荧光定量PCR技术在临床检测中的应用

荧光定量PCR技术在临床检测中的应用中山大学中山医学院生物化学教研室达安基因股份有限公司首席科学家朱振宇医学博士、教授、博士生导师Tel：13922430138，020－37656430九十年代中期PCR临床应用在国内全面展开1998年荧光定量PCR技术开始在中国应用于临床检测PCR发展简史PCR(PolymeraseChainReaction)1983Cetus公司的KaryMullis于12月16日第一次成功实验发明了PCR1985关于PCR的文章首次由KaryMullis及其同事等人在《Science》上发表198912月《Science》杂志将PCR和它所使用的TaqDNA聚合酶命名为第一个“年度分子”。1993KaryMullis，NobelPrizeinChemistry1995PerkinElmer公司研制出荧光定量PCR技术循环次数DNA的链数121222243238102101024202201,048,576302301,073,741,82410亿PCR循环次数与DNA产量关系PCR循环PCR特点：高效扩增、忠实复制•灵敏度高•快捷•简便•对样品纯度要求低•可以相对定量PCR反应的特点Ct值的意义Ct值与重复性同一样本在相同条件下同时进行96次扩增FQ-PCRCt值与浓度不同的模板达到荧光域值时的Ct值不同感染性疾病的诊断母婴传播的控制与观察遗传疾病的诊断肿瘤的诊断法医学鉴定荧光定量PCR的临床应用早期诊断病情评估和预后判断抗病毒药物疗效的观察、指导新药验证一感染性疾病1.病原体含量与病情之间的关系2.病原体含量与用药之间的关系3.药物及疗法的研究与开发4.新的病原体分子诊断标准5.新的愈后指标6.传染病发病的监控、预测与预防临床应用临床应用二肿瘤1.肿瘤标志物：癌胚抗原、同功酶、抗体、激素、细胞因子、受体等2.肿瘤相关基因表达的检测：包括癌基因抗癌基因、肿瘤转移基因及转移抑制基因三遗传病1.等位基因检测2.多基因遗传病的突变检测3.基因表达异常所致遗传病检测荧光定量PCR在病原体检测中的应用一肝炎病毒定量检测二性病病原体检测三结核杆菌及呼吸道病原体检测四优生优育(TORCH)相关项目检测临床应用一肝炎病毒定量检测HBVHCV临床应用（一）乙型肝炎病毒结构及特点HBsAg：是HBV感染的主要标志HBsAb：保护性抗体HBcAg：仅存于感染的肝细胞核内，一般不存在于血循环中HBcAb:非保护性抗体，HBcAb-IgM提示HBV处于复制状态HBeAg：HBV复制及强感染性的指标HBeAb：有一定的保护作用，预后良好HBVHBV（二）HBV-DNA与“两对半”1.“两对半”：机体的免疫反应状态；2.“携带者”、“大三阳”、“小三阳”等免疫学指标不能反应体内病毒复制水平与感染程度。FQ-PCR：检测的是HBV本身的遗传物质—DNA，是病毒存在和复制的最可靠、最直接的指标。3.血清学指标(－)不能排除HBV感染。HBV（二）HBV-DNA与“两对半”HBsAg(－)HBV-DNA(＋)HBeAg(－)HBV-DNA(＋)4.也可能出现HBsAg(＋)，HBV-DNA(－)。5.HBsAb(＋)、HBcAb(＋)、HBeAb(＋)三抗体阳性与HBVDNA2.5×103copy/ml结果解释。HBV(三)HBV-DNA定量检测的临床意义3.HBV-DNA定量与预后a.含量高者急性肝炎患者易慢性化b.癌变的几率明显高于含量低者1.HBV-DNA定量与HBV复制水平及传染性2.HBV-DNA定量与乙肝药物疗效a.专家提出103copy/ml做为阴性或临床治愈标准b.HBV-DNA定量分析与干扰素治疗(前、中、后)c.