一种高危型HPV荧光PCR筛查方法及引物、探针和试剂盒

摘要

本发明提供了一种高危型HPV的荧光PCR筛查方法及其引物、探针和试剂盒。该方法针对高危型HPV基因序列，采用多重PCR分三管同时进行。反应条件为90－95℃1－5分钟，热循环为90－95℃5－20秒，50－62℃30－60秒，共30－40个循环。该试剂盒包含SEQ ID NO：1至SEQ ID NO：25所示序列中的至少一种或包含本发明中的引物对中的至少一对。与现有技术相比，本发明的高危型HPV的荧光PCR筛查方法及其引物、探针和试剂盒针对14种高危型HPV的筛查，其特异性和敏感性高，可操作性强，能同时检测14种高危亚型，且价格相对便宜，很适合广大普通群众的需求。

说明书

技术领域

本发明涉及一种人类乳头瘤病毒(HPV)的筛查方法，特别是针对高危型HPV的荧光PCR筛查方法及引物、探针和试剂盒。

背景技术

宫颈癌是女性的常见恶性肿瘤，位居女性恶性肿瘤第二位，严重威胁着女性的健康和生命。国际宫颈癌生物学研究(IBSCC)机构报道，93％以上的宫颈癌组织中可检出HPV-DNA。研究表明HPV是引起宫颈癌的主要因素，流行病学研究显示HPV感染是宫颈癌发生的必要条件。大量临床资料表明，HPV感染是引发宫颈病变的重要原因。

HPV是一类特异感染人皮肤、黏膜的非均质、双股环形DNA病毒，基因约8kb长。根据其功能的活动时段可分为3个编码区，即早期区、晚期区和长控区。迄今已发现120多种HPV亚型，依致病力大小，将HPV分为低危型和高危型两种。低危型主要导致生殖道肛周皮肤和阴道下部的外生性湿疣、宫颈扁平湿疣类病变和低度子宫颈上皮内瘤样变(CIN I级)，主要亚型有HPV6、11、42、43、44等。高危型主要导致高度子宫颈上皮内瘤样变，即CIN II、III级和宫颈癌，主要亚型有HPV16、18、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、68这13种亚型。

现常用的HPV的检测方法如下：

PCR检测：包括常规PCR检测、实时荧光定量PCR检测(FQ-PCR)和PCR结合反向点杂交技术检测等。它们不仅可以对HPV感染者进行准确的早期诊断，而且能对HPV快速分型，方法简便、灵敏度高、特异性强。但荧光定量PCR检测主要针对HPV6、11、16和18亚型感染，其他亚型感染则会漏诊。

杂交捕获DNA分析：该分析是由Digene公司推出的非放射性HPV-DNA分析系统，联合应用高效液相杂交法和敏感的化学发光信号扩增系统。现为第2代杂交捕获法(HC II)，能检测13种高危型HPV(HR-HPV)(16、18、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59和68)和5种低危型HPV(LR-HPV)(6、11、42、43和44)。灵敏度和特异性均较高，操作相对简便，条件要求低，目前已广泛应用。HC II的缺点为仅能定量不能分型。高危型HPV检测(HC II)联合细胞学检查对于CIN I患者诊断的灵敏度、特异度分别高达100％、97.2％，因此临床意义重大。但两种方法联合使用价格比较贵，不适于广大普通人群筛查。

原位杂交技术：使用放射性或非放射性DNA或RNA探针标记细胞或组织，能够定位，且假阳性率低。但对病毒复制较少的宫颈癌及浸润癌，其敏感性较低，仅为40％～50％。

组合靶基因自动检测：应用基因芯片和电传感技术对HPV进行快速分型检测，基因芯片可对HPV多种亚型同时检测，是多种亚型感染检测的好方法，但应进一步完善以提高其敏感性和特异性。

针对宫颈癌的筛查，现在还没有一种价格便宜，灵敏度高，特异性好的适于广大普通人群采用的方法。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明的目的之一是提供一种高危型HPV的荧光PCR筛查方法。该方法针对高危型HPV基因序列，采用多重PCR分三管同时进行：

