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病毒性脑炎脑脊液病毒核酸检测的研究进展
荧光定量PCR的反应模式(R:FAM;Q:TAMRA)
(四)原位PCR 是一种将PCR技术的高度敏感、高效扩增的特 点与分子杂交方法精细定位的特点紧紧结合在一起 发展起来的分子分析技术。它在原位检测低拷贝基 因及基因低水平的表达方面有着其独特的优越性。 这一技术从建立以来就受到国外有关研究领域许多 学者的重视。研究对象从完整细胞悬液发展为细胞 涂片、细胞离心标本、冰冻切片和石蜡切片、中期染 色体标本等。研究方案亦在不断改进,总体上有以 下几种(图3):(1)直接原位PCR:是使用标记的引 物或游离核苷酸进行原位PCR反应,这种标记分子 随后进入扩增产物中,扩增结果可直接观察而不需 要进行原位杂交。直接原位PCR具有操作简便、流 程短、省时的优点,现已有不少成功的报道。但直接 原位PCR易发生引物错配或非特异性退火,容易出 现假阳性;此外,标记的引物还会降低PCR效率。 因而它尚需进一步改进,才能成为更加可靠的方法。 (2)间接原位PCR:是在没有标记物的情况下进行 PCR反应,扩增反应结束后,再用原位杂交技术来 检测扩增的信号。该方法可以克服由于DNA修复 或引物错配引起的非特异性问题,成为目前最广泛 使用的方案。该方法需要进行扩增反应后的洗脱和 四、展望 随着分子生物学和信息学飞速发展促进了新实 验诊断技术的不断涌现,多重PCR结合的广泛应 用H圳、原位PCR技术的发展以及正在研究中的基 因诊断技术将会克服现有的诊断方法的缺点,发挥 越来越重要的作用。相信在不久的将来,就能用新 的基因诊断技术进行CSF中病毒核酸的快速平等 分析、人工转入基因的检测以及基因变异、表达和定 位的研究,将更好的为I临床提供及时准确的诊断和 治疗依据。
A.聚合反应
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组织样品和细胞系中的其他病毒感染如P01ioV、 MeaselesV和HSV等。利用原位PCR对这些病毒 检测,既提高了敏感性,也达到了组织细胞定位的目 的。Yin等n21对哺乳动物中枢神经系统导入的外源 基因进行研究。他们以缺陷HSV为载体,向脑内导 入功能基因,用原位PCR都可以在脑内神经细胞中 显示1个拷贝的DNA,而常规PCR和原位分子杂
原位杂交过程,因而所需时间相对较长;(3)原位反 转录PCR(in
situ
reverห้องสมุดไป่ตู้e
transcription PCR,ISRT—
PCR):是在原位PCR中加上一步反转录过程 (RT),新形成的cDNA作为模板用于扩增。它又分 为直接ISRT—PCR和间接ISRT—PCR两种。该方法 可用来检测细胞或组织中低拷贝的mRNA或特异 基因的表达。 目前运用原位PCR和ISRT—PCR许多保存的
万方数据
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阳性,4份呈现差异性结果:2份CSF套式PCR阳 性而FQ—PCR阴性,另外2份CSF套式PCR阴性 而FQ。PCR阳性,重复试验中1份FQ—PCR阳性和 1份套式PCR阳性的CSF检测为阴性,另2份分别 为阳性和阴性,显示出FQ—PCR技术快速省力,而 且灵敏度高,特异性强,整个程序操作不到1小时就 完成,而套式PCR要大约5小时。
D.聚合完成
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交则不能。结果证明,原位PCR是检测单个细胞中 低拷贝DNA或RNA最有效的方法。因此,可预料 原位PCR将在检测CSF病毒核酸等方面有着重要 的意义u…。
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图2
