりやや低い温度を
含む。イオン強度又は「塩」濃度も融点に作用する。なぜなら、小型のカチオン
はホスホジエステル主鎖上の負電荷を無くすことにより二重構造(duplex
)の形成を安定化する傾向を示すからである。典型的な塩濃度はカチオンの種類
及び原子価に依存するが、当業者には容易に理解されよう。また、高いG:C含
量及び長いプローブ長も、二重構造の形成を安定化することが知られている。な
ぜなら、A:T対には水素結合が2個しかないのに対し、G:C対合は3個の水
素結合を有し、またプローブが長いと塩基を互いに保持する水素結合がより多く
なるからである。従って、高いG:C
含量及び長いプローブ長は、融点を低下させ「アッセイ条件」に作用する。プロ
ーブを選択すればG:C含量及び長さが分かり、これを基にして、どのような「
アッセイ条件」とするかを正確に決定することができる。イオン強度は典型的に
は酵素活性に関して最適化されるため、変化させる余地がある唯一のパラメータ
ーは温度であり、特定プローブセット及びシステムの適当な「アッセイ条件」は
当業者が決定できる。
「変性条件」は、一般的には、二本鎖オリゴヌクレオチドから一本鎖形態への
解離を促進する条件であると定義される。この条件には、高温及び/又は低イオ
ン強度が含まれる。これは、当業者には明らかなように、前述のパラメーターと
本質的に反対のものである。
塩基に関する「相補(的)」という用語は、DNAの場合には塩基対A及びT
、C及びGを意味し、RNAの場合には塩基対A及びU、C及びGを意味する。
即ち、GはCに対して相補的であり、CもGに対して相補的である。相補塩基は
「適合」であり、非相補塩基は「不適合」である。核酸配列に関しては、プロー
ブ又は標的に対して「相補的」な核酸配列又はプローブとは、その配列がアッセ
イ条件下
で相補プローブ又は標的にハイブリダイズできることを意味する。従って、アッ
セイ条件下でハイブリダイズさせることができさえすれば、ハイブリダイゼーシ
ョン可能領域に不適合塩基対を有し得る配列が含まれる。後述のように、プロー
ブAはプローブA’と相補的であり、プローブBはプローブB’と相補的である
。
「修正(correction)」は、上流プローブを対応する下流プローブ
に標的依存的に連結できるようにする操作を意味する。従って、標的、標的相補
配列又はこれらから生成されたポリヌクレオチド配列にハイブリダイズしたプロ
ーブのみが「修正」される。好ましくは、ハイブリダイズしたプローブを、標的
内に含まれている配列情報に依存する方法で酵素的に修正して、これらのプロー
ブが互いに連結できるようにする。好ましい酵素は、5’から3’への標的依存
エキソヌクレアーゼ活性を示すDNAポリメラーゼである。5’から3’への標
的依存エキソヌクレアーゼ活性は、5’から3’への標的依存ポリメラーゼ活性
を有する試薬と組合わせて使用することもできる。「修正」は、使用する修飾末
端の種類に応じて、幾つかの方法で実施し得る。例えば、本発明のプローブの一
部は、
1991年10月1日出願の米国特許出願第07/769,743号に記載のよ
うなギャップ充填、又は1992年8月3日出願の米国特許出願第07/925
,402号に記載のようなエキソヌクレアーゼ開裂によって「修正」されるよう
に設計した。前記先行特許はどちらも本明細書に参考として包含される。
「エキソフォーマット(exo format)」は、標的依存性エキソヌク
レオリチック剤により下流オリゴヌクレオチドプローブの5’末端から非ホスホ
リル化又は不適合塩基を除去し、次いですぐ近傍の上流プローブの3’末端を標
的核酸配列の非ハイブリダイズ介在部分と相補的なヌクレオチドで延長すること
により、末端が連結可能にするように連結不能末端を修正する操作を意味する。
「エキソヌクレオリチック」という用語は、好ましくは酵素が示す、DNA又
はRNA基質の5’末端からの除去活性を意味する。エキソヌクレオリチック活
性は、通常はある種のDNAポリメラーゼと協働するエキソヌクレアーゼ又は5
’から3’へのエキソヌクレアーゼ活性と協働し得る。後で詳述するように、エ
キソヌクレオリチック活性は通常鋳型依存性である。
「ギャップフォーマット」は、標的にハイブリダイズした上流オリゴヌクレオ
チドプローブの3’末端を、標的核酸配列の非ハイブリダイズ介在部分と相補的
なヌクレオチドで延長することにより、末端が連結できるように、連結不能末端
を修正する方法を意味する。
「連結」は一般的な用語であり、二つのプローブを共有的に結合させる任意の
方法を意味する。酵素連結及び光連結(photo−ligation)は二つ
の一般的に使用されている連結方法である。好ましい酵素連結ステップを可能に
する条件及び試薬は当業者に公知であり、前出の参考文献に開示されている。本
発明で有用な連結試薬としては、T4リガーゼ、並びに原核生物リガーゼ、例え
ば大腸菌リガーゼ、及び欧州特許第320 308号に教示されているようなT hermus
thermophilusリガーゼ(例えばATCC 2763
4)が挙げられる。最後に挙げたリガーゼは、LCR(商標)の熱サイクルの間
活性を維持することができるため、現在好んで使用されている。熱的に安定なリ
ガーゼがなければ、サイクルを繰り返す毎にリガーゼを再添加しなければならな
い。真核生物リガーゼ、例えばRabinら、J.Biol.Che
m.261:10637−10647(1986)に記載のようなショウジョウ
バエのDNAリガーゼも有用である。酵素連結に代え得るものの一つは、欧州特
許出願明細書第324 616号に記載のような光連結である。
「修正がないと連結不能」という用語は、標的依存的に修正していない場合に
は別のプローブに連結できない上流プローブの3’末端又は下流プローブの5’
末端を説明する用語である。修正は、この末端を連結可能にするために除去、置
換又は別の修飾にかける操作であり得る。連結不能末端の具体例としては、上流
プローブの3’に連結することはできないが、連結可能になるように標的依存的
に修正することはできる、下流プローブの非ホスホリル化5’末端が挙げられる
。別の具体例は、標的の末端に対するプローブの末端又は内部不適合である。プ
ローブがそれぞれの標的にハイブリダイズしたら、これらの不適合を標的依存的
に修正してプローブの連結を可能にする。別の具体例は、前出の米国特許出願第
07/925,402号に記載されている。
「近傍(proxiomate)」は、3’末端及び5’末端が約1〜20ヌ
クレオチド、より好ましくは約1〜
10ヌクレオチドの距離内で位置するように、近傍で同一標的鎖にハイブリダイ
ズした後述のような上流及び下流プローブの位置を意味する。近傍は、ギャップ
及び突出延長を含み得る。これに対し、「隣接(adjacent)」プローブ
は、それぞれの3’及び5’末端が0ヌクレオチドの距離で位置するような位置
でハイブリダイズしたものであると定義される。近傍プローブは修正によって隣
接する。
「上流」及び「下流」プローブは、同一標的核酸鎖の異なる領域にハイブリダ
イズした二つの異なる非重複オリゴヌクレオチドを意味する。一方のオリゴヌク
レオチドの3’末端は他方のオリゴヌクレオチドの5’末端の方向にある。前者
は「上流」プローブと称し、後者は「下流」プローブと称する。
「プライム(’)」符号は、相補的な塩基又は配列を示すのに使用されている
。従ってプローブAは、A’に対して補末端(co−terminal)ではな
い末端を有し得るとしても、前述の定義に従い、A’に対して相補的であり得る
。B及びB’についても同様である。
「適した及び/又は適当なデオキシヌクレオチドトリホ
スフェート(dNTP)」は、近傍プローブのギャップを充填するために必要な
ヌクレオチドを意味する。必要とされるヌクレオチドの種類及び量は標的DNA
に依存する。ギャップ充填については後で詳述する。典型的ヌクレオチドは、D
NAの場合にはグアニン(G)、シトシン(C)、アデニン(A)及びチミン(
T)を含み、RNAの場合にはチミンの代わりに塩基ウラシル(U)を含む。こ
の用語には、37 CFR 1.822(p)(1)に記載のような前述の塩基
の類似体及び誘導体も含まれる。本発明では縮重塩基イノシン(I)を使用し得
るが、本発明のプローブの修飾部分内でIを使用するのは好ましくない。標的核酸配列
本発明のオリゴヌクレオチド配列は、肝炎B型ウイルス抗原をコードする遺伝
子上の特定位置を同定する。既知のゲノム配列を有する種々のHBV株を野生型
HBV株(株adw)と比較して保存領域を検出し、この保存領域を共通配列と
して検査した。HBVゲノムの相同性領域をカバーするオリゴヌクレオチドプロ
ーブを最初に検査し、次いで標的依存的に増幅し得る。好ましい実施態様では、
オリゴヌクレオチド配列は、HBVの表面抗原(S)をコード
する遺伝子上の特定座を同定する。ヌクレオチド配列、及びHBVの表面抗原を
コードする遺伝子上の対応する位置の非限定的具体例を下記に示す。
一般的なヌクレオチドホスホラミダイト(phosphoramidite)
化学、及びApplied Biosystems,Inc.(Foster
City,CA)、DuPont(Wilmington,DE)、又はMil
ligen(Bedford,MA)から入手できる装置を使用して、所望のプ
ローブを常法により合成する。適当なプローブの5’末端のホスホリル化はリガ
ーゼによる連結に必要であり、キナーゼによって、又は当業者に公知の、もしく
は本明細書にいう修正メカニズムとして加えられるような、市販の合成試薬によ
って実施し得る。
一般的には、本発明の方法は、(a)選択した一次プローブを標的HBV D
NAに(そして、標的相補配列が存在するような二本鎖の場合には標的相補配列
に)ハイブリダイズするステップと、(b)選択したプローブを標的依存的に修
正して一次プローブを連結可能にするステップと、(c)修正したプローブを相
手に連結して融合即ち連結生成物を形成するステップと、(d)融合生成物を標
的から
解離し、ハイブリダイゼーション、修正及び連結ステップを繰り返して所望の標
的配列を増幅するステップとを反復することからなる。プローブのハイブリダイゼーション 概論
標的への(及び場合によっては標的相補配列への)プローブのハイブリダイゼ
ーションは、先行技術、例えば欧州特許出願第320 308号、米国特許第5
185243号及び米国特許第4883750号に記述されている。プローブの
長さ、プローブ濃度及び条件の厳密性は総て、ハイブリダイゼーションが生起す
る度合い及び速度に作用する。プローブは、所望の特異性を与える、即ち試料中
の非標的配列にハイブリダイズするのを回避するのに十分な長さを有するのが好
ましい。現時点で好ましいのは、約15〜約40塩基の長さを有するプローブで
ある。一本鎖プローブ及び連結可能な対セット
本明細書で定義されているような一本鎖プローブ及び対セットのハイブリダイ
ゼーションは、効果的なハイブリダイゼーション選択性、好ましくは結合プロー
ブの特定長さに対する最大のハイブリダイゼーション選択性が得られる
ように選択した温度で実施する。有利なことに、本発明のプローブ及びプローブ
対には通常中庸な温度を使用する。温度は一般的には約20℃〜約90℃、より
一般的には約30℃〜70℃、好ましくは37℃〜60℃にする。改変PCR
本明細書で「短いPCR」又は「sPCR」と称する改変形態PCRのプライ
マーのためのハイブリダイゼーションは、当業者に公知のものである。典型的条
件は、下記の実施例11及び12に記載されている。ハイブリダイゼーション条
件は、一本鎖核酸標的へのプローブの結合を可能にするものでなければならない
。公知のように、プローブは、二重配列に沿ったこれらプローブの相対位置が、
一つのプローブから合成した延長生成物が、該延長生成物を鋳型(相補配列)か
ら分離した時に他方のプローブを延長するための鋳型として機能して所定長さの
複製鎖を形成するような位置となるように選択する。リガーゼ連鎖反応
標的への、そして場合によっては標的相補配列へのLCR(商標)プローブセ
ットのハイブリダイゼーションは、先行技術、例えば欧州特許出願第320,3
08号及び欧
州特許第439,182号に記述されている。プローブは化学量論的に反応する
と予測されるため、ほぼ等モルの濃度で加える。各プローブは約5ナノモル(n
M)〜約90nM、好ましくは約10nM〜約35nMの濃度で存在させる。こ
れは、標準的反応量50μlの場合には、約3×1011〜約1×1012分子の各
プローブの添加に等しい。約5×1011分子/50μlから始めるのがよい。各
反応に使用する最適プローブ量は、実施しなければならないサイクルの数及びも
ちろん反応量によっても変化する。プローブ濃度は、所与のサイクル数で最適シ
グナルが得られるように、当業者が容易に決定できる。
条件の厳密性は、温度、溶媒及び他の要素に依存することが当業者に公知であ
る。これらの要素のうちで最も簡単に制御できるものはおそらく温度であるため
、通常LCR性能は温度を変えて調節する。本発明の実施に必要な厳密性条件は
一般的なLCRの条件と変わらないため、これ以上の詳細説明は無用と思われる
。実際日常的に実施する人は下記の実施例に従えばよい。
典型的には、任意にアセチル化BSAを加えたLCR緩衝液(50mM EP
PS pH7.8、20mM KC
1、30mM MgCl2、10mM NH4Cl及び任意的な0.5mM NA
D+)中で反応を実施した。温度サイクルは、例えばCoy Laborato
ry Products(Ann Arbor,MI)のサーマルサイクラー又
はProgrammable Cycler Reactor(商標)(Eri
comp,San Diego,CAから市販)を用いて実現した。プローブの修正
本発明のオリゴヌクレオチドプローブは、「ギャップ充填」フォーマット又は
「エキソ」フォーマットで修正し得る。これら2種類の修正を以下に説明する。ギャップ充填フォーマットによる修正
ギャップ充填法で修正したプローブは、プローブのうちの一つ以上から短い塩
基配列を除去した結果、二つのプローブを標的(もしくは標的相補配列又はこれ
らから生成したポリヌクレオチド)にハイブリダイズした時に、一方のプローブ
の5’末端と他方のプローブの3’末端との間に凹部ないしギャップが残される
ために生じる修飾末端を有する。LCRによって標的を増幅するためには、プロ
ーブ間のギャップを充填しなければならない(即ち、修飾「修
正」しなければならない)。ギャップフォーマットではこの操作を、ポリメラー
ゼ又は逆転写酵素と、ギャップと反対側の標的鎖に対して相補的な過剰なデオキ
シリボヌクレオチドトリホスフェートとを用いて実施できる。
この実施態様では、本発明は、(a)プローブを標的HBVに(そして、標的
相補配列が存在するような二本鎖の場合には標的相補配列に)ハイブリダイズさ
せるステップと、(b)少なくとも一つのギャップを埋めるために少なくとも一
つのプローブを延長するステップと、(c)延長したプローブを隣接プローブに
連結して融合即ち連結生成物を形成するステップと、(d)融合生成物を標的か
ら解離し、ハイブリダイゼーション、延長及び連結ステップを繰り返して所望の
標的配列を増幅するステップとを反復することからなる。
シングルギャップ(SG)形態及びダブルギャップ(DG)形態の両方を含む
この実施態様では、「修飾末端」を形成する「ギャップ」を、ポリメラーゼ又は
逆転写酵素を用いて修飾プローブの一方又は両方を延長することにより修正する
。HBV DNA標的にハイブリダイズしたプローブの延長は通常、当業者に公
知のように、DNAポリメ
ラーゼ又はクレノウフラグメントによって行う。RNA標的の場合は、延長を逆
転写酵素によって行う。逆転写酵素の具体例としては、当業者が一般的に入手で
きる鳥類骨髄母細胞ウイルス(AMV)及びMoloneyマウス白血病ウイル
ス(M−MuLV)由来のものが挙げられる。ある種のDNAポリメラーゼも、
特定条件下でRNAを鋳型として認識する。勿論、熱的に安定であり、LCRに
必要な高温サイクルに耐えることができる延長試薬を使用することが好ましい。
熱的に安定でない延長試薬は、原則として各LCRサイクル毎に再添加しなけれ
ばならない。この種の熱安定性ポリメラーゼの具体例としては現在のところ、A
mpliTaq(商標)(Cetus−PerkinElmerから入手可能)
、Thermusポリメラーゼ(Molecular Biology Res
ources,Inc.Milwaukee,WI,“MBR”から入手可能)
、及びThermus aquaticus、Thermus thermop hilus
又は熱安定性であることが知られている他の種に由来する組換え又は
精製野生型ポリメラーゼが挙げられる。
このような延長による修正では、ギャップ領域内の標的
の塩基と相補的なデオキシリボヌクレオチドトリホスフェート(dNTP)を反
応混合物中に存在させる必要がある。より特定的には、第1図に基づいて説明す