第一管采用的引物如SEQ ID NO：1至SEQ ID NO：6所示序列，采用的探针如SEQ ID NO：19所示序列；

第二管采用的引物如SEQ ID NO：9至SEQ ID NO：14所示序列，采用的探针如SEQ ID NO：21至SEQ ID NO：23所示序列；

第三管采用的引物如SEQ ID NO：7、SEQ ID NO：8、SEQ ID NO：15至SEQID NO：18所示序列，采用的探针如SEQ ID NO：20、SEQ ID NO：24和SEQ IDNO：25所示序列。

收集50μl样品，采用常规提取DNA的方法或试剂盒提取纯化核酸后，加入20μl灭菌水或TE等。

在八排管中加入20μl反应液及5μl纯化后的核酸并混匀后，再放置于荧光定量PCR仪中反应，反应条件为90-95℃1-5分钟，热循环为90-95℃5-20秒，50-62℃30-60秒，共30-40个循环。

优选的，所述方法的反应条件为94℃2分钟，热循环为94℃10秒，55℃35秒，共40个循环。

本发明的第二个目的是提供一种高危型HPV的荧光PCR筛查引物，这类引物是针对高危型HPV基因序列的，选自SEQ ID NO：1至SEQ ID NO：18所示序列中的至少一种。

本发明还提供了高危型HPV荧光PCR筛查引物对，针对高危型HPV基因序列，选自以下所示序列的引物对中的至少一对：

SEQ ID NO：1和SEQ ID NO：2、SEQ ID NO：2和SEQ ID NO：3、SEQID NO：4和SEQ ID NO：5、SEQ ID NO：5和SEQ ID NO：6、SEQ ID NO：7和SEQ ID NO：8、SEQ ID NO：9和SEQ ID NO：10、SEQ ID NO：11和SEQID NO：12、SEQ ID NO：13和SEQ ID NO：14、SEQ ID NO：15和SEQ ID NO：16、SEQ ID NO：17和SEQ ID NO：18。

本发明的第四个目的是提供高危型HPV荧光PCR筛查探针，该类探针是针对高危型HPV基因序列，选自SEQ ID NO：19至SEQ ID NO：25所示序列中的至少一种。

本发明的第五个目的是提供一种高危型HPV的荧光PCR筛查试剂盒，该试剂盒针对高危型HPV，包含SEQ ID NO：1至SEQ ID NO：25所示序列中的至少一种。

本发明的第六个目的是提供一种高危型HPV的荧光PCR筛查试剂盒，该试剂盒针对高危型HPV，包含以下所示序列的引物对中的至少一对：SEQ ID NO：1和SEQ ID NO：2、SEQ ID NO：2和SEQ ID NO：3、SEQ ID NO：4和SEQID NO：5、SEQ ID NO：5和SEQ ID NO：6、SEQ ID NO：7和SEQ ID NO：8、SEQ ID NO：9和SEQ ID NO：10、SEQ ID NO：11和SEQ ID NO：12、SEQ IDNO：13和SEQ ID NO：14、SEQ ID NO：15和SEQ ID NO：16、SEQ ID NO：17和SEQ ID NO：18。

上述的高危型HPV包含14种亚型：HPV16、18、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、67和68型。

与现有技术相比，本发明的针对14种高危型HPV的荧光PCR筛查方法及其引物、探针和试剂盒针对14种高危型HPV的筛查，其特异性和敏感性高，可操作性强，能同时检测14种高危亚型，且价格相对便宜，很适合广大普通群众的需求。

具体实施方式

为使本发明更加容易理解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，下列实施例中未提及的具体实验方法，通常按照常规实验方法进行。

以下实施例主要是通过将本发明的筛查高危型HPV的荧光PCR的方法与HC2高危HPV DNA检测方法进行对照实验。其中所用到的引物序列如SEQ IDNO：1至SEQ ID NO：18所示，探针序列如SEQ ID NO：19至SEQ ID NO：25所示。具体见序列表。