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避免误伤;对于已行抗病毒治疗的病人也需要CSF— PCR检测。Davies报道忙1了对可疑的VEs患者787 例行CSF常规PCR检测,约12%PCR阳性,主要病 毒是EBV、Evs、和HSV。在出现症状后14天内行 腰穿取CSF99例,病毒核酸检测19例阳性,阳性率 19%。而15天后采集CSF92例,2例阳性,病毒核 酸检测阳性率2%,二者有显著性差异(图1);也明 显高于Tang等∞1报道的病毒核酸检测阳性率 3.3%。MitchellH。报道,HSV DNA在HsE发病后 1天即可在CSF中检出,平均持续14天(1~30 天)。在抗病毒药物治疗后最初5天,CSF中HS— VDNA可能会升高,这或许是由于有抗病毒药物存 在时,病毒复制产生许多小片段的DNA所致。Te— bas等¨。在HSV DNA引起的单纯疱疹病毒性脑炎 (HSE)发病后48小时到10天之间,CSF PCR检测 HSVDNA的敏感性是96%、特异性是99%。
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.综述. 病毒性脑炎脑脊液病毒核酸检测的研究
进展
王振海’ 谢鹏一
【摘要】
目的脑脊液病毒核酸检查是诊断病毒性脑炎的关键,而长期以来病毒学诊断技术敏
感性和特异性很差,远远不能满足l临床要求。随着分子生物学的迅速发展,以PCR技术为基础的各 种分子生物学诊断技术,成为生物医学领域内最有价值的研究手段和病毒学诊断的金标准,已经广泛 的应用于临床标本的检测,为病毒性脑炎病原学的基因诊断带来了突破性的进展;方法 本文就病毒
图l
腰穿采集CSF的时间和PCR阳性的关系
万方数据
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!!!!!!型!!!!』!!!璺!!匹∑i翌选¥!』!堡!!!!!∑!!!!!塑!:! 96%,而病毒培养仅为39%,提示该法可作为诊断 MV中枢神经系统感染的金标准旧J。Davies等归、1
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二、标本的预处理和保存 对于RNA病毒,最好分离脑脊液有核细胞 (CsFMNC),用RNA提取液提取细胞总RNA,热天 提RNA,必须带手套,因为手是RNase的主要来 源,以免RNA降解;若CSF呈血性,可将标本离心 沉淀含有血红素的红细胞,收集上清液抽提核酸进 行PCR扩增,以免影响DNA或RNA聚合酶的活 性。但对于DNA病毒,在含有淋巴细胞和单核细 胞的CSF标本中,HSVDNA在20~30℃,2~8℃、一 18~20℃、一69~72℃中均可保存30天,而不影响 PCR结果№1;检测其它病毒的CSF标本应保存于一 20℃或一70℃。 三、PCR方法 (一)逆转录聚合酶链反应(RT—PCR) 是先将RNA反转录成cDNA,接着以cDNA为 模板进行PCR扩增。可根据RNA病毒(如Evs中 的PolioV、ECHoV和CoxsackieV以及MeaselesV、 MumpsV等)的基因组核酸RNA反转录再行PCR, 以检测RNA病毒的感染。EVs是无菌性脑膜炎中 最常见的病原体,由于几乎所有肠道病毒都有保守 的5 7端非编码区,在该区设计的引物可检测鉴定大 多数EVs。Meki等用一种商业化的RT—PCR试剂 盒检测1998年夏季在瑞士爆发的无菌性脑膜炎患 者共68例CSF中的EVs,同时进行病毒细胞培养, 结果16例细胞培养阳性其RT—PCR也阳性,另外 52例细胞培养阴性者中23例RT—PCR阳性,其中 的42例中有26例经咽拭子或粪便培养为阳性,但 需要3~7天才能出结果,该RT—PCR仅需5小时, 敏感性为85%,而病毒培养敏感性仅为24%。