ると、配列Xnを有するギャップの場合は、供給すべきdNTPはdX’TPと
称する。X’はギャップXn内の各塩基の相補塩基を意味する。dNTPは、P
harmacia(Piscataway,NJ)及びBethesda Re
search Laboratories(Gaithersburg,MD)
を含む多くの業者から市販されている。
延長は、延長したプローブが隣接プローブに当接してこれに連結できるように
、正確に連結点で終結しなければならない。そのためには「ストップベース(s
topbase)」を使用する。Q’と称するストップベース(第1図参照)は
対応する相補塩基Qに関して定義され、Qと相補的なdNTPを反応混合物から
省略する、即ちdQ’TPを反応混合物から省略することにより得られる。この
ようにして、4個のdNTPのうち相補的な3個を反応混合物に加えるために、
4個の塩基のうち3個のみからなるセットNから如何にしてギャップ配列用塩基
を選択すべきかが理解される。第四のdNTPであるdQ’TPが反応混合
物中に存在しなければ、延長は所望の連結点で終結する。従って、Q’が下流プ
ローブの第一塩基であり、ストップベースをコードする標的上の塩基がギャップ
に隣接する第一塩基ということになる。
ポリメラーゼ又は転写酵素による延長は5’から3’への方向で生起する。従
って、両方の上流プローブ(第1図、プローブA及びB’)の3’末端は、延長
を妨害するものがなければポリメラーゼにより延長することができる。延長は、
鋳型によって必要とされる次の塩基が反応混合物中に存在しない時に終結する。
即ち、プローブAは、標的鎖上でストップベース相補塩基(Q)と遭遇するまで
ギャップXnを通して延長される。同様にして、プローブB’は、(標的相補配
列上又は再構成されたA:BのA側の半分で)ストップベース相補塩基(Q)に
遭遇するまで、ギャップYmを通して延長される。プローブA’もBも、A又は
B’の延長鋳型として機能することはない。従ってプローブA及びB’は、標的
に(又は先行サイクルで得られた再構成ポリヌクレオチド生成物に)ハイブリダ
イズした時にのみ延長される。
前述のように、A及びB’の延長は、延長したプローブ
が下流プローブB及びA’の5’末端に連結できるように、それぞれのギャップ
の末端(即ち連結点)で終結することが重要である。従って、反応混合物から、
ギャップXn及びYmの5’末端のすぐ隣の塩基(Q)と相補的なデオキシリボヌ
クレオチドトリホスフェートを抜く。勿論、同一塩基で両方向の延長を停止する
必要はない。ギャップのいずれかを充填する必要がなければ、異なる塩基を使用
できる。この実施態様では、実際の連結点が常に下流プローブ(A’及びB)の
5’末端にあることは明らかであろう。これらの連結点がストップベースQ’の
位置でもあることは単なる偶然ではない。
従って、ギャップXn及びYmは任意の塩基数の長さを有し得る。即ち、nは1
以上の任意の整数であり得、mは0より大きい任意の整数であり得る。しかしな
がら、どのギャップをXnにし、どのギャップをYmにするかはひとまず任意に選
択する。但し、n及びmの両方が0であってはならない。ギャップは同じ長さを
有する必要はない。即ち、mはnに等しくなくてもよい。mがゼロに等しい場合
は、ダブルギャップ形態でなくなり、特定のシングルギャップ形態に変化する。
これは、本明細書で開示する実施態様では
使用されない。塩基Xに関する唯一の制約は、4種の塩基のうち任意の1〜3種
からなるセットNから選択しなければならないという点にある。同様にして、塩
基YはセットMから選択する。少なくとも一つのストップベースQ’を確保しな
ければならないため、それぞれX及びYに関して可能な塩基を表すセットN及び
Mの組合わせは、4種の塩基のうちの3種以下しか含むことができない。従って
Yは、少なくとも1種の塩基がセット「非N非M」中に残る限り、4種の塩基の
うちの任意の3種〜0であってよい。セットNが4種の塩基のうちの3種より少
ない塩基からなる場合には、Yは、対応する相補塩基がプローブ延長終結用スト
ップベースQ’として機能し得る少なくとも1種の塩基が残存する限り、N内に
存在しない塩基であってよい。単一のストップベースを使用して、ギャップXn
及びYm両方の延長を終結することができる。
配列Ymの第二の制限はmがnに等しい場合に生じる。ギャップの長さが互い
に同じである時は、配列Ymは配列Xnと相補的であってはならず、又はプローブ
Aの3’末端及びB’が「付着末端」を構成する。付着末端は、連結及び増幅が
生起するようにプローブAがプローブB’にハ
イブリダイズする標的非依存性二本鎖複合体の形成を可能にする。mがnに等し
い場合は、YmがXnと相補的ではないことが好ましい。即ち、プローブA及びB
’の末端は少なくとも、同じ長さを有し得るが相補的ではない「平滑末端(Sl
ippery end)」でなければならない。
本発明の好ましい実施態様の一つでは、第四プローブB’が、標的内のXn配
列ギャップと同じ長さを有するXnの3’末端配列を含む。しかしながら、この
構造は本発明にとって必須ではない。なぜなら、ギャップはプローブ間に形成さ
れさえすればよいからである。従って、第四プローブB’の3’末端は、第二プ
ローブBに対する3’凹末端(recessed end)が存在しない限り、
配列Xnの3’末端の手前で停止し得る。延長は5’から3’に向かって生起し
、且つdX’TPは(Xnを通して延長するために)とにかく存在していなけれ
ばならないため、プローブB’は、第一プローブAがXnギャップを通して延長
されるのと同様に、ギャップ(Ym及びXn残部の両方)を通して延長される。エキソフォーマットによる修正
この実施態様では、連結不能末端が下流プローブの非ホ
スホリル化5’末端であり得る。この末端は、上流プローブの3’末端に連結す
ることはできないが、標的依存的に修正して連結可能にすることはできる。連結
不能末端の別の具体例としては、標的の末端に対するプローブの末端不適合又は
内部不適合が挙げられる。この種のプローブがそれぞれの標的にハイブリダイズ
したら、短い塩基配列を除去し、その結果二つのプローブを標的(もしくは標的
相補配列又はこれらから産生したポリヌクレオチド)にハイブリダイズした時に
一方のプローブの5’末端と他方のプローブの3’末端との間に凹部又はギャッ
プが残されるようにして、一つ以上のプローブの5’末端を修飾することにより
、前記不適合を標的依存的に修正する。この修飾は、エキソヌクレオリチック活
性、好ましくはDNAポリメラーゼに基づく5’から3’へのエキソヌクレアー
ゼ活性によって修正する(Gelfand,D.,Taq DNA Polym erase in PCR Technology:Principles a nd Applications for DNA Amplificatio n
,Erlich,H.A.編,Stockton Press,N.Y.(1
989))。これらのDNAポリメ
ラーゼは、適当なデオキシヌクレオチドの存在下で、標的DNAにハイブリダイ
ズしたプローブの3’ヒドロキシル末端から合成を開始し、DNA標的鋳型に沿
って進み、このプロセスでハイブリダイズしたDNA配列を加水分解し、置換す
る。DNA配列のエキソヌクレオリチック分解の結果、モノ、ジ及びより大きい
ヌクレオチドフラグメントが放出される。典型的には、このエキソヌクレアーゼ
活性は合成依存性である。従って、合成の終結は、5’から3’へのエキソヌク
レアーゼ活性の終結をもたらす。合成を調節的に終結させる方法の一つは、DN
A合成に必要な4個のdNTPのうちの1個又は数個を除去して、dNTPプー
ルを制限することからなる。DNAポリメラーゼによる合成は、dNTPプール
から除去されたデオキシリボヌクレオシド5’−トリホスフェートと相補的な標
的上の鋳型塩基(ストップベース)に遭遇するまで続く。分解及び合成はその時
点で終了する。
LCRでは、修正しなければ連結不能である5’末端を含む下流プローブを使
用する。修飾は、プローブの標的非依存性連結を阻止する。また、隣接LCRプ
ローブは標的核酸配列の存在下でハイブリダイズはするが、連結可能に
はならない。標的DNAに含まれている配列情報を、連結不能末端を修正するた
めの鋳型として使用する。合成依存性鎖置換5’→3’エキソヌクレアーゼ活性
を有するDNAポリメラーゼを使用して上流プローブを延長し、標的核酸を鋳型
として下流プローブを加水分解する。上流プローブの延長及び下流プローブの加
水分解は、DNA合成に必要な4種のdNTPのサブセットを使用することによ
り、相補dNTPが存在しない標的内の鋳型塩基に遭遇した時点で合成及び加水
分解が停止するように制御し得る。その結果得られる下流プローブは、延長した
上流プローブの3’ヒドロキシル末端に隣接することになる5’ホスフェートで
終結する。この方向の隣接DNA配列は、DNAリガーゼによる連結のための適
当な基質である。
結果としてプローブ間に生じたギャップは充填の必要がある(即ち、修飾を修
正しなければならない)。この修正は、ギャップ充填フォーマットについて説明
したように行う。連結
一般的には、修正に次ぐステップは、一方のプローブを隣接プローブに連結す
ることからなる。即ち、修正した各
第一上流(又は一次)プローブを対応する第一下流プローブに連結し、修正した
各第二下流(又は二次)プローブを対応する第二上流プローブに連結する。「隣
接」プローブは連続方向で標的にハイブリダイズできる二つのプローブのうちの
いずれか一つである。前記二つのプローブのうちの一方は、ホスホリル化5’末
端が相手のプローブの3’ヒドロキシル末端に当接した状態で存在する。「隣接
」プローブは、修飾末端を前述のように標的依存的に修正した時に形成される。
二つの隣接プローブを共有的に結合するための好ましい方法は酵素連結である。
但し、「連結」は一般的な用語であり、二つのプローブを共有結合する任意の方
法を含むと理解されたい。
好ましい酵素連結ステップを可能にする条件及び試薬は当業者に公知であり、
前出の参考文献に開示されている。本発明で有用な連結試薬としては、T4リガ
ーゼ並びに原核生物リガーゼ、例えば大腸菌リガーゼ及び欧州特許出願第320
308号に教示されているようなThermus thermophilus
リガーゼ(例えばATCC 27634)が挙げられる。最後に挙げたリガーゼ
はLCRの熱サイクルの間活性を維持することができるため、
現在好んで使用されている。熱的に安定なリガーゼが存在しないと、サイクルを
繰り返す毎にリガーゼを再添加しなければならない。真核生物リガーゼ、例えば
Rabinら、J.Biol.Chem.261:10637−10647(1
986)に記載のようなショウジョウバエのDNAリガーゼも有用である。
連結後は、一般的LCRの場合のように融合再構成プローブを標的から解離し
(例えば熔融し)、この操作を数サイクル繰り返す。反復サイクル数は1〜約1
00とし得るが、現時点で好ましいのは約15〜約70である。
プローブは、相補的(二次)プローブにハイブリダイズした時に、所期の連結
点と反対側の末端が別の望ましくない連結反応に関与できないように設計するこ
とが望ましい。即ち、連結可能な付着末端又は平滑末端は回避しなければならな
い。この種の末端を使用する必要がある時は、5’末端ホスフェートを回避、除
去又はブロックする。この操作は、オリゴヌクレオチドプローブ(通常は5’末
端ホスフェート基を有していない)の合成を介して、又は(例えばDNAの制限
消化によって産生したオリゴヌクレオチドから)末端ホスフェートを除去するた
めのホスファターゼ
酵素の使用を介して実施することができる。あるいは、少なくとも一方のプロー
ブの末端を後述のように「フック」又はマーカー部分でブロックすることにより
、プローブの「間違った」外側末端の連結を防止することもできる。前記技術の
いずれも使えなければ、プローブの外側末端を、これらのプローブが結合した時
に指数増幅用鋳型として機能しないようにずらすことができる。
特に好ましい形態では、ハプテン又は「フック」を、少なくとも2個のプロー
ブの使用可能な外側末端(融合生成物の互いに反対側の末端)、好ましくは4個
のプローブ全部の外側末端に取り付ける。「フック」は、特異的リガンド−受容
体親和性を有する任意の部分からなる。例えば、ハプテン又はポリヌクレオチド
のセグメントであってよい。一つのプローブにフックを結合し、同一方向の別の
プローブに標識を結合してもよい。連結によって標識が親和性部分に結合し、分
離後に、分離した標識を固相上で測定できる。検出
増幅した標的の存在は、任意の方法で検出できる。一つの方法は、特定の大き
さの反応生成物を分子量によって弁
別することからなる。分子量弁別方法の具体例としては、アフィニティ標識、組
成、ゲル濾過、沈降速度、浸透圧又はゲル電気泳動が挙げられる。特に好ましい
方法は、使用するヌクレオチドが32Pのような放射性標識で標識されている場合
に特に有用なゲル電気泳動である。検出は、典型的には、分離後に分離フラクシ
ョン中の標識量を測定することによって実施する。勿論、分離フラクション中の
標識は、系に添加した標識の総量を知り、非分離フラクション中に存在する量を
測定することによって、引き算で測定することもできる。分離は、電気泳動、ク
ロマトグラフィー又は下記の好ましい方法によって実施し得る。
別の方法としては、検出可能なシグナルを発生することができる物理的標識で
ヌクレオチドを標識する方法が挙げられる。使用し得る種々の「シグナル発生化
合物」(標識)にとしては、色原体、酵素のような触媒、フルオレセン及びロー
ダミンのような発光化合物、化学発光化合物、放射性元素及び直接視覚標識があ
る。酵素の具体例としては、アルカリホスファターゼ、西洋ワサビペルオキシダ
ーゼ、β−ガラクトシダーゼ等が挙げられる。特定標識の選択は決定的に重要で
はないが、単独で、又は1種類以上の別の
物質と協働して、シグナルを発生できるものを選択する。
ハプテンは様々なものが知られており、本発明では実質的に任意のハプテンを
使用し得る。本発明が必要とするのは、特異的結合相手が既知であるか又は製造
できるものであること(ハプテンの定義に基づく特性)と、ハプテンがハイブリ
ダイゼーションを妨害しないようにプローブに結合できることだけである。プロ
ーブにハプテンを付加する方法は当業者に多数知られている。Enzo Bio
chemical(New York)及びClontech(Palo Al
to)はどちらもプローブ標識技術を開示し商品化している。例えば、3’−ア
ミン−ON CPG(商標)(Clontech,Palo Alto,CA)
を用いて3’オリゴ末端に一級アミンを付加することができる。また、Amin
omodifierII(登録商標)(Clontech)を用いて5’オリゴ末
端に一級アミンを付加することもできる。アミンは、一般的な活性化及び結合化
学手法を用いて、種々のハプテンと反応させることができる。
また、1990年12月11日及び1990年12月20日それぞれ出願され
た米国特許同時係属出願第625,
566号及び第630,908号は、プローブをそれぞれ5’末端及び3’末端
で標識する方法を教示している。前記二つの同時係属出願は参考として本明細書
に包含される。ハプテンの非限定的具体例としては、多くの薬剤(例えば、ジゴ
キシン、テオフィリン、フェンシクリジン(PCP)、サリチル酸塩等)、T3
、ビオチン、フルオレセン(FITC)、ダンシル、2,4−ジニトロフェノー
ル(DNP);並びに修飾ヌクレオチド、例えばブロモウラシル、及びN−アセ
チル−7−ヨード−2−フルオレニルアミノ(AIF)基の導入によって修飾し
た塩基等が挙げられる。本明細書に記載の特定ハプテンは、いずれも1991年
12月17日に出願された同時係属共有米国特許出願第07/808,508号
(アダマンタン酢酸)及び米国特許出願第808,839号(カルバゾール及び
ジベンゾフラン)、どちらも1992年3月27日に出願された米国特許出願第
07/858,929号及び米国特許出願第07/858,820号に開示され
ている(本明細書では、これらをまとめて「ハプテン出願」と称する)。前記ハ
プテン出願の各々の開示全体は本明細書に参考として包含される。
二つ以上の標的、例えばHBV及びHCVを検出するた
めの手順は、1992年3月31日出願の米国特許出願第860,702号に詳
述されているように、2種類の標識、即ち共通標識及び固有標識を含み得る。ど
ちらの標識も検出標識として使用し得る。説明を簡単にするために、ハプテンを
共通標識及び固有標識の両方として使用しながら実施態様を説明する。勿論、ハ
プテンのうちの少なくとも一つ、特に共通ハプテンに代えて、別の標識も容易に
使用できる。
好ましい標準的LCR手順では、第一ハプテンを用いて、再構成された分子を
捕捉し分離する。第二ハプテンは、再構成された複合体をシグナル発生体と結合
するのに使用する。この操作は、欧州特許出願公開第439−182号に詳述さ