HC2(Hybrid Capture 2)高危HPV DNA检测试剂盒是Digene公司开发的针对13种高危HPV的DNA检测试剂盒，是目前获美国FDA批准唯一可在临床使用的HPV DNA检测技术，并获欧洲CE组织认证及中国药监局SDA注册。该试剂盒可对HPV高危亚型16、18、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、68共13种进行检测，其基本原理是在分子水平采用基因杂交-化学发光-信号放大的检测技术对HPV DNA进行定量检测。

试验步骤如下：

1、样品DNA双链被释放并分解成为可以杂交的核苷酸单链。

2、DNA单链与RNA组合探针结合为RNA-DNA杂合体。

3、第一抗体(特异性抗体)与DNA-RNA杂交复合物固定在微孔壁上。

4、偶联有碱性磷酸酶的第二抗体与RNA-DNA杂合体结合。

5、碱性磷酸酶使酶底物发光，判读光的强弱可确定碱性磷酸酶的含量，从而确定RNA-DNA杂合体的含量。(检测结果解释判定标准：RLU/Cutoff≥1为阳性，＜1为阴性。)

本发明的高危HPV荧光PCR检测技术采用Taqman探针技术，可检测14种高危型HPV(16、18、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、67、68)，该技术精心设计七条探针，皆采用FAM/BHQ标记方法，在不影响特异性的情况下尽可能的对上述14种亚型进行合并，具体引物探针见表1所示。

表1

对上述亚型引物探针组合与HC2 HPV试剂盒对比实验，阳性实验结果完全一致，阴性实验结果中242号标本(RLU/Cutoff为0.8)荧光PCR结果(CT：34.6434)为阳性，检出率高于HC2HPV试剂盒，具体实验结果见表2、表3，表2是HC2 HPV阳性品使用荧光PCR对比实验结果，表3是HC2 HPV阴性品使用荧光PCR法对比实验结果。

表2

  HC2 HPV  结果  (RLU/Cutoff)  标  本  编  号  HPV3968  (CT值)  HPV3358  (CT值)  HPV1845  (CT值)  HPV1635  (CT值)  HPV31  (CT值)  HPV67  (CT值)  HPV52  (CT值)  HPV51  (CT值)  HPV56  (CT值)  HPV59  (CT  值)  2915.84  172  -  -  -  -  -  -  -  17.1743  -  -  2589.23  174  -  -  -  23.5362  28.6311  -  -  -  -  -  1889.68  199  -  -  -  22.8248  31.7144  -  -  -  -  -  1200.51  202  -  39.3745  -  -  -  27.2356  22.7107  -  -  -  1219.83  221  -  -  -  24.3051  30.0415  -  -  -  -  -  1103.22  226  -  -  -  27.8496  32.8748  -  -  -  -  -  1841.58  236  -  22.3484  -  -  27.1959  24.678  -  -  -  -  288.68  193  -  24.1435  -  -  28.1466  25.8987  27.3246  -  -  -  318.13  195  -  26.9672  -  -  32.7288  29.7443  -  -  -  -  235.85  225  -  25.052  -  -  33.1138  30.5542  -  -  -  -  840.9  238  -  21.2699  32.3156  -  23.9026  21.8553  -  -  -  -  65.88  176  23.3773  -  -  -  -  31.1859  27.0134  -  -  -  38.6  181  29.6943  -  -  -  -  -  -  -  -  -  44.6  191  -  -  -  -  -  27.721  -  -  -  -  41.58  224  -  -  -  -  -  29.0555  24.5945  -  -  -  4.51  165  -  -  -  -  -  -  -  -  28.9062  -  1.91  168  -  -  -  -  -  -  33.1561  -  -  -  15.38  171  30.1349  -  -  -  -  -  -  -  -  -  6.61  177  -  32.8621  34.4275  -  -  37.3382  -  -  -  -  7.63  178  -  31.7713  -  -  -  31.0346  -  -  -  -  3.46  183  -  29.1715  -  -  31.0943  29.6158  30.3433  -  30.9823  -  1.59  192  -  35.7726  -  34.2074  -  36.1433  -  -  -  -  2.67  222  -  -  -  -  -  -  -  -  35.1489  -  10.1  223  -  -  -  -  -  -  31.7168  -  -  -