Jac— ques等报道"1 54例无菌性脑膜炎患者CSF中的 EVs,同时进行病毒细胞培养,结果28例细胞培养 阳性其RT—PCR也阳性,另外26例细胞培养阴性者 RT—PCR也为阴性。 (二)套式聚合酶链反应(Nested—PCR) 需要设计4条共两套引物,先用外套式引物后 用内套式引物脑脊液进行两步靶基因扩增,适合于 检测脑脊液中含量低的病原体。Poggio等建立了一 种RT—n—PCR,他们在核蛋白基因区设计两套引物, 检测了101例CSF(分别来自无菌性脑膜炎、脑炎、 急性小脑共济失调和格林巴利综合征),最终扩增出 112bp的片段,18例细胞培养阳性的CSF经该法检 测全为阳性,另外28例细胞培养为阴性的MV感 染者中26例RT—n—PCR为阳性,其诊断符合率为
Virus)等。由
于不同的病毒感染,病变范围、程度相差悬殊,临床 表现十分复杂,给诊断带来困难,确诊的主要依据是 脑脊液的病原学诊断,但脑脊液中病毒含量甚低,其 病毒培养检测不但费时、费力,而且敏感性和特异性 很差,远远不能满足临床要求,严重滞后于临床治 疗,造成该类疾病的死亡率居高不下或病后严重的 后遗症。本文就目前VE的脑脊液(Cerebrospinal Fluid,CSF)病毒核酸检测的研究进展综述如下: 一、标本的采集时间 VE患者CSF标本采集,原则上是在出现神经 系统局灶症状或体征时行腰穿检查,穿刺时应尽量
建立了一套RT—n—PCR,他们在HCMVgB基因区设 计两套引物,1111—1130(5
CACTTTCTTATG3 7)
CGCCACTTTCTTAT(>3
7一
ATGACCGC—
、1074—1096(5 7一ATGAC—
7)、
1341一1359
(5
7一
TAGCTCCGGTGTGAACTCC一3 7)、1057+1082(5
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基金项目:2004年宁夏高等学校科学技术研究资助项目(No: 062);2004年宁夏卫生厅基金重点资助项目(w2004021) 作者单位:*宁夏医学院附属医院综合病房(宁夏银川市 750004);**重庆医科大学附属第一医院神经内科(重庆市
400016)
口p^董§I-P4§{‘譬盥
7一
ACCATTCGTTCCGAAGCCGAGGAGTCA一3 7),检
测了26例CSF样本,有3例gBl型阳性、10例gB2 型阳性和8例gB3型阳性,阳性率分别为11.5%、
38.5%和30.8%。
(三)荧光定量PCR(FQ—PCR) 在常规PCR基础上,在反应体系中加入一种带 有2个荧光标记的探针,该探针可与引物包含序列 内的DNA模板发生特异性杂交,标记在5’端者为 荧光报告基团(R),荧光发射峰值在518nm处,3’端 者为荧光淬灭基团(Q),荧光发射峰值在582nm处, 两者可构成能量传递结构,即当探针保持完整时,Q 抑制或吸收R发出的荧光。探针自身的3’端羟基 己被去除或封闭(3’末端被磷酸化),不具有延伸的 能力,探针在无特异性PCR发生时,荧光信号无变 化。当发生特异性PCR时,复性期探针与模板 DNA发生杂交,延伸期Taq酶随引物延伸沿DNA 模板移动,当移动到探针结合的位置时,发挥其5’ 一3’外切酶活性,将探针切断,Q的抑制作用被解 除,R的荧光信号被释放出来(518nm处的光密度增 加而被荧光探测系统检测到)。模板每复制一次,就 有一个探针被切断,伴随一个荧光信号的释放(图 2)。释放的荧光基团数目和PCR产物量是一对一 的关系,因此可对模板进行准确定量。当荧光信号 增强到某一阈值即循环阈值(Cycle threshold,Ct) 时,此时的循环次数即被记录下来。该参数与PCR 体系中DNA起始量的对数值之间有严格的线性关 系。利用阳性梯度标准品的Ct值制成标准曲线,再 根据样品的Ct值即可准确定出起始DNA的量。 Kazue等。1“根据Mv sA956/Ja00病毒株的F基因 序列设计了一套引物F1073(5 7一TCTCACCCATAG—