れている。例えば、第一の一次プローブの5’末端及び第一の二次プローブの3
’末端にフルオレセンを結合する。更に、異なるハプテン、例えばビオチンを、
第二の一次プローブの3’末端及び第二の二次プローブの5’末端に結合する。
このようにして、再構成分子が二重構造になると、二重構造の一方の末端に二つ
のビオチンが存在し、他方の末端に二つのフルオレセンが存在する。抗フルオレ
センのコーティングを有する固相を用いて、ビオチンを有
する非連結プローブから再構成分子を分離する。(フルオレセンを有する非連結
プローブも捕捉される。)酵素のような検出可能なシグナル発生体で標識したア
ビジン又は抗アビジンを用いて、分離複合体を検出する。
検査試料は、HBVを含んでいる疑いのある任意の生物学的物質であってよい
。例えば、検査試料は、ヒト体組織、又はHBVを含んでいる疑いのある細胞を
含む検査試料であり得る。この用語は、実質的に任意の液体試料を意味し得る。
検査試料は、任意の所望の供給源、例えば体液、例えば血液、唾液、水晶体液、
脳脊髄液、汗、尿、乳、腹水液、粘液、滑液、腹膜液、羊水等に由来し得る。液
体検査試料は使用前に、血液からの血漿の調製、粘稠液の希釈等の予備処理にか
け得る。予備処理の方法としては、分離、濾過、蒸留、濃縮、妨害成分の不活化
及び試薬の添加も挙げられる。体液以外に、水、食品等のような液体試料も使用
できる。また、固体検査試料を、液体媒質を形成するように改質した後で使用す
ることもできる。キット
本発明の方法で使用する試薬は、診断キットに組込むことができる。診断キッ
トは標識オリゴヌクレオチドを含み
得る。オリゴヌクレオチドが非標識の場合は、特異的標識試薬もキットに組込み
得る。キットは更に、特定のプローブ設計及びギャップ充填もしくはセキソ充填
の必要に応じて、ヌクレオシドトリホスフェート、例えばdATP、dGTP、
dCTPもしくはdTTPの組合わせ、即ちdNTPのうちの3種以下の組合わ
せを適当に包装したものも含み得る。キットは更にポリヌクレオチドポリメラー
ゼを含み得、上流及び下流配列を共有的に結合する手段、例えばリガーゼも含み
得る。これらの試薬は、典型的には、別個の容器に入れてキットに組込むが、反
応性及び保存性が許せば、同一容器内に包装することもできる。キット内の種々
の薬剤の相対量は、本発明で生起する必要がある反応を最適化する試薬濃度を得
るために、且つアッセイ感度を最適化するために、広い範囲で変化させ得る。キ
ットは更に、分析対象を変性させるための変性剤、ハイブリダイゼーション緩衝
液、洗浄溶液、酵素基質、陰性及び陽性対照並びにアッセイを実施するための説
明書も含み得る。
ここで実施例を挙げて本発明を説明する。以下の実施例は本発明の範囲を限定
するものではなく、前述の一般的説明及び詳細説明と協働して、本発明の理解を
更に深め、本
発明の好ましい実施態様の特徴を明らかにするためのものである。
実施例材料及び方法
実施例で使用する下記の用語は、下記の定義に従う商標、商品名又は化学的略
号である:
BSA:ウシ血清アルブミン
EDTA:金属キレート化剤であるエチレンジアミンテトラ酢酸
EPPS:緩衝液として使用される[N−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン
−N−(3−プロパンスルホン酸)]酸の化学的略号
FITC:蛍光ハプテン誘導体であるフルオレセンイソチオシアネートの化学的
略号
HPLC:高性能液体クロマトグラフィー
MES:緩衝液である[2−(N−モルホリノ)エタンスルホン酸]の化学的略
号
IMx(登録商標):微粒子酵素イムノアッセイ(MEIA)を実施するための
本出願人の自動化装置の商標
Tris:トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタンから
なる緩衝液
下記の表は、以下の実施例で使用するプローブ及び/又はプライマーを示すも
のである。各配列は、特定実施例でそれぞれの配列番号によって示されている。
任意の種類の細胞、スワブ、スミア、血液又は組織を、リン酸塩緩衝食塩水(
PBS)中のそれぞれの細胞懸濁液の遠心分離により、試料として調製し得る。
通常は、ペレットを100μlの10mM NaOHに再懸濁し、100℃で5
〜10分間加熱する。沸騰後、試料を再度遠心分離し、細胞残渣を除去する。上
清の一部を、50mM EPPS pH7.8、30mM MgCl2、20m
M KCl、1μMデオキシヌクレオチドトリホスフェート及び
5×1011分子の本発明のオリゴヌクレオチドプローブを含む反応混合物に加え
る。捕捉リガンドオリゴヌクレオチドA及びA’は、カルバゾール及び/又はF
ITCで誘導体化し得る。プローブB及びB’は、アダマンタン又はビオチンを
シグナル部分として誘導体化し得る。ポリヌクレオチドキナーゼを用いて、選択
したプローブの5’末端をホスホリル化する。試料及び反応混合物を入れた管の
上部を鉱油で覆い、約3分間沸騰させる。その後、管を1分間85℃に維持し、
更に1分間50℃に維持する。反応混合物にThermus thermoph ilus
リガーゼ(Abbott)及びThermus DNAポリメラーゼ(
Molecular Biology Resources)を加える。次いで
管を、サーマルサイクラーで、又は二つの水浴の間で、交互に85℃及び50℃
にする。アッセイのために標的HBV DNAを増幅するには、通常30回のL
CRサイクルで十分である。反応生成物を検出するために、混合物を鉱油層から
分離し、同量の蒸留水で希釈する。反応混合物の一部をIMx(登録商標)分析
器の使い捨て反応セル内に充填する。検査のそれぞれの試薬、例えば試料希釈緩
衝液、メチルウンベリフェロンホス
フェート、抗ビオチンアルカリホスファターゼ結合体、抗フルオレセンコーティ
ングした粒子等をIMx(登録商標)分析器に充填する。30分以内でMEIA
が完了した後、アルカリホスファターゼ結合速度を、計数/秒/秒で表される反
応速度から算出する。
ポリメラーゼの量は下記のように定義される単位で表す:1単位の酵素は製造
業者(Molecular Biology Resources)によって定
義されている通りである。リガーゼ酵素の単位は本明細書で下記のように定義さ
れる:1mgの純度95%Thermus thermophilus DNA
リガーゼをもって約1×108単位の比活性を有するものとする。これは正確に
は標準化されておらず、20%も変化し得、最適化は当業者によって実施され得
る。LCR(商標)条件
総ての反応は、特に指摘のない限り、LCR緩衝液(50mM EPPS p
H7.8、20mM KCl、30mM MgCl2、10mM NH4Cl)中
で実施した。温度サイクルは、例えばCoy Laboratory Prod
ucts(Ann Arbor,MI)のサーマ
ルサイクラー、又はProgrammable Cycler Reactor
(商標)(Ericomp,San Diego,CAから市販されている)で
実施した。反応は、アリコートを停止緩衝液(80%ホルムアミド、20mM
EDTA、0.05%(w:v)キシレンシアノール及び0.05%ブロモフェ
ノールブルー)中に移すことによって停止させた。連結生成物及び非連結生成物
を、80mM Tris中8.3M尿素、80mMホウ酸 pH8.0、1.0
mM EDTAを含む16×20×0.04cmの15%ポリアクリルアミドゲ
ル上で分割した。ゲルをオートラジオグラフィーにかけ、オートラジオグラフを
鋳型として用いて連結プローブ及び非連結プローブを切除し、各バンドの放射能
の量を液体シンチレーション計数で測定した。連結プローブの放射能の割合を、
各レーンの総計数の関数として計算した。
実施例1
配列番号1、2、3及び4(表A参照)からなるプローブセット403Gを用
いて、LCR緩衝液を入れた0.5mlポリプロピレン管内でLCR(商標)を
実施した。HBV DNAを含んでいる検査試料(2.8×107分子
HBV DNA/ml)を、HBV指標が陰性のヒト血清中に希釈した。この血
清希釈物は陰性対照としても使用した。各プローブは5×1011分子/反応で存
在させ、DNAリガーゼ最終濃度は5000単位、DNAポリメラーゼ最終濃度
は1.0単位とした。試料を鉱油で覆い、85℃で30秒のインキュベーション
、次いで50℃で20秒のインキュベーションからなる温度サイクルにかけた。
グラフでは血清1ml当たりのHBV DNA分子として示した陽性対照の希釈
物を2個ずつ検査し、平均値を下記の表1にIMx(登録商標)速度として示し
た。直線範囲の計算値は第2図に直線グラフとして示す。軸値は、反応当たりの
分子数(表1)に反応のml数(×200)を掛けることにより算出する。
実施例2
前記実施例1に記載の条件下で、HBV DNA用プローブセット403G(
配列番号1、2、3、4)を用いてLCRを実施した。結果は下記の表2に示す
。
実施例3
前記実施例1に記載の条件下で、プローブセット231E(配列番号9、31
、32及び33)及び231G(配列番号9、10、11及び12)を用いてL
CRを実施した。プローブセット321Eの場合はサイクルを45回実施した。
結果は下記の表3に示す通りである。プローブセット231Gの場合は、温度8
5℃及び60℃でそれぞれ30秒及び20秒のサイクルを40回実施した。結果
は表4に示す。
実施例4
前記実施例1に記載の条件下で、プローブセット664G(配列番号17、1
8、19及び20)及び664E(配列番号17、35、36及び37)を用い
てLCRを実施した。664Gの結果は表5、664Eの結果は表6に示す。
実施例5
実施例1に記載の条件下で、但し1350単位のリガーゼを使用して、プロー
ブセット403G(配列番号1、2、3及び4)を用いてLCRを実施した。H
BV−DNAに対するこれらのプローブの特異性を、健常者、非B型肝炎患者及
び自己免疫性肝炎患者に由来する31個の血清試料を用いて明らかにした(下記
の表6参照)。検査結果が陰性の各患者は、肝機能検査で明らかなように、LC
R方法を用いると偽陽性がないことを示している。各検査試料は血清試料当たり
250分子のHBV DNAを有していた。健常者は肝疾患がなく、非B型肝炎
患者は肝疾患陽性兆候を示し、自己免疫性肝炎患者は肝炎様症状と肝臓欠陥の臨
床的兆候とを示した。
実施例6
B型肝炎に感染した(HBsAg+)種々の患者群に由来する20個のヒト血
清試料を使用し、実施例1に記載の条件下で、プローブセット403G(配列番
号1、2、3及び4)及び184G(配列番号5、6、7及び8)を用いてLC
Rを実施した。結果は下記の表7に示す。試料は二回反復して検査し、平均値を
信号雑音(S/N)比で示した。検査試料の評価基準(−、+/−、+又は++
)は、IMx(登録商標)バックグラウンド(bg)速度に基づいて定義される
。0〜1.5×bg速度は陰性(−)と定義され、>1.5〜3.0×bg速度
は中間(+/−)と定義され、3.0−20×bg速度は弱陽性(+)と定義さ
れ、>20×bg速度は陽性(++)と定義される。
LCR以外に、Abbott HBV DNA検査(DNA溶液ハイブリダイ
ゼーションアッセイ)及びポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を用いて試料を評価
した。試料は総てHBsAg陽性であり、HBeAg又は抗HBeの結果が含ま
れる。検査したHBVキャリヤーは種々の臨床的背景を有していた。高ウイルス
血症はHBV DNA及びHBeAgの存在を特徴とし、低ウイルス血症は抗H
Be
及びHBV DNAの存在を特徴とし、無症候HBVキャリヤーは抗HBeの存
在を特徴としていた。
実施例7
実施例1に記載の条件下でプローブセット403G(配列番号1、2、3及び
4)を用いてLCRを実施し、慢性肝炎患者(A、B、C)の追跡検査試料中の
HBV DNA濃度のモニターに使用した。信号雑音(S/N)比として示され
るIMx(登録商標)装置から得たLCRデータは、グラフで、肝臓由来酵素ア
ラニンアミノトランスアミナーゼ(ALT)の血清中濃度(m/l)と比較でき
る。検査試料の評価基準は前記実施例6に記載の通りである。
検査は下記のように実施した。患者Aには1990年6月13日及び1990
年10月15日にインターフェロン療法(下記の表に*で示す)を施した(下記
のA2及びA3)。1992年3月17日まで設定された間隔でHBV DNA
濃度を監視した。患者Cには、1991年11月14日、1991年12月10
日、1992年1月7日、1992年1月28日及び1992年3月3日にイン
ターフェロン療法を施した(下記のC4〜C8)。1992年5月26まで設定
された間隔でHBV DNA濃度を監視した。これらの患者の血清中では、イン
ターフェロン治療の開始前には一般的なドットブロットハイブリダイゼーショ
ンによってHBV−DNAが明白に検出されたが、治療後は陰性になった。LC
R検出システムでは、治療に成功した後でも、一般的ハイブリダイゼーションア
ッセイの場合より数週間長い期間にわたって血清HBV−DNAを検出すること
ができた。LCR検出によるHBV DNA及びALTの半定量的モニターの適
性は、第3図a〜第3図cのグラフから明らかである。
実施例8
実施例1に記載の条件下で、但し0.5単位のDNAポリメラーゼ及び340
0単位のDNAリガーゼを使用して、プローブセット403G(配列番号1、2
、3及び4)を用いてLCRを実施した。反応は、HBV DNA陰性血清(陰
性対照)又はadw型又はay型HBVを含む血清で生起させた。
増幅後に反応混合物をIMx(登録商標)希釈緩衝液で1:1に希釈し、LC
R増幅生成物を、Abbot IMx(登録商標)自動化免疫アッセイシステム
を用いて実施したサンドイッチ免疫アッセイによって検出した。以下の実施例中
の数値は、このプロセスの速度読取り値を計数/秒/秒(c/s/s)で表した
ものである。連結プローブの量は、読取った速度に直接関連していた(欧州特許
出願公開第357−011号参照)。試料は3回の反復検査にかけた。3回の反
復検査の平均値と変動係数(CV%)とを下記の表9に示す。
これらの結果は、プローブセット403Gが、HBV各サブタイプに共通した
検出と、抗ウイルス療法に対して効果を示している又は該療法を受けている患者
の追跡検査に有用であることを示している。
実施例9
「短いPCR」又は「sPCR」と称するポリメラーゼ連鎖反応(PCR)の
修飾を用いてHBV DNAを検出するために、プローブ配列番号1及び4を使
用した。sPCRは本質的に、Perkin−Elmer/Cetus,Eme
ryville,CAから市販されているGene−AMP(商標)キットの包
装中の説明書に従って実施した。対照は、Abbott Genostics(
商標)DNAキットのものを使用した。PCR操作は、プライマーセット配列番
号1及び4を1×1012分子/反応で使用し、反応緩衝液を94℃で30秒、5
0℃で20秒のサイクル30回にわたって使用し、且つTaqポリメラーゼ(C
etus)を1.25単位/反応で使用して行った。1990年3月7日公開の
Lafflerらの欧州特許第357,011号に記載のように、IMx(登録
商標)装置で二重構造生成物を分離し、検出した。前記欧州特許は全体が本明細
書に参考として包含される。反復操作の結果の平均値を下記の表に示す。
実施例10
プローブ配列番号5及び8をプライマーとして用いて、前記実施例9に記載の
ようにPCRでHBV DNAを検出した。反復操作の結果の平均値を下記の表
に示す。
実施例11
プライマー配列番号1及び3を用いて、1993年2月9日交付米国特許第5
185243号に記載のように、標的特異的ポリマー化及び連結反応を実施した
。前記米国特許は全体が本明細書に参考として包含される。プローブを前述のよ
うにFITC及び/又はフルオレセンで誘導体化し、選択した標的HBV DN
A、United States Biochemical,Clevelan
d,Ohioから入手可能な修飾t7DNAポリメラーゼ、緩衝液及び水と混合
する。該混合物を5分間80℃に加熱し、ゆっくりと23℃まで放冷する。短時
間の遠心にかけた後、該反応混合物に、32P標識dCTP、T4 DNAリガー
ゼ及びDNAポリメラーゼを加える。得られた溶液を23℃で12時間インキュ
ベートする。前記反応混合物の一部を変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動にか
けると、長さ48塩基の32P標識生成物が示される。この生成物は、標的にハイ
ブリダイズした後の配列番号1及び3の充填及び連結生成物に対応する。
実施例12
前記実施例11に記載の条件下で、但しdATP及びd
CTPを加えて、プローブ配列番号1及び28を標的HBV DNAにハイブリ
ダイズする。反応混合物の一部は、長さ48塩基の32P標識生成物を示す。この
生成物は、標的にハイブリダイズした後の配列番号1及び28の充填及び連結生