表3

上述实验的具体操作为：收集50μl样品，采用常规提取DNA的方法或试剂盒提取纯化核酸后，加入20μl灭菌水。在八排管中加入20μl反应液及5μl纯化后的核酸并混匀后，再放置于荧光定量PCR仪中反应，同时在三种反应条件下进行：90℃1分钟，热循环为90℃5秒，50℃30秒，共30个循环；95℃5分钟，热循环为95℃20秒，62℃60秒，共35个循环；94℃2分钟，热循环为94℃10秒，55℃35秒，共40个循环。实验结果近似。在本发明的实施例中，仅将上述表2、表3的数据列举出来，作为代表说明实验结果。表2、表3的实验结果为在94℃2分钟，热循环为94℃10秒，55℃35秒，共40个循环的反应条件下得到的。上述表2，表3的实验结果证实了本发明的高危型HPV检测引物与探针的可用性。

以下实验数据均在反应条件为94℃2分钟，热循环为94℃10秒，55℃35秒，共40个循环的设置下得到的。

在实际操作中希望能够尽量减少检测管数，因此，对现有的引物与探针进行了分组混合，并证实14种高危型HPV荧光PCR检测试剂可以最终分为3组，即：同一个标本进行3管PCR检测即可得知是否有此14种高危HPV感染。表4为将表1中的引物探针进行分组来同时检测的方案表。表5和表6为分组实验结果，其中，表5为组1的实验结果，表6为组2和组3的实验结果。

从分组与单项对比的实验情况，初步得出可以将14种高危亚型分为三组，从而实现了在不降低灵敏度和特异性的情况下减少检测管数，降低成本的目的。

表4

表5

  HC2 HPV  结果  (RLU/Cutoff)  标本  编号  HPV1845  (CT值)  HPV1635  (CT值)  HPV31  (CT值)  HPV67  (CT值)  HPV16/31/35/52/67  (组1)  2915.84  172  -  -  -  -  -  2589.23  174  23.5362  28.6311  -  -  23.9151  1889.68  199  22.8248  31.7144  -  -  23.0907  1200.51  202  -  -  27.2356  22.7107  22.413  1219.83  221  24.3051  30.0415  -  -  24.6203  1103.22  226  27.8496  32.8748  -  -  28.0896  1841.58  236  -  27.1959  24.678  -  25.3927  288.68  193  -  28.1466  25.8987  27.3246  26.4402  318.13  195  -  32.7288  29.7443  -  30.6244  235.85  225  -  33.1138  30.5542  -  31.9898  840.9  238  -  23.9026  21.8553  -  22.939  65.88  176  31.1859  27.0134  26.7589  38.6  181  -  -  -  44.6  191  -  27.721  27.908  41.58  224  29.0555  24.5945  24.1198  4.51  165  -  -  -  1.91  168  -  33.1561  33.9134  15.38  171  -  -  -  6.61  177  37.3382  -  -  7.63  178  31.0346  -  30.2235  3.46  183  -  31.0943  29.6158  30.3433  29.5538  1.59  192  34.2074  -  36.1433  -  34.8573  2.67  222  -  -  -  -  -  10.1  223  -  -  -  31.7168  32.6991

表6

  HC2 HPV  结果  (RLU/Cutoff)  标本  编号  HPV33  58  (CT值)  HPV39  68  (CT值)  HPV51  (CT值)  HPV33/39  /51/58/68  (组2)  HPV1845  (CT值)  HPV56  (CT值)  HPV59  (CT值)  HPV18/45  /56/59  (组3)  4.51  165  稀释  10倍  -  -  -  -  -  33.86  -  32.82  2915.84  172  稀释  100倍  -  -  25.12  24.57  -  -  -  -  65.88  176  稀释  100  倍  -  31.1066  -  29.3049  -  -  -  -  6.61  177  31.93  -  -  29.07  36.93  -  -  37.62  1841.58  236  稀释  100  倍  24.8031  -  -  26.5376  -  -  -  -  840.9  238  21.5317  -  -  21.4483  32.7969  -  -  33.7841

