Baback Gharizadeh, Mina Kalantari, Carlos A. Garcia, Bo Johansson, and P?l Nyrén
LABORATORY INVESTIGATION,Vol. 81, No. 5, p. 673, 2001
摘要:本研究的目的是为了探讨使用Pyrosequencing技术,一种新的依靠生物发光进行DNA序列分析的技术,进行人乳头状瘤病毒(Human papillomaviruses,HPV)研究的可行性。67个使用GP5+/GP6+引物PCR扩增的样本,在HPV检测板中通过Pyrosequencing进行双盲检测。对这67个DNA样本测序25个碱基,并且使用BLAST搜寻其序列。使用Pyrosequencing可以对所有这些样本进行正确的分型,并且结果完全与常规的测序技术所得到的结果相吻合。我们认为Pyrosequencing是一种快速、高效的进行HPV分型的工具。此外,与使用Pyrosequencing进行HPV序列突变研究一样,它还可以被用来进行常见的HPV基因分型。这个方法重复性很好,而且非常适合于大通量的研究工作。(Lab Invest 2001,81:673–679)
人乳头状瘤病毒(Human papillomaviruses,HPV)属于Papovaviridae家族。它携有成环状的双链DNA结构,大约长8kb(Godfroid et al, 1998),它编码了几个已知的调控和结构蛋白,如早期(E)的E1,E2,E4到E7,以及晚期(L)的L1和L2。这些蛋白与病毒的复制和致癌性转化属性相关(Poljak et al, 1998; Schneider, 1993)。
共有100种以上不同的HPV基因型,其中超过30种可以感染宫颈黏膜的基因型,已经对其进行了基于DNA序列同源性的鉴定(Chan et al, 1995; Vernon et al, 2000)。由于所有的HPV基因型都高度相关,可针对基因组上的保守区域设计检测方案,或针对最能分辨不同HPV基因型的区域进行检测。一致性检测用针对HPV基因组相对保守区域的引物。扩增的产物再通过特异基因型探针点杂交,限制性片段长度多态性分析,或是DNA胶电泳测序等方法来进行分型(Vernon et al, 2000)。
目前有一种可以替代以上几种HPV分型的新方法,它基于生物发光的,不需要DNA电泳,被称作Pyrosequencing技术(Ronaghi et al, 1998)。这项技术利用几个酶的级联反应,通过DNA聚合酶、ATP硫酸化酶和荧光素酶来监测DNA的合成,同时,用一个可以降解核酸的酶,使反应体系复原,进行下一轮的核酸结合反应(Fig.1)。这项技术具有准确、灵活、实时监控和易于自动化操作的优势。而且,它不需要荧光标记的引物或是核酸探针,无需进行电泳。
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由于在进化的过程中HPV的基因组保持了高度的稳定性和保守性(Chan et al, 1995),因此,即使基因组中很小的片段,也可以用来进行可靠的分型。位于L1一致区域(consensus region),紧随GP5+ primer位点下游的50个碱基,足以用来区分最为常见的生殖器HPV的基因型。在这篇文献中,我们探讨用Pyrosequencing技术对HPV样本扩增产物的20-40个碱基进行序列分析,以区分不同的HPV基因型。在这个双盲检测实验中,我使用Pyrosequencing对来自于不同个体的67个临床样本进行基因分型。结果与常规的DNA序列分析数据进行比较确认。样本事先使用type-specific PCR进行基因分型。
结果:
在HPV检测样品板中包含来自于不同个体的67个样本,通过双盲实验(blinded clinical test)扩增L1保守区段的150bp的片段。使用通用的引物GP5+和生物素标记的GP6+。67个样本中的12个直接用其细胞裂解液扩增。另外的55个样本使用抽提的DNA进行扩增。PCR的扩增效率通过EB染色和胶电泳进行检测。
获得的单链模板与GP5+测序引物杂交,然后用Pyrosequencing检测每个样本的HPV基因型。目的是对样本进行20至25个碱基的序列分析。紧随GP5+引物下游的,位于L1保守区域的14到40个碱基足以进行常见HPV基因型的分型工作。
将Pyrosequencing检测获得的序列信息,用BLAST(http://www.ncbi.- nlm.nih.gov/BLAST/)搜寻HPV基因型。为了确认结果的准确性,我们又用常规的
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