成物に対応する。
Detailed Description of the Invention
Method for amplification and detection of hepatitis B virus nucleotide sequence and DNA
Technical field
The present invention generally detects hepatitis B virus, as well as hepatitis B virus.
And a test kit. The invention is more particularly directed to hepatitis B virus.
A nucleotide sequence complementary to a segment of the genome and can be amplified.
And / or used to determine the presence of hepatitis B virus DNA in the test sample.
Applicable nucleotide sequences.
BACKGROUND OF THE INVENTION
Detection of viral growth of hepatitis B virus (hereinafter referred to as HBV)
It proved to be a useful indicator of replication and patient infection. HBV isHepad naviridae
It is a prototype substance of a new virus called. These viruses
Is a small circular DNA molecule that contains a single-stranded portion and a double-stranded DNA that repairs DNA.
It has an endogenous DNA polymerase for chaining. Strong tropism and susceptibility to hepatocytes
Continuous feeling
The occurrence of staining is also a feature of this type of virus.
Complete virion of hepatitis B consists of a complex bilayer structure with an overall diameter of 42 nm
. The 27 nm high electron density core has a molecular weight of 1.6 × 106Containing circular double-stranded DNA of
It is. A 7 nm thick outer layer surrounding the core is biochemically called HBsAg.
It consists of a heterogeneous complex. HBsAg is produced in large numbers by infected hepatocytes and has a size of 1
Spherical particles in the range 7-25 nm, and tubes of similar diameter but varying length
It is released into the blood as filamentous filaments. Antibodies to core and surface antigens are
They are called anti-HBc and anti-HBs, respectively. The third antigen-antibody system in hepatitis B infection
Has also been observed and is referred to as HBeAg / anti-HBe. The current data is HBeA
It is suggested that g is a component of the capsid of hepatitis B virion. HB
Since eAg is closely correlated with the nucleotide capsid of HBV, virion concentration
It is a reliable indicator of the degree of infection and thus of serum infection.
All current chronic hepatitis B therapies aim at the continuous suppression of viral replication.
You. Therefore, if there is a reliable and direct method for measuring viral DNA, it will respond to therapy.
It is extremely useful for early discrimination between patients who respond and patients who do not respond.
Serum HBV-DNA and HBeAg are reliable for monitoring HBV replication
Considered to be an indicator.
There are four major antigenic determinants or subtypes of HBsAg, including adw and adr.
, Ayw and ayr. adw and ayr subtypes are Southeast Asia
Except for A and the Far East, it occupies most of the world, but in Southeast Asia and the Far East a
dr is also common. The ayr subtype is rarely observed. Group reactivity determination
The groups (group-reactive detergent) a are the above-mentioned four types.
Cross-reacting between the two and producing antibodies against this determinant, the second subtype
Re-infection is protected.
Various tests have been used to detect HBV in serum and other body fluids
. Immunological tests rely on the antibodies produced in the human or animal body to produce the characteristics described above.
Detects constant viral proteins. However, immunological tests are indirect
, Non-specific antigen-antibody reactions can result in false positives. See you
In some situations, the receptor for transfused blood, even from people who are seronegative for the antigen-antibody test,
Causes HBV infection.
Hive like Southern or dot blot operations
Redidation techniques have also been used. This type of technique usually involves cell scraping.
Alternatively, the DNA is extracted from the biopsy material and directly immobilized on the solid phase as complete DNA.
Or as a restriction fragment by gel electrophoresis after digestion
Including operations. Immobilized DNA is detected by nucleic acid probe with radioactive label
The most common is to However, standard hybridization methods
Is not sensitive enough to recognize very little viral replication,
Indistinguishable patients cannot be distinguished. An example to solve this sensitivity problem
Amplify viral DNA sequences using, for example, the polymerase chain reaction (PCR)
be able to. The product thus obtained is used to identify the virus type.
Identifiable using common hybridization techniques such as Southern blot
. C. Oste,BioTechniques 6: 163 (1988) and K.
. B. See Mullis, U.S. Pat. No. 4,683,202. PCR is a US patent
No. 4,683,195 and No. 4,683,202, the standard
It has been used to improve the sensitivity of hybridization methods. US Patent Nos. 4,5
No. 62,159 shows HB in the test sample.
Methods and kits for using PCR to specifically detect V DNA are disclosed.
Have been. In actual operation, the sensitivity level is about 50-100 copies per sample.
is there.
Despite the screening methods mentioned above, I wonder if there are cases of post-transfusion hepatitis.
Of the HBV-contaminated blood that escaped detection
It has occurred. Therefore, a more accurate and reliable method for identifying HBV in clinical samples.
There is a need for a more reliable and semi-automated alternative.
As another target amplification mechanism, European Patent Application Publication No. 320 308 or European
Ligase chain reaction (LCR (as described in State Patent Application Publication No. 439 182).
Trademarks)) are also known. LCR ™ is a test for single-stranded or double-stranded DNA targets.
Can be used for output. In this procedure, two complementary regions to the flanking regions of the target nucleic acid sequence are used.
Probe (for example, A and B) and hybridized with DNA ligase.
Tie. The ligated probe is then denatured and cleaved from the target, after which
Probe A and B with two other probes (A 'and B') of opposite sense.
Ibridize. Then, the second probe is ligated. Subsequent denaturation /
Depending on the hybridization / ligation cycle, sense (+) and antisense
Probes that are twice as long as both negative (-) are formed. Hybridization
Amplification of the target nucleic acid is achieved by repeating the cycle of ligation and ligation.
LCR has never been used for detection and / or quantification of HBV. Obedience
Therefore, amplification is possible, and if HBV is present in the test sample, it can be amplified by using LCR.
It would be beneficial to provide a DNA oligonucleotide strand for detection by
Seem. The use of a combination of oligonucleotide chains is
Enables the presence of BV and specific and sensitive in vitro diagnosis of specific types
Would be advantageous for. It also monitors the outcome of drug therapy in patients with chronic active hepatitis.
Therefore, it would be beneficial to provide a method for quantifying HBV in a test sample.
Summary of the Invention
It hybridizes to the target nucleic acid sequence of hepatitis B virus under hybridization conditions.
An oligonucleotide of about 10 to about 60 nucleotides having a nucleotide sequence capable of soybean.
Cletide probes will be provided by the present invention. Target HBV sequence (SEQ ID NO:
21, 22, 23, 24 and 25) and oligos
The nucleotide probe can be selected from one or more of the following:
x is hydroxyl unless otherwise indicated.
Underlined bases are deliberate incompatibilities as described herein.