为进一步验证荧光PCR引物探针的分组可靠性，对26份临床样品分别使用HC2HPV检测试剂盒与本发明的分三组同时反应的筛查方法进行同步检测。实验结果见表7，表7是26份临床样品HC2 HPV与三组荧光PCR同步检测结果。

表7

  HC2 HPV  结果(RLU/Cutoff)  标本  编号  HPV16/31/35/52/67  (组1)  HPV33/39/51/58/68  (组2)  HPV18/45/56/59  (组3)  3446.27  09284  -  18.86  -  1678.41  09285  25.17  22.93  -  179.72  09286  -  25.21  -  339.69  09287  27.72  -  -  0.22(＜1.0)  09288  -  -  -  0.29(＜1.0)  09289  -  -  -  0.22(＜1.0)  09290  -  -  -  37.37  09291  32.52  27.9  -  0.23(＜1.0)  09292  -  -  -  0.11(＜1.0)  09294  -  -  -  0.19(＜1.0)  09295  -  -  -  0.15(＜1.0)  09296  -  -  -  184.84  09297  25.23  27.02  -  0.17(＜1.0)  09298  -  -  -  43.91  09299  26.08  27.04  -  0.34(＜1.0)  09300  -  -  -  3.49  09301  26.98  18.49  -  0.14(＜1.0)  09302  -  -  1.39  09303  32  -  -  0.23(＜1.0)  09304  -  -  -  0.41(＜1.0)  09305  -  -  -  0.15(＜1.0)  09306  -  -  -  0.16(＜1.0)  09307  -  -  -  35.89  09308  29.96  -  -  0.27(＜1.0)  09309  -  -  -  327.92  09310  25.27  -  -

上述的同步实验表明，本发明的三组荧光PCR检测方法配套引物探针与HC2 HPV试剂盒结果完全符合。

上述用到了18条引物和7条探针，序列分别如SEQ ID NO：1至SEQ ID NO：25所示。用这些引物和探针也可以组装成试剂盒，用来检测HPV。这些引物可以根据具体情况进行配对和使用，探针也可以根据具体需要进行选用。

表8

  对比项目  本发明的14型高危  HPV荧光PCR方法  HC2高危HPV DNA检  测试剂  HPV16/18型荧光PCR方法  特异性  高  与HC2 HPV对比阳性  结果完全符合  高  13种高危HPV感染检  测，已获FDA等认证  高  16、18两型检测，已有SFDA认证产品  灵敏度  高，  如前述实验242号标  本(RLU/Cutoff为  0.8，判为阴性结果)  荧光PCR结果(CT：  34.6434)为阳性，检  出率高于HC2 HPV试  剂盒(表3)  较高  高  覆盖率  可覆盖14种高危HPV  感染的检测  13种高危HPV感染检  测  两型检测，覆盖率低  在前述试验中，16、18型感染在总阳性  中不超过30％((5+2)/24×100％＝29.1％)  (表2)  可操作性  高  采用三管检测14种高  危HPV，可操作性高，  可与其他临床样品荧  光PCR同时检测  需要配置专门人员及  设备，与其他实验的  兼容较差。  高  可与常规临床荧光PCR检测同步进行，  无需另外配置人员仪器  时效性  高效快速  从标本处理到检测完  成需时间为1.5-2.5  小时，可及时发出报  告，提供临床诊断资  料  较慢  从标本处理到检测完  成需时5-6小时  高效快速  从标本处理到检测完成需时间为  1.5-2.5小时，可及时发出报告，提供临  床诊断资料  价格  相对较低  荧光PCR则为30-45  元/人份的成本(14种  高危HPV分为三管进  行检测)，临床收费在  80-160元之间  高  HC2试剂本身为118元  /人份，加入其所用耗  材消耗大约为190元/  人份的成本，临床收  费为350元/人份  相对较低  荧光PCR则为10-20元/人份的成本(2  种高危HPV检测)，  临床收费在80-160元之间