Single-stranded oligonucleotide probes are selected from: SEQ ID NOs: 1,3
5, 7, 9, 11, 13, 15, 17 and 19 or their complementary sequences.
Detects hepatitis B virus DNA present in a test sample containing non-target DNA
Compositions are also provided for. The composition is the first upstream
Includes an oligonucleotide probe and a first downstream oligonucleotide probe
, Each probe is a target nucleus of hepatitis B virus under hybridization conditions.
It consists of about 10 to about 60 nucleotides that can hybridize to the same strand of the acid sequence.
The 3'end of the upstream probe hybridizes to the vicinity of the 5'end of the downstream probe.
And the target nucleic acid sequence is SEQ ID NO: 21, 22, 23, 24 and 25 as described above or
One or more sequences selected from these complementary sequences. The composition of the present invention is
If the 3'end of the upstream probe and the 5'end of the downstream probe are unmodified,
It also has the feature that it cannot be connected.
In one embodiment, the 3'end of the upstream probe is ligated so that the ends can be ligated.
It may be extended with nucleotides complementary to the non-hybridizing intervening portion of the target nucleic acid sequence.
By
Correct the unconnectable ends. This kind of construct is composed of the following paired sets or their complements.
You can choose from among the sequences:
In another embodiment of the invention, the target-dependent exonu
Downstream with an exonucleolytic agent
Removal of unphosphorylated or incompatible bases from the 5'end of the probe, followed by the corresponding
Nucleotide that complements the upstream probe with the non-hybridizing intervening portion of the target nucleic acid sequence.
Correct the non-ligable ends by extending with tide. This kind of composition is
It may be chosen among a pair set or their complementary sequences:
In a third embodiment of the invention, when the downstream probe hybridizes to the target
Forming a 5'overhang and removing said overhang to allow the ends of the probe to be ligated
5'end of the downstream probe after modification is abutted on the 3'end of the upstream probe
It consists of operating as if to do.
A composition for detecting hepatitis B virus DNA present in a test sample
About 1 that can hybridize to the target nucleic acid sequence of hepatitis B virus.
Structure consisting of first and second oligonucleotide probes of 0 to about 60 nucleotides
Products are also provided. The target nucleic acid sequence is SEQ ID NO: 21, 22, 23, 2 as described above.
4 and 25 or one or more sequences selected from the complementary sequences thereof,
The probes are the opposite ends of the same target nucleic acid sequence of hepatitis B virus DNA.
Hybridized at opposite ends to opposite strands. The pair is the following pair set or its phase
Select from complementary sequences
You can choose:
A composition for detecting hepatitis B virus DNA present in a test sample
(A) includes a first upstream probe and a first downstream probe, and each probe is
Under hybridization conditions, the same strand of the target nucleic acid sequence of hepatitis B virus is
The first upstream probe consists of about 10 to about 60 nucleotides that can be bridized.
3'end of the first downstream probe is hybridized near the 5'end,
The acid sequences are SEQ ID NOS: 21, 22, 23, 24 and 25 as described above and these
First oligonucleotide set which is one or more sequences selected from complementary sequences
, And (b) a second upstream probe and a second downstream probe,
Bumo step (a) first oligonucleotide set
And the 5'end of the second upstream probe is 3'of the second downstream probe.
Defined as a second set of oligonucleotides that hybridize near the ends
Compositions are also provided. The construct is designed to target the 3'end of the first upstream probe to the target nucleus.
By extending with a nucleotide complementary to the non-hybridizing intervening portion of the acid sequence.
And has unligable ends that are modified to allow ligation.
In one embodiment, the four oligonucleotide probes are selected from:
RU:
(A) Set 403G: SEQ ID NOS: 1 and 3 are first upstream probe and first, respectively
Is a downstream probe, SEQ ID NOS: 2 and 4 are the second downstream probe and the second upper probe, respectively.
Flow probe;
(B) set 184G: SEQ ID NOS: 5 and 7 are the first upstream probe and the first, respectively
Is a downstream probe, SEQ ID NOS: 6 and 8 are the second downstream probe and the second upper probe, respectively.
Flow probe;
(C) Set 231G: SEQ ID NOS: 9 and 11 are the first upstream probe and the first
One downstream probe, SEQ ID NOS: 10 and 12 are the second downstream probe and
Second upstream professional
Is a move;
(D) Set 1875G: SEQ ID NOS: 13 and 15 are the first upstream probe and
And the first downstream probe, and SEQ ID NOS: 14 and 16 are second downstream probes, respectively.
And a second upstream probe;
(E) set 664G: SEQ ID NOS: 17 and 19 are the first upstream probe and
A first downstream probe, wherein SEQ ID NOS: 18 and 20 are the second downstream probe and
And the second upstream probe.
These sets are exemplified as follows:
In another embodiment, the composition of the invention is a target-dependent exonucleolytic agent.
Thus non-phosphorylated or incompatible salts
The group is removed from the 5'end of the first downstream probe and then unhybridized to the target nucleic acid sequence.
By extending the upstream probe with a nucleotide complementary to the soybean intervening portion,
The ends have non-ligable ends that are modified to allow ligation.
The construct has four oligonucleotide probes selected from:
RU:
(A) Set 403E: SEQ ID NOS: 1 and 28 are the first upstream probe and the second, respectively.
SEQ ID NOs: 27 and 4 are the second downstream probe and the second downstream probe, respectively.
Two upstream probes;
(B) set 231E: SEQ ID NOS: 9 and 32 are the first upstream probe and the second
One downstream probe, SEQ ID NOs: 31 and 33 are the second downstream probe and
A second upstream probe;
(C) set 664E: SEQ ID NOS: 17 and 36 are the first upstream probe and
The first downstream probe, SEQ ID NOS: 35 and 37 are the second upstream probe and
And the second downstream probe.
These sets are exemplified as follows:
In another embodiment, the constructs of the invention have a 5'end when hybridized to a target.
A downstream probe having an end protrusion, wherein the end of the probe can be ligated
The 5'end of the downstream probe after modification was made by removing the overhang and the upstream probe was
The abutment on the 3'end of the.
Also provided are methods for determining the presence of hepatitis B virus DNA in a test sample.
. The method uses the target sequences as SEQ ID NOs: 21, 22, 23, 24 and 25 and these
The DNA in the test sample is selected from one or more sequences selected from among the complementary sequences of
It is hybridized with one or more oligonucleotide probes of the invention to produce a high
Bridged probes can now be distinguished from unhybridized probes.
And detect the presence of hybridized probes.
Consists of
In another embodiment, a method of determining the presence of hepatitis B virus DNA in a test sample.
Use a connectable pair set by method. In this case, the target sequence is SEQ ID NO: 21, 22.
, 23, 24 and 25 and one or more sequences selected from the complementary sequences thereof
(A) the DNA in the test sample is selected from one or more upstream oligonucleotides of the invention.
Hepatitis B with a reotide probe and one or more downstream oligonucleotide probes
It hybridizes with the same strand of the target nucleic acid sequence of the virus, and the hybridization
As a result of the reaction, unmodified ends generate unligable ends, and (b) the probe
Target-dependently modifying the 3'end of the upstream probe to allow ligation of (c
) Downstream oligo hybridized to the 3'end of the hybridized upstream probe
The hybridized probe is linked to the 5'end of the nucleotide probe to
To make it distinguishable from the hybridizing probe, and
Detect the presence of a probe.
In yet another embodiment, the presence of hepatitis B virus DNA in the test sample is detected by the PC.
A method of determining by R is provided. In this method, the target sequence is
2, 23, 24
And 25 and one or more sequences selected from these complementary sequences,
(A) a first oligonucleotide probe and a second oligonucleotide probe
, At the opposite ends of the same target nucleic acid sequence of hepatitis B virus DNA,
(B) hybridized first and second oligonucleotides to the opposite strand
The nucleotide probe is extended to sequentially complement the target sequence and
Allow the lysed probe to be distinguished from the unhybridized probe, (d
) Detecting the presence of hybridized probe.
LCR pair is a method for determining the presence or absence or amount of hepatitis B virus in a test sample.
Also used in law. In this case, the target sequence is SEQ ID NO: 21, 22, 23, 24 and
25 and 25 and one or more sequences selected from these complementary sequences, (
a) A sample suspected of containing a single-stranded target nucleic acid sequence is provided with a first upstream probe and
Including the first downstream probe, each probe is
Is capable of hybridizing to the same strand of said target nucleic acid sequence of a B virus of inflammation,
The 5'end of the downstream probe and / or the 3'end of the upstream probe are these probes.
Target
First oligonucleosides that cannot be ligated unless modified to allow soybeans
(B) the 3'end of the first upstream probe and the first downstream probe after exposure to Tidoset
Corrects the 5'end of DNA only when these probes hybridize to the target sequence
Thereby allowing the ends to be ligated, (c) ligating the two first probes
Forming a first ligation product, separating the first ligation product from the target, and (d) the mixing.
A second upstream probe and a second downstream probe under hybridization conditions.
Exposed to a second oligonucleotide set consisting of
Forming a second ligation product, separating the second ligation product from the first ligation product,
The ligated probe here can be distinguished from the unligated probe.
, Step (a) to (c) are repeated one or more times, and (e) presence or amount of target DNA
From the step of detecting the presence of a linked oligonucleotide probe that is correlated with
Become.
Selected from among SEQ ID NOs: 21, 22, 23, 24 and 25 and their complementary sequences.
One or more oligonucleotides of the invention directed to one or more selected sequences.
And a detectably labeled oligonucleotide,
Means for detecting nucleotides and amplifying hepatitis B virus DNA in a sample
Also provided is a hepatitis B virus detection kit including the reagent.
Brief description of the drawings
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a ligase chain reaction process known in the prior art.
.
FIG. 2 shows the probe set 403G (SEQ ID NOS: 1, 2, 3 and 4) 10ThreeHB
The number of HBV DNA target molecules was determined by IMx (registration in V genome copy / ml patient serum).
Trademark) standard curve plotted against velocity (counts / sec / sec). HBV D
NA positive samples were diluted in human serum negative for HBV index. Serum dilution is negative
It was also used as a control. Graph as number of HBV DNA molecules per ml of serum
The positive control dilutions shown in Figure 4 were tested repeatedly and the average was taken as the IMx® rate.
Showed. About 2000-3000 genome copies / ml or 10-15 copies / a
5 to 10 fg of HBV-DNA / ml sample
Obtained. The LCR results were obtained in Example 1 below.
FIGS. 3a to 3c show three patients infected with HBV.
It is a graph which shows the result obtained from (A, B, C). Data obtained by LCR
(Example 7) is a semi-quantitative assay for alanine aminotransferase (ALT) level.
It was clearly parallel with Le (Fig. 3a). HBV-DNA levels are
It could also be measured in serial blood samples of patients treated with Elon (3b-3c). this
HBV-DNA was common in the sera of these patients prior to initiation of interferon therapy.
Clearly detectable by a simple dot blot hybridization assay
However, after treatment, it became negative. With the LCR detection system, even after successful treatment
Serum over several weeks longer than a typical hybridization assay
HBV-DNA could be detected.
Detailed Description of the InventionDefinition
The terms used in the present invention are defined as follows.
“Assay conditions” means LCR conditions relating to temperature, ionic strength, probe concentration, etc.
Means a matter. These are known to those skilled in the art. LCR is essentially two states or
Conditions, namely annealing or hybridization conditions, and denaturing conditions are used.
You.
“Hybridization conditions” generally refer to annealing and hybridizing
It is defined as a condition that promotes zation. However, familiar to those skilled in the art
As such, some such annealing and hybridization
Factors such as temperature, ionic strength, probe length and G: C content of the probe.
It depends. For example, lowering the reaction temperature promotes annealing. Any
For a given probe set of, the melting point or Tm is any of several known methods.
It can be measured by The assay conditions are typically at temperatures just below the melting point.
Including. Ionic strength or "salt" concentration also affects the melting point. Because of the small cations
Is a double structure by eliminating the negative charge on the phosphodiester backbone.
This is because it tends to stabilize the formation of). Typical salt concentration is the type of cation
And valence, which will be readily understood by those skilled in the art. High G: C included
Amounts and long probe lengths are also known to stabilize the formation of dual structures. What
If so, the A: T pair has only two hydrogen bonds, whereas the G: C pair has three water bonds.
Longer probes have more hydrogen bonds that hold bases to each other
Because it will be. Therefore, high G: C
Content and long probe lengths lower the melting point and affect the "assay conditions". Professional
The G: C content and length can be found by selecting the appropriate curve, and based on this, what kind of "
The “assay condition” can be accurately determined. Ionic strength is typically
Is optimized for enzyme activity, so the only parameter that can be changed
Is temperature and the appropriate "assay conditions" for a particular probe set and system are
It can be determined by those skilled in the art.
“Denaturation conditions” generally refers to converting a double-stranded oligonucleotide to a single-stranded form.
It is defined as a condition that promotes dissociation. This condition includes high temperature and / or low
Intensity is included. It will be appreciated by those skilled in the art that
Essentially the opposite.
The term "complementary" with respect to bases refers to base pairs A and T in the case of DNA.
, C and G, and in the case of RNA, the base pairs A and U, C and G.
That is, G is complementary to C, and C is also complementary to G. Complementary base
"Compatible" and non-complementary bases are "mismatched". For nucleic acid sequences,
Nucleic acid sequences or probes that are “complementary” to a probe or target are those sequences that
B condition
Means that it can hybridize to a complementary probe or target. Therefore,
As long as it is possible to hybridize under the same conditions, hybridization
Sequences that may have mismatched base pairs. As described below,
Probe A is complementary to probe A'and probe B is complementary to probe B '.
.
“Correction” is an upstream probe that corresponds to a corresponding downstream probe.
Means an operation that enables target-dependent ligation. Therefore, target, target complement
Sequences hybridized to the sequences or the polynucleotide sequences generated therefrom.
Only the probe is "corrected". Preferably, the hybridized probe is targeted to
These probes were enzymatically modified in a manner that relied on the sequence information contained within.