综合上述实验结果，将本发明的高危型HPV荧光PCR筛查方法及引物探针和含本发明所述的引物探针组成的试剂盒与HC2高危HPV DNA检测试剂以及HPV16/18型荧光PCR方法进行比较，比较的具体情况如表8所述。

由表8的比较分析可见，本发明的高危型HPV荧光PCR筛查方法及引物探针和含本发明所述的引物探针组成的试剂盒的特异性、敏感性高，可操作性强，能同时检测14种高危亚型，且价格相对便宜，很适合广大普通群众的需求。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

序列表

<120>一种高危型HPV荧光PCR筛查方法及引物、探针和试剂盒

<160>25

<210>1

<211>27

<212>人工序列1635F

<400>1

cccagagtat gggcttaatg ataagaa                                                   27

<210>1

<211>24

<212>人工序列163135R

<400>2

gtctccatcg ttttctttgt cctc                                                      24

<210>1

<211>30

<212>人工序列31F

<400>3

ggaaatccag tatatgaatt aagtgataaa                                                30

<210>1

<211>30

<212>人工序列52F

<400>4

caatcctata tatgaaatta acaacgaaaa                                                30

<210>1

<211>29

<212>人工序列33585267R

<400>5

ttccttgtcc tcttcctcta ttaaatcta                                                 29

<210>1

<211>30

<212>人工序列67F

<400>6

caatccagta tataacttaa atgacgaaaa                                                30

<210>1

<211>24

<212>人工序列PV1845F

<400>7

ggacatggtc cagattagat ttgc                                                      24

<210>1

<211>20

<212>人工序列PV1845R

<400>8

acgttccgaa agggtttcct                                                           20

<210>1

<211>26

<212>人工序列PV3968F

<400>9

tgaaaagact tggtgcagat tagact                                                    26

<210>1

<211>28

<212>人工序列PV3968R

<400>10

tgtaacacat ttaaacgttg tgaaagtg                                                  28

<210>1

<211>22

<212>人工序列PV3358F

<400>11

tcaaggacgt ggtgcaaatt ag                                                        22

<210>1

<211>25

<212>人工序列PV3358R

<400>12

ctgcatttaa acgtgctgat atttc                                                     25

<210>1

<211>21

<212>人工序列PV51F

<400>13

gcgcactaat gacagcaagg t                                                         21

<210>1

<211>24

<212>人工序列PV51R

<400>14

cggtgcgtgt gatatattct tctg                                                      24

<210>1

<211>23

<212>人工序列PV56F

<400>15

agtgtgggca tgtgtaggtt tgg                                                       23

<210>1

<211>26

<212>人工序列PV56R

<400>16

ggaactttca gtatcatcca gcctat                                                    26

<210>1

<211>26

<212>人工序列PV59F

<400>17

tggatcttct gagcaactat catacc                                                    26

<210>1

<211>20

<212>人工序列PV59R

<400>18

cgtctgacgg ttggacgttt                                                           20

<210>1

<211>28

<212>人工序列PV5TFB

<400>19

tggaaatcct ttttctcaag gacgtggt                                                  28

<210>1

<211>26

<212>人工序列PV1845FB

<400>20

cgaggaagag gaagatgcag acaccg                                                    26

<210>1

<211>28

<212>人工序列PV3968FB

<400>21

cagcaggacg aggatgaagg agacaatg                                                  28

<210>1

<211>34

<212>人工序列PV3358FB

<400>22

tttaatagag gaagaggaca aggaaaacca tgga                                           34

<210>1

<211>24

<212>人工序列PV51FB

<400>23

ttgccacctg cacctgtgtc tcga                                                      24

<210>1

<211>25

<212>人工序列PV56FB

<400>24

taggtgctgg gctaagtggc catcc                                                     25

<210>1

<211>18

<212>人工序列PV59FB

<400>25

acgccccccg aagccacg                                                             18