Allow the tabs to connect to each other. Preferred enzymes are 5'to 3'target dependent
It is a DNA polymerase that exhibits exonuclease activity. 5'to 3'mark
Dependent exonuclease activity is 5'to 3'target dependent polymerase activity
It can also be used in combination with a reagent having "Modify" is the end of the modification
It can be done in several ways, depending on the type of edge. For example, one of the probes of the present invention
The department is
As described in US patent application Ser. No. 07 / 769,743 filed October 1, 1991.
Una gap filling, or US patent application Ser. No. 07/925, filed Aug. 3, 1992.
, "Corrected" by exonuclease cleavage as described in No. 402.
Designed to. Both of the aforementioned prior patents are incorporated herein by reference.
"Exo format" is a target-dependent exo format
A non-phosphoric acid is introduced from the 5'end of the downstream oligonucleotide probe by a leoritic agent.
Remove the lysed or incompatible bases and then label the 3'end of the immediate upstream probe.
To extend with a nucleotide complementary to the non-hybridizing intervening portion of a specific nucleic acid sequence
Means an operation of modifying a non-ligable end so that the end can be ligated.
The term "exonucleolytic" preferably refers to DNA or
Means the activity of removing the RNA substrate from the 5'end. Exonuclear activity
The sex is usually an exonuclease or 5 that cooperates with some DNA polymerases.
It may cooperate with the'to 3'exonuclease activity. As detailed later,
Xonucleolytic activity is usually template dependent.
The “gap format” is the upstream oligonucleotidic hybridized to the target.
The 3'end of the Ctide probe is complementary to the non-hybridizing intervening portion of the target nucleic acid sequence.
Non-ligated ends so that the ends can be ligated by extending
Means how to fix.
"Ligation" is a general term that refers to any covalent attachment of two probes.
Means the way. Two enzyme-linked and photo-ligated
Is a commonly used connection method. Allows preferred enzyme ligation step
The conditions and reagents used are known to the person skilled in the art and are disclosed in the references cited above. Book
Ligation reagents useful in the invention include T4 ligase, as well as prokaryotic ligases, eg
E. coli ligase, and as taught in EP 320 308T hermus
thermophilusLigase (eg ATCC 2763
4) is mentioned. The last-mentioned ligase was used during the LCR ™ thermal cycling.
It is currently preferred because it can maintain activity. Thermally stable
Without gauze, ligase would have to be added again after each cycle.
Yes. Eukaryotic ligases, such as Rabin et al. Biol. Che
m. 261: 10637-10647 (1986).
The fly DNA ligase is also useful. One of the alternatives to enzyme ligation is the European
Optical connection as described in Japanese Patent Application No. 324 616.
The term "unlinkable without modification" is used to mean
Is the 3'end of the upstream probe or 5'of the downstream probe that cannot be ligated to another probe
It is a term that describes the end. Modifications have been removed and placed to make this end ligable.
Substitution or other modification may be performed. Examples of non-ligable ends include upstream
It cannot be ligated to the 3'of the probe, but is target-dependent so that it can be ligated.
Unphosphorylated 5'end of the downstream probe, which can be modified to
. Another embodiment is the end or internal mismatch of the probe to the end of the target. Step
Once the lobes hybridize to their respective targets, these mismatches are target-dependent.
To allow probe ligation. Another example is the above-mentioned US patent application No.
07 / 925,402.
"Proximate" refers to about 1 to 20 nucleotides at the 3'and 5'ends.
Cleotide, more preferably about 1
It hybridizes to the same target strand in its vicinity, so that it is located within a distance of 10 nucleotides.
It means the positions of the upstream and downstream probes as described below. Neighborhood is a gap
And a protrusion extension. In contrast, “adjacent” probes
At positions such that the respective 3'and 5'ends are located at a distance of 0 nucleotides
It is defined as hybridized with. Neighbor probe is next to it by modification
Contact.
"Upstream" and "downstream" probes hybridize to different regions of the same target nucleic acid strand.
It means two different non-overlapping oligonucleotides. One oligonuc
The 3'end of the reotide is oriented towards the 5'end of the other oligonucleotide. former
Is called the "upstream" probe and the latter is called the "downstream" probe.
The "prime (')" code is used to indicate a complementary base or sequence
. Therefore, probe A is not co-terminal to A '.
May have a terminal end, but may be complementary to A'according to the definition above.
. The same applies to B and B '.
“Suitable and / or suitable deoxynucleotide triphos
"Sphate (dNTP)" is required to fill the gaps of neighboring probes.
Means nucleotides. The type and amount of nucleotides required is the target DNA
Depends on. The gap filling will be described in detail later. A typical nucleotide is D
In the case of NA, guanine (G), cytosine (C), adenine (A) and thymine (
T) and, in the case of RNA, the base uracil (U) instead of thymine. This
The term includes the aforementioned bases as described in 37 CFR 1.822 (p) (1).
Also included are analogs and derivatives of. The degenerate base inosine (I) may be used in the present invention.
However, it is not preferred to use I within the modified portion of the probe of the invention.Target nucleic acid sequence
The oligonucleotide sequence of the present invention is a gene encoding a hepatitis B virus antigen.
Identify a specific location on the child. Wild-type various HBV strains with known genomic sequences
A conserved region was detected in comparison with the HBV strain (strain adw), and this conserved region was designated as a common sequence.
And inspected. Oligonucleotides that cover the homology region of the HBV genome
The probe can be examined first and then amplified in a target-dependent manner. In a preferred embodiment,
The oligonucleotide sequence encodes the surface antigen (S) of HBV
To identify a specific locus on the gene. The nucleotide sequence and the surface antigen of HBV
Non-limiting examples of corresponding positions on the encoding gene are shown below.
Common nucleotide phosphoramidite
Chemistry, and Applied Biosystems, Inc. (Foster
City, CA), DuPont (Wilmington, DE), or Mil
Ligen (Bedford, MA) using the desired device.
The lobes are synthesized by the usual method. The phosphorylation of the 5'end of the appropriate probe is
Is required for ligation by a protease, is known to one of ordinary skill in the art, or
Are commercially available synthetic reagents, such as those added as a correction mechanism herein.
Can be implemented.
Generally, the method of the present invention comprises (a) targeting the selected primary probe to the target HBV D
In NA (and in the case of double-stranded where the target complementary sequence is present, the target complementary sequence
Hybridizing step) and (b) target-dependent modification of the selected probe.
Correct the primary probe so that it can be ligated, and (c) modify the probe.
Ligating to the hand to form a fusion or ligation product, and
From the target
Dissociate and repeat the hybridization, correction and ligation steps to obtain the desired label.
And amplifying the target sequence.Probe hybridization Introduction
Hybridization of probe to target (and optionally to target complementary sequence)
Are described in the prior art, eg European Patent Application No. 320 308, US Pat.
185243 and U.S. Pat. No. 4,883,750. Of the probe
The length, probe concentration and stringency of the conditions are all such that hybridization occurs.
Affect the degree and speed. The probe gives the desired specificity, ie in the sample
It is preferred to have sufficient length to avoid hybridizing to non-target sequences of
Good. Presently preferred are probes having a length of about 15 to about 40 bases.
is there.Single-stranded probe and ligable pair set
Single-stranded probe as defined herein and a paired set of hybrids
The lysis is an effective hybridization selectivity, preferably a binding probe.
Maximum hybridization selectivity for a particular length of lobe
At the temperature so selected. Advantageously, the probes and probes of the present invention
Pairs usually use moderate temperatures. The temperature is generally about 20 ° C to about 90 ° C, more
Generally, it is about 30 ° C to 70 ° C, preferably 37 ° C to 60 ° C.Modified PCR
A modified PCR ply, referred to herein as "short PCR" or "sPCR".
Hybridization for mers is known to those of skill in the art. Typical Article
The matter is described in Examples 11 and 12 below. Hybridization
The condition must allow binding of the probe to the single-stranded nucleic acid target
. As is known, the probe is characterized by the relative position of these probes along the double sequence:
Whether the extension product synthesized from one probe is a template (complementary sequence)
Function as a template for extending the other probe when separated from the
The position is selected so that a replica strand is formed.Ligase chain reaction
LCR ™ probe probe to target and optionally target complementary sequence
Hybridization has been described in the prior art, for example in European Patent Application No. 320,3.
08 and Europe
It is described in State Patent No. 439,182. Probe reacts stoichiometrically
Therefore, it is expected to be added at an approximately equimolar concentration. Each probe is approximately 5 nanomolar (n
M) to about 90 nM, preferably about 10 nM to about 35 nM. This
This is about 3 x 10 for a standard reaction volume of 50 μl.11~ About 1 × 1012Each of the molecules
Equivalent to probe addition. About 5 × 1011It is good to start with molecules / 50 μl. each
The optimal amount of probe to use in a reaction depends on the number of cycles that must be performed and also on
Of course, it also changes depending on the reaction amount. The probe concentration is optimal for a given number of cycles.
A person skilled in the art can easily determine so as to obtain the signal.
It is known to those skilled in the art that the stringency of the conditions will depend on temperature, solvent and other factors.
You. Probably the most easily controlled of these factors is temperature
Normally, LCR performance is adjusted by changing the temperature. The stringent conditions required to carry out the present invention are
Since it is the same as the general LCR condition, further detailed explanation is not necessary.
. A person who actually performs it on a daily basis may follow the examples below.
Typically, LCR buffer (50 mM EP, optionally with acetylated BSA)
PS pH 7.8, 20 mM KC
1, 30 mM MgCl210 mM NHFourCl and optional 0.5 mM NA
D+The reaction was carried out in The temperature cycle is, for example, Coy Laborato
thermal cycler of ry Products (Ann Arbor, MI)
Is a Programmable Cycler Reactor ™ (Eri
(commercially available from Comp, San Diego, CA).Modification of the probe
The oligonucleotide probes of the invention may be in a "gap fill" format or
Can be modified in "exo" format. These two types of modifications are described below.Correction by gap filling format
Probes modified by the gap-filling method are short salts from one or more of the probes.
As a result of removing the base sequence, the two probes are targeted (or target complementary sequence or
One of the probes when hybridized to a polynucleotide produced from
Leaving a recess or gap between the 5'end of the probe and the 3'end of the other probe.
Due to the resulting modified ends. To amplify the target by LCR,
The gap between the cables must be filled (ie
Must be "correct"). This operation is performed in Gap format
Enzyme or reverse transcriptase and excess deoxynucleotide complementary to the target strand opposite the gap.
It can be carried out using ciribonucleotide triphosphate.
In this embodiment, the invention provides that (a) the probe is targeted to HBV (and
Hybridized to the target complementary sequence (in the case of a double-stranded chain where the complementary sequence exists).
And (b) at least one to fill at least one gap.
The step of extending one probe, and (c) extending the probe to an adjacent probe.
Ligating to form a fusion or ligation product, and (d) targeting the fusion product.
And then repeat the hybridization, extension and ligation steps to obtain the desired
Amplifying the target sequence.
Includes both single-gap (SG) and double-gap (DG) configurations
In this embodiment, the "gap" forming the "modified end" is defined by a polymerase or
Correct by extending one or both modified probes using reverse transcriptase
. The extension of the probe hybridized to the HBV DNA target is commonly known to those of ordinary skill in the art.
As you know, DNA polymer
This is done with a lase or Klenow fragment. Reversed extension for RNA targets
Transcriptase is used. Specific examples of reverse transcriptases are commonly available to those of skill in the art.
Avian myeloid virus (AMV) and Moloney murine leukemia virus
(M-MuLV) -derived. Some DNA polymerases
Recognizes RNA as a template under specific conditions. Of course, it is thermally stable and LCR
It is preferable to use extension reagents that can withstand the required high temperature cycles.
Extension reagents that are not thermally stable should, in principle, be added again after each LCR cycle.
Must. Currently, specific examples of this type of thermostable polymerase include A
mpliTaq ™ (available from Cetus-PerkinElmer)
,ThermusPolymerase (Molecular Biology Res)
oures, Inc. Available from Milwaukee, WI, "MBR")
,as well asThermus aquaticus,Thermus thermop hilus
Or a recombinant derived from another species known to be thermostable or
Purified wild-type polymerase is included.
With such extension correction, the target in the gap region
Deoxyribonucleotide triphosphate (dNTP) complementary to the base
It must be present in the reaction mixture. More specifically, a description will be given based on FIG.
Then array XnIn the case of a gap having the following, the dNTP to be supplied is dX'TP
To call. X'is the gap XnMeans the complementary base of each base in dNTP is P
harmacia (Piscataway, NJ) and Bethesda Re
search Laboratories (Gaithersburg, MD)
Are commercially available from many vendors including.
The extension allows the extended probe to abut and connect to an adjacent probe.
, Must end exactly at the junction. To do so, use "stop base (s
topbase) ”. The stop base called Q '(see Fig. 1) is
A dNTP, defined with respect to the corresponding complementary base Q and complementary to Q, is extracted from the reaction mixture.
It is obtained by omitting, i.e. omitting dQ'TP from the reaction mixture. this
Thus, to add 3 complementary 4 out of 4 dNTPs to the reaction mixture,
How to use gap sequence bases from set N consisting of only 3 of 4 bases
Understand what to choose. The fourth dNTP dQ'TP is reacted and mixed.
If not present in the entity, the extension terminates at the desired junction. Therefore, Q'is
The first base of the lobe, the base on the target that encodes the stopbase is a gap
It is the first base adjacent to.
Extension by polymerase or transcriptase occurs in the 5'to 3'direction. Obedience
Thus, the 3'ends of both upstream probes (Fig. 1, probes A and B ') are extended.
Can be extended by polymerase if nothing interferes. Extension
It terminates when the next base required by the template is not present in the reaction mixture.
That is, probe A encounters a stop base complementary base (Q) on the target strand
Gap xnBe extended through. Similarly, probe B'has
To the stop base complementary base (Q) on the row or on the A side half of the reconstructed A: B
Until you encounter Gap YmBe extended through. Both probe A'and B are A or
It does not serve as an extension template for B '. Thus probes A and B'are targeted
(Or to the reconstituted polynucleotide product obtained in the preceding cycle)
It will be extended only when you do it.
As mentioned above, the extension of A and B'can be extended probe
So that it can be ligated to the 5'ends of the downstream probes B and A '.
It is important to terminate at the end of (i.e., the junction). Therefore, from the reaction mixture,
Gap xnAnd YmDeoxyribonucleus complementary to the base (Q) immediately adjacent to the 5'end of
Remove cleotide triphosphate. Of course, stop extension in both directions with the same base
No need. Use different bases if you do not need to fill any of the gaps
it can. In this embodiment, the actual junction is always the downstream probe (A 'and B).
It will be clear that it is at the 5'end. These connecting points are the stop base Q '
It is not just a coincidence that it is also a position.
Therefore, the gap XnAnd YmCan have a length of any number of bases. That is, n is 1
It can be any integer above and m can be any integer greater than zero. But
But what gap is XnAnd which gap is YmYou can choose whether or not to
Choose. However, both n and m must not be 0. The gap has the same length
You don't have to have one. That is, m need not be equal to n. if m equals zero
Disappears from the double-gap morphology and changes to a particular single-gap morphology.
This is the case in the embodiments disclosed herein.
Not used The only restriction on the base X is any 1 to 3 of the 4 bases.
The point is that we must choose from a set N consisting of Similarly, salt
The group Y is selected from the set M. Ensure at least one stop base Q '
Must be a set N and a possible base for X and Y, respectively.
Combinations of M can include no more than 3 of the 4 bases. Therefore
Y is of four bases as long as at least one base remains in the set "non-N-M".
It may be any 3 to 0 of them. Set N is less than 3 out of 4 bases
In the case of a non-existing base, Y indicates that the corresponding complementary base is a probe extension termination strand.
As long as there remains at least one base that can function as a base Q '.
It may be a non-existing base. Gap X using a single stop basen
And YmBoth extensions can be terminated.
Array YmThe second constraint of occurs when m equals n. The gap lengths are
Array Y whenmIs the array XnMust not be complementary to or a probe
The 3'end of A and B'constitute a "sticky end". Sticky ends can be ligated and amplified
Probe A is placed on probe B'so that
Allows the formation of hybridizing target-independent double-stranded complexes. m equals n
If not, YmIs XnIt is preferably not complementary to. That is, probes A and B
'Ends may have at least the same length but are not complementary "blunt ends (Sl
Ippery end) ".
In one of the preferred embodiments of the present invention, the fourth probe B'is the X in the target.nDistribution
X with the same length as the column gapn3'terminal sequence of However, this
The structure is not essential to the invention. Because the gap is created between the probes
This is because it only needs to be done. Therefore, the 3'end of the fourth probe B'is
Unless there is a 3'recessed end for lobe B,
Array XnMay stop before the 3'end of The extension occurs from 5'to 3 '
, And dX'TP is (XnMust be present anyway to extend through)
Since the probe B'has to benExtend through the gap
The gap (YmAnd XnBoth the rest) are extended through.Correction by exo format
In this embodiment, the unligable end is a non-ligated end of the downstream probe.
It can be a phorylated 5'end. This end is linked to the 3'end of the upstream probe.
However, it can be modified in a target-dependent manner so that it can be linked. Linking
Another specific example of a non-capable end is an incompatibility of the probe with the end of the target or
Internal nonconformity is mentioned. This kind of probe hybridizes to each target
Then, remove the short base sequence, and as a result, target two probes (or target).
Complementary sequences or polynucleotides produced from them) when hybridized
There is a recess or gap between the 5'end of one probe and the 3'end of the other probe.
By modifying the 5'end of one or more probes so that
, Correct the mismatch in a target-dependent manner. This modification is an exonucleolytic activity.
5'to 3'exonuclease based on sex, preferably DNA polymerase
Correction by zeal activity (Gelfand, D.,Taq DNA Polym erase in PCR Technology: Principles a nd Applications for DNA Amplification n
Errich, H .; A. Edited by Stockton Press, N. et al. Y. (1
989)). These DNA polymers
The enzyme will hybridize to the target DNA in the presence of the appropriate deoxynucleotide.
Synthesis was initiated at the 3'-hydroxyl end of the probe and aligned with the DNA target template.
To hydrolyze and replace the hybridized DNA sequences in this process.
You. As a result of exonucleolytic degradation of DNA sequences, mono, di and larger
The nucleotide fragment is released. Typically this exonuclease
The activity is synthetically dependent. Therefore, the termination of the synthesis is a 5'to 3'exon
It results in termination of the activity of the lease. One of the ways to terminate the synthesis in a controlled manner is DN
By removing one or several of the four dNTPs required for A synthesis, the dNTP pool
It consists of limiting Synthesis by DNA polymerase is based on dNTP pool
Complementary to the deoxyribonucleoside 5'-triphosphate removed from
Continue until the template base (stop base) on the target is encountered. Decomposition and synthesis at that time
End at a point.
LCR uses a downstream probe containing a 5'end that cannot be ligated without modification.
To use. The modification blocks target-independent ligation of the probe. Also, the adjacent LCR
The lobes hybridize in the presence of the target nucleic acid sequence but are ligable.
Not be. The sequence information contained in the target DNA was used to correct the unligable ends.
Used as a casting mold. Synthesis-dependent strand displacement 5 '→ 3' exonuclease activity
The upstream probe is extended using a DNA polymerase having
To hydrolyze the downstream probe. Extension of upstream probe and addition of downstream probe
Hydrolysis is by using a subset of the four dNTPs required for DNA synthesis.
Therefore, when the template base in the target where complementary dNTP is not present is encountered, it is synthesized and hydrolyzed.
The decomposition can be controlled to stop. The resulting downstream probe was extended
With a 5'phosphate that will be adjacent to the 3'hydroxyl end of the upstream probe
To end. Adjacent DNA sequences in this direction are suitable for ligation by DNA ligase.
It is a suitable substrate.
The resulting gap between the probes needs to be filled (ie, modified.
Must be correct). This fix describes the gap fill format
Do as you did.Linking
Generally, the next step after modification is to ligate one probe to an adjacent probe.
It consists of That is, each modified
The first upstream (or primary) probe was linked to the corresponding first downstream probe and modified
Each second downstream (or secondary) probe is linked to a corresponding second upstream probe. "next to
"Bound" probe is one of two probes that can hybridize to a target in
Either one. One of the two probes has a phosphorylated 5'end.
Present with the end abutting the 3'hydroxyl end of the partner probe. "adjacent
The probe is formed when the modified ends are target-dependently modified as described above.
A preferred method for covalently joining two adjacent probes is enzymatic ligation.
However, "ligation" is a general term and refers to any method that covalently links two probes.
It should be understood to include the law.
Conditions and reagents that enable the preferred enzymatic ligation step are known to those of skill in the art,
It is disclosed in the aforementioned references. Ligation reagents useful in the present invention include T4 Riga.
And prokaryotic ligases such as E. coli ligase and European Patent Application No. 320
As taught in No. 308Thermus thermophilus
Ligase (eg ATCC 27634). Last mentioned ligase
Can maintain activity during thermal cycling of the LCR,
Currently preferred. Cycles without the presence of thermally stable ligase
Ligase must be added again after each repetition. Eukaryotic ligase, for example
Rabin et al. Biol. Chem. 261: 10637-10647 (1
Drosophila DNA ligases as described in 986) are also useful.
After ligation, the fusion reconstituted probe is dissociated from the target as in the case of general LCR
(For example, melting) and this operation is repeated for several cycles. Number of repeat cycles is 1 to about 1
00, but presently preferred is about 15 to about 70.
The probe will ligate as expected when hybridized to a complementary (secondary) probe.
Design the end opposite the point so that it cannot participate in another undesired ligation reaction.
Is desirable. That is, sticky ends or blunt ends that can be ligated must be avoided.
Yes. When it is necessary to use this type of end, avoid or remove the 5'terminal phosphate.
Leave or block. This procedure involves the oligonucleotide probe (usually the 5'end).
Via synthesis of no terminal phosphate groups, or (eg DNA restriction)
Removal of terminal phosphates (from oligonucleotides produced by digestion)
Phosphatase
This can be done through the use of enzymes. Alternatively, at least one plot
By blocking the end of the hook with a "hook" or marker part as described below
It can also prevent ligation of the "wrong" outer ends of the probe. Of the technology
If neither can be used, the outer ends of the probes are
Can be shifted so that it does not function as a template for exponential amplification.
In a particularly preferred form, the hapten or "hook" is provided with at least two probes.
Usable outer ends of the lobes (opposite ends of the fusion product), preferably 4
Attach to the outer ends of all of the probes. “Hook” is a specific ligand-receptor
It consists of any part with body affinity. For example, hapten or polynucleotide
May be a segment of Connect the hooks to one probe and
A label may be attached to the probe. Ligation binds the label to the affinity moiety and
After separation, the separated label can be measured on the solid phase.detection
The presence of amplified target can be detected by any method. One way is a certain size
The reaction product of Sao
It consists of separating. Specific examples of the molecular weight discrimination method include an affinity label and a group.
Examples include growth, gel filtration, sedimentation rate, osmotic pressure or gel electrophoresis. Especially preferred
The method depends on the nucleotide32When labeled with a radioactive label such as P
It is especially useful for gel electrophoresis. Detection is typically done by separating fluxes after separation.
This is done by measuring the amount of labeling in the tablet. Of course, in the separation fraction
For the label, know the total amount of label added to the system, and determine the amount present in the non-separated fraction.
By measuring, it can also be measured by subtraction. Separation can be performed by electrophoresis,
It can be carried out by romatography or the preferred method described below.
Alternatively, a physical label capable of producing a detectable signal
A method of labeling a nucleotide can be mentioned. Various "signaling that can be used
"Compounds" (labels) include chromogens, catalysts such as enzymes, fluorescein and rho.
There are luminescent compounds such as damine, chemiluminescent compounds, radioactive elements and direct visual labeling.
You. Specific examples of the enzyme include alkaline phosphatase and horseradish peroxida.
And β-galactosidase and the like. The choice of specific label is crucial
But not alone, or one or more
Select a substance that can generate a signal in cooperation with a substance.
Various haptens are known, and in the present invention, virtually any hapten can be used.
Can be used. The present invention requires that specific binding partners be known or prepared.
What is possible (characteristics based on the definition of hapten) and that the hapten is hybrid
It is only capable of binding to the probe so as not to interfere with the dimization. Professional
There are many methods known to those skilled in the art for adding a hapten to a tube. Enzo Bio
chemical (New York) and Clontech (Palo Al
Both of them disclose and commercialize the probe labeling technology. For example, 3'-a
Min-ON CPG ™ (Clontech, Palo Alto, CA)
Can be used to add a primary amine to the 3'oligo terminus. Also, Amin
5'oligo ends using omodiifer II® (Clontech)
It is also possible to add a primary amine to the end. Amine general activation and conjugation
Scientific techniques can be used to react with various haptens.
Also filed on December 11, 1990 and December 20, 1990, respectively.
United States Patent Co-pending Application No. 625
Nos. 566 and 630,908 refer to probes at the 5'and 3'ends, respectively.
Teaches how to label with. The two co-pending applications are hereby incorporated by reference.
Is included. Non-limiting examples of haptens include many drugs (eg, digo
Xin, theophylline, phencyclidine (PCP), salicylate, etc.), T3
, Biotin, fluorescein (FITC), dansyl, 2,4-dinitropheno
(DNP); and modified nucleotides such as bromouracil, and N-acetate.
Modified by the introduction of a tyl-7-iodo-2-fluorenylamino (AIF) group
Bases and the like. All of the specific haptens described herein are 1991
Co-pending shared US patent application Ser. No. 07 / 808,508 filed December 17
(Adamantane acetic acid) and US Patent Application No. 808,839 (carbazole and
Dibenzofuran), both US patent applications filed on March 27, 1992
No. 07 / 858,929 and US patent application Ser. No. 07 / 858,820.
(In the present specification, these are collectively referred to as “hapten application”). Said c
The entire disclosure of each of the Puten applications is incorporated herein by reference.
To detect more than one target, eg HBV and HCV
The procedure for this is detailed in US Patent Application No. 860,702, filed March 31, 1992.
As mentioned, two types of labels can be included, a common label and a unique label. Th
Other labels may also be used as detection labels. For the sake of simplicity
The embodiments are described using both as common and unique labels. Of course,
Easy replacement of at least one of the puttens, especially the common hapten
Can be used.
A preferred standard LCR procedure uses the first hapten to reconstitute the reconstituted molecule.
Capture and separate. The second hapten binds the reconstituted complex to the signal generator
Used to do. This operation is detailed in EP-A-439-182.
Have been. For example, the 5'end of the first primary probe and the 3'of the first secondary probe.
Fluorescein is attached to the'end. In addition, different haptens, such as biotin,
It binds to the 3'end of the second primary probe and the 5'end of the second secondary probe.
In this way, when the reconstituted molecule becomes a double structure, two molecules are formed at one end of the double structure.
Biotin is present and two fluorescenes are present at the other end. Anti-fluore
The solid phase with the coating of Sen was used to
The reconstituted molecule is separated from the unligated probe. (Unlinked with fluorescein
The probe is also captured. ) A labeled with a detectable signal generator such as an enzyme.
Separate complexes are detected using vidin or anti-avidin.
The test sample may be any biological material suspected of containing HBV.
. For example, the test sample may be human body tissue, or cells suspected of containing HBV.
It can be a test sample containing. The term can mean virtually any liquid sample.
The test sample may be any desired source, such as body fluids such as blood, saliva, lens fluid,
It may be derived from cerebrospinal fluid, sweat, urine, milk, ascites fluid, mucus, synovial fluid, peritoneal fluid, amniotic fluid and the like. liquid
Before use, the physical examination sample should be used for pretreatment such as preparation of plasma from blood and dilution of viscous liquid.
You can get it. Pretreatment methods include separation, filtration, distillation, concentration, and inactivation of interfering components.
And addition of reagents. In addition to body fluids, use liquid samples such as water and food
it can. Also, the solid test sample is used after being modified to form a liquid medium.
You can also.kit
The reagents used in the method of the invention can be incorporated into a diagnostic kit. Diagnostic kit
Contains labeled oligonucleotides
obtain. If the oligonucleotide is unlabeled, a specific labeling reagent is also included in the kit.
obtain. Kits also include specific probe designs and gap or sexo filling
Optionally a nucleoside triphosphate such as dATP, dGTP,
A combination of dCTP or dTTP, that is, a combination of 3 or less of dNTPs.
It may also include a properly packaged case. The kit also includes Polynucleotide Polymer
And also means for covalently linking upstream and downstream sequences, such as ligase.
obtain. These reagents are typically included in the kit in a separate container, but
If the flexibility and storability allow, they can be packaged in the same container. Various in the kit
The relative amounts of the agents in the assay yield reagent concentrations that optimize the reactions that need to occur in the present invention.
A wide range can be varied in order to optimize the assay sensitivity. Ki
Is a denaturing agent to denature the analyte, a hybridization buffer
Fluids, wash solutions, enzyme substrates, negative and positive controls, and instructions for performing the assay.
It may also include a memorandum.
The present invention will now be described with reference to examples. The following examples limit the scope of the invention
Instead, it should be understood that the invention may be understood in cooperation with the general description and the detailed description above.
Book deeper
The purpose is to clarify the features of the preferred embodiment of the invention.
ExampleMaterials and methods
The following terms used in the examples are trademarks, trade names or chemical abbreviations according to the definitions below.
Is the issue:
BSA: bovine serum albumin
EDTA: ethylenediaminetetraacetic acid which is a metal chelating agent
EPPS: [N- (2-hydroxyethyl) piperazine used as a buffer
-N- (3-propanesulfonic acid)] acid chemical abbreviation
FITC: Chemical of fluorescein isothiocyanate, a fluorescent hapten derivative
Abbreviation
HPLC: high performance liquid chromatography
MES: Chemical abbreviation for [2- (N-morpholino) ethanesulfonic acid] which is a buffer solution
issue
IMx®: for performing a particulate enzyme immunoassay (MEIA)
Applicant's trademark for automated equipment
Tris: from tris (hydroxymethyl) aminomethane
Buffer solution
The table below shows the probes and / or primers used in the examples below.
Of. Each sequence is indicated by its respective SEQ ID NO in the specific examples.
Any type of cell, swab, smear, blood or tissue can be treated with phosphate buffered saline (
Samples can be prepared by centrifugation of the respective cell suspensions in PBS).
Usually, the pellet is resuspended in 100 μl of 10 mM NaOH and incubated at 100 ° C for 5
Heat for 10 minutes. After boiling, the sample is centrifuged again to remove cell debris. Up
A portion of the supernatant was added to 50 mM EPPS pH 7.8, 30 mM MgCl 2.2, 20m
M KCl, 1 μM deoxynucleotide triphosphate and
5 × 1011Molecule to the reaction mixture containing the oligonucleotide probe of the invention.
You. The capture ligand oligonucleotides A and A'are carbazole and / or F
It can be derivatized with ITC. Probes B and B'have adamantane or biotin
It can be derivatized as a signal moiety. Selection using polynucleotide kinase
The 5'end of the probe is phosphorylated. Of the tube containing the sample and reaction mixture
Cover top with mineral oil and boil for about 3 minutes. Then keep the tube at 85 ° C for 1 minute,
Hold at 50 ° C for an additional minute. To the reaction mixtureThermus thermoph ilus
Ligase (Abbott) andThermus DNA polymerase (
Molecular Biology Resources) is added. Then
Tubes in a thermal cycler or alternately between two water baths at 85 ° C and 50 ° C
To To amplify the target HBV DNA for the assay, typically 30 L
CR cycles are sufficient. The mixture is removed from the mineral oil layer to detect reaction products.
Separate and dilute with the same amount of distilled water. IMx® analysis of a portion of the reaction mixture
Fill the disposable reaction cell of the vessel. Each test reagent, eg sample dilution
Immersion liquid, methyl umbelliferone phos
Fate, anti-biotin alkaline phosphatase conjugate, anti-fluorescein coat
The charged particles and the like are loaded into an IMx (registered trademark) analyzer. MEIA within 30 minutes
Alkaline phosphatase binding rate, expressed in counts / second / second,
Calculate from the response speed.
The amount of polymerase is expressed in units defined as follows: 1 unit of enzyme is manufactured
Established by a contractor (Molecular Biology Resources)
It is just as it is meant to be. The units of ligase enzyme are defined herein below.
1mg purity 95%Thermus thermophilus DNA
About 1 x 10 with ligase8It shall have a specific activity of unit. This is exactly
Is not standardized and can vary by as much as 20% and optimization can be performed by one of ordinary skill in the art.
You.LCR (trademark) conditions
All reactions were LCR buffer (50 mM EPPS p unless otherwise indicated).
H7.8, 20 mM KCl, 30 mM MgCl210 mM NHFourCl) in
It was carried out in. The temperature cycle is performed, for example, by Coy Laboratory Prod.
cts (Ann Arbor, MI) Therma
Le Cycler or Programmable Cycler Reactor
™ (commercially available from Ericomp, San Diego, CA)
Carried out. Reactions are aliquoted in stop buffer (80% formamide, 20 mM
EDTA, 0.05% (w: v) xylene cyanol and 0.05% bromofe
It was stopped by transferring into Nolblue). Ligated and unligated products
8.3 M urea in 80 mM Tris, 80 mM boric acid pH 8.0, 1.0
16x20x0.04 cm 15% polyacrylamide gel containing mM EDTA
Split on Le. The gel is autoradiographed and the autoradiograph is
The coupled and uncoupled probes were excised using the template and the radioactivity of each band
Was measured by liquid scintillation counting. The radioactivity ratio of the ligation probe is
Calculated as a function of total counts in each lane.
Example 1
For probe set 403G consisting of SEQ ID NOs: 1, 2, 3 and 4 (see Table A)
The LCR ™ in a 0.5 ml polypropylene tube containing LCR buffer.
Carried out. Test sample containing HBV DNA (2.8 x 107molecule
HBV DNA / ml) was diluted in human serum negative for HBV index. This blood
The clear dilution was also used as a negative control. 5x10 for each probe11Exists by molecule / reaction
DNA ligase final concentration is 5000 units, DNA polymerase final concentration
Was 1.0 unit. Cover sample with mineral oil and incubate at 85 ° C for 30 seconds
, Followed by a temperature cycle consisting of a 20 second incubation at 50 ° C.
Dilution of positive control shown as HBV DNA molecules per ml serum in the graph
Two objects were inspected, and the average value is shown in Table 1 below as IMx (registered trademark) speed.
Was. The calculated values of the linear range are shown as a linear graph in FIG. Axis value is per reaction
It is calculated by multiplying the number of molecules (Table 1) by the number of ml (× 200) of the reaction.
Example 2
Under the conditions described in Example 1, the HBV DNA probe set 403G (
LCR was performed using SEQ ID NOs: 1, 2, 3, 4). The results are shown in Table 2 below.
.
Example 3
Under the conditions described in Example 1 above, probe set 231E (SEQ ID NO: 9, 31
, 32 and 33) and 231G (SEQ ID NOs: 9, 10, 11 and 12).
A CR was performed. In the case of the probe set 321E, the cycle was performed 45 times.
The results are shown in Table 3 below. In the case of the probe set 231G, the temperature is 8
A cycle of 30 seconds and 20 seconds at 5 ° C. and 60 ° C. was performed 40 times. result
Are shown in Table 4.
Example 4
Under the conditions described in Example 1 above, probe set 664G (SEQ ID NO: 17, 1
8, 19 and 20) and 664E (SEQ ID NOs: 17, 35, 36 and 37)
LCR was performed. The results for 664G are shown in Table 5, and the results for 664E are shown in Table 6.
Example 5
Under the conditions described in Example 1, but using 1350 units of ligase,
LCR was performed with Buset 403G (SEQ ID NOs: 1, 2, 3 and 4). H
The specificity of these probes for BV-DNA was examined in healthy individuals, non-hepatitis B patients and
And 31 serum samples from patients with autoimmune hepatitis (see below)
Table 6). Each patient with a negative test result had LC as evidenced by a liver function test.
It shows that there are no false positives using the R method. Each test sample is per serum sample
It had 250 molecules of HBV DNA. Healthy people have no liver disease and non-hepatitis B
Patients show positive signs of liver disease and autoimmune hepatitis patients show hepatitis-like symptoms and liver defects.
Showed floor signs.
Example 6
20 human bloods from various patient groups infected with hepatitis B (HBsAg +)
Using a clean sample and under the conditions described in Example 1, probe set 403G (SEQ ID NO:
Nos. 1, 2, 3 and 4) and 184G (SEQ ID NO: 5, 6, 7 and 8)
R was performed. The results are shown in Table 7 below. The sample was tested in duplicate and the average value
The signal noise (S / N) ratio is shown. Evaluation criteria for inspection sample (-, +/-, + or ++
) Is defined based on IMx® background (bg) rate
. 0-1.5xbg rate is defined as negative (-),> 1.5-3.0xbg rate
Is defined as intermediate (+/-) and 3.0-20 x bg rate is defined as weak positive (+).
> 20 × bg rate is defined as positive (++).
In addition to LCR, Abbott HBV DNA test (DNA solution hybrid
Zation assay) and polymerase chain reaction (PCR) to evaluate samples
did. All samples are HBsAg positive and include HBeAg or anti-HBe results
It is. The tested HBV carriers had varying clinical backgrounds. High virus
Is characterized by the presence of HBV DNA and HBeAg and hypoviremia is anti-H
Be
And asymptomatic HBV carriers are characterized by the presence of anti-HBe.
It was characterized by existence.
Example 7
Under the conditions described in Example 1, probe set 403G (SEQ ID NOS: 1, 2, 3 and
4) was used to perform LCR in the follow-up test samples of chronic hepatitis patients (A, B, C).
Used to monitor HBV DNA concentration. Shown as Signal Noise (S / N) Ratio
The LCR data obtained from the IMx® instrument is a graph showing the liver-derived enzyme
Can be compared with the serum concentration (m / l) of Lanine aminotransaminase (ALT)
You. Evaluation criteria for the test sample are as described in Example 6 above.
The inspection was carried out as follows. Patient A on June 13, 1990 and 1990
Interferon therapy (indicated by * in the table below) was administered on October 15, 2015 (see below)
A2 and A3). HBV DNA at set intervals until March 17, 1992
The concentration was monitored. For Patient C, November 14, 1991, December 10, 1991
Sun, January 7, 1992, January 28, 1992 and March 3, 1992
Terferon therapy was given (C4 to C8 below). Set until May 26, 1992
HBV DNA concentration was monitored at defined intervals. In the serum of these patients,
Prior to initiation of terferon treatment, standard dot blot hybridization should be performed.
HBV-DNA was unambiguously detected by HBV, but became negative after treatment. LC
With the R detection system, even after successful treatment, general hybridization
Detecting serum HBV-DNA over a period of several weeks longer than that of essays
I was able to. Suitable for semi-quantitative monitoring of HBV DNA and ALT by LCR detection
The sex is apparent from the graphs of Figures 3a-3c.
Example 8
Under the conditions described in Example 1, except that 0.5 unit of DNA polymerase and 340
Using 0 units of DNA ligase, probe set 403G (SEQ ID NO: 1, 2
LCR was carried out with 3 and 4). The reaction was based on HBV DNA negative serum (negative
Sex control) or serum containing adw or ay HBV.
After amplification, the reaction mixture was diluted 1: 1 with IMx® dilution buffer and LC
The R-amplification product was labeled with the Abbott IMx® automated immunoassay system.
Was detected by a sandwich immunoassay carried out with. In the examples below
Is the velocity reading of this process in counts / second / second (c / s / s)
Things. The amount of tethered probe was directly related to the speed of reading (European patent
See Application Publication No. 357-011). The sample was subjected to 3 replicates. 3 times anti
Table 9 below shows the average value and coefficient of variation (CV%) of the reinspection.
These results show that the probe set 403G was common to each HBV subtype.
Patients who have detected or are effective against antiviral therapy
It has been shown to be useful for follow-up examinations of.
Example 9
Of the polymerase chain reaction (PCR) termed "short PCR" or "sPCR"
Probes SEQ ID NOs: 1 and 4 were used to detect HBV DNA with the modification.
Used. sPCR is essentially a Perkin-Elmer / Cetus, Eme
Gene-AMP ™ kit package commercially available from Ryville, CA
It was carried out according to the instructions in the packaging. The control is Abbott Genetics (
(Trademark) DNA kit was used. PCR operation, primer set sequence number
Issue 1 and 4 1 x 1012Used in molecule / reaction, reaction buffer at 94 ° C for 30 seconds, 5
Use 30 cycles of 20 seconds at 0 ° C. and use Taq polymerase (C
etus) at 1.25 units / reaction. Published on March 7, 1990
IMx (registered as described in European Patent No. 357,011 to Laffler et al.
The double-structured product was separated and detected on a Trademark instrument. The European patent is hereby incorporated by reference
It is included as a reference in the book. The average values of the results of repeated operations are shown in the table below.
Example 10
As described in Example 9 above, using probe SEQ ID NOs: 5 and 8 as primers.
Thus, HBV DNA was detected by PCR. The average value of the results of the iterative operation is shown in the table below.
Shown in
Example 11
U.S. Patent No. 5, issued Feb. 9, 1993, using primer SEQ ID NOS: 1 and 3.
Target-specific polymerization and ligation reactions were performed as described in 185243.
. The aforementioned US patents are incorporated herein by reference in their entirety. Probe as described above
Target HBV DN derivatized with FITC and / or fluorescein
A, United States Biochemical, Clevelan
d, mixed with modified t7 DNA polymerase available from Ohio, buffer and water
I do. The mixture is heated to 80 ° C for 5 minutes and slowly allowed to cool to 23 ° C. Short time
After centrifugation for between, the reaction mixture was32P-labeled dCTP, T4 DNA liger
Zease and DNA polymerase are added. The resulting solution was incubated at 23 ° C for 12 hours.
Beate. A part of the reaction mixture was subjected to denaturing polyacrylamide gel electrophoresis.
If you play, it is 48 bases long32P-labeled product is shown. This product is high on target
Corresponds to the fill and ligation products of SEQ ID NOs: 1 and 3 after bridging.
Example 12
Under the conditions described in Example 11 above, except that dATP and d
CTP was added to hybridize probe SEQ ID NOS: 1 and 28 to the target HBV DNA.
Soy. A portion of the reaction mixture was 48 bases long.32The P-labeled product is shown. this
The product is the fill and ligation product of SEQ ID NOS: 1 and 28 after hybridizing to the target.
Corresponds to the product.