拉咪呋啶HBV感染与干扰素治疗治疗前：a:治疗前HBV低水平复制者对干扰素的反应性明显优于高水平复制者。b:治疗前HBVDNA含量特别高者大多没有疗效。c:HBsAg转阴的几乎都是那些治疗前血清HBVDNA含量较低者。HBV感染与干扰素治疗治疗中：a:病毒复制水平迅速降低者，有望治愈。b:相反，治疗期间HBVDNA复制水平下降较慢，或下降幅度较小，或者变化不明显者，大多是干扰素治疗无效。•HBV感染与干扰素治疗治疗后：•a:治疗结束后，采用PCR定量法检测，HBVDNA103copy/ml者，可能不再复发。b:终止治疗后HBVDNA仍保持较低水平者，反跳的可能性较大。ALTMonthsafterStartofTherapy0NormalAlt1234561224HBVDNAHBeAgHBsAgPoorResponsetoIFNTherapyCHRONICHEPATITISB拉咪呋啶：有显著降低高病毒载量作用，近期疗效颇有优势，但是长期使用可导致HBV变异，患者易出现耐受性，而且容易出现停药后反弹。HBV感染与拉咪呋啶治疗0-20-40-60-80-100治疗周数拉米夫定安慰剂血清HBVDNA;中位%变化0481216202428323640444852n=192n=404n=171n=359拉米夫定抑制血清HBVDNAHBV(三)HBV-DNA定量检测的临床意义4.HBV-DNA定量有助于指导怀孕与孕期，哺乳期检查5.肝脏移植与HBV-DNAMazzaferro等报告：103copy/ml无一例再发肝炎105copy/ml发生了严重HBV再感染6.血液制品和献血员的筛选病毒特点：1.单正链RNA病毒2.E1和E2区基因高度变异性（一）丙型肝炎病毒特点HCV感染特点：1.HCV在血中含量极微2.输血后肝炎主要致病因子3.免疫学标志仅有抗-HCV，非中和抗体，产生时间不一4.有一部分人感染HCV后，不产生抗-HCV5.感染易于慢性化(50-85%)6.疫苗研制尚不成功单链RNA(二)HCV-RNA定量检测的临床意义1.早期诊断a.临床以80copy/ml做为无感染或治愈标准。b.HCV感染1-3W，即可检出HCV-RNA的存在。c.严格筛选献血员,提高对窗口期感染者的检出率。d.医疗纠纷中的“举证倒置”，病人入院前后进行HCV-RNA检测。HCVHCV(二)HCV-RNA定量检测的临床意义2.HCV-RNA载量与抗-HCV滴度、ALT水平之间的相关性。抗-HCV滴度和ALT异常率随着HCV-RNA载量升高而增加。3.HCV-RNA是评价抗病毒治疗效果的重要指标。4.慢性丙型肝炎长期抗-HCV阳性，这时如果进行HCV-RNA定量检测可以鉴别活动性、复制程度。二常见性传播疾病病原体一淋球菌（NGH）二沙眼衣原体（CT）三解脲脲原体（UU）四梅毒螺旋体（TP）五单纯庖疹病毒（HSV）六乳头瘤病毒（HPV）七人类免疫缺陷病毒（HIV）八EV71A16通用型STD艾滋病艾滋病是英文AIDS（AcquiredImmunityDeficiencySyndrome)的中文译音，全称是“获得性免疫缺陷综合征”。它可以由人类免疫缺陷病毒（HIV,Human-beingImmunityDeficiencyVirus），又称艾滋病病毒引起的疾病。当病毒侵入人体后，经一段时间的潜伏期，破坏人体的免疫力，从而发病，病死率高，是一种严重的传染病。艾滋病是一种有明确病原体的可通过人之间一定传播途径传播的慢性传染病，属于《传染病防治法》中规定的乙类传染病HIV病毒：多亚型和多变异HIV-1和HIV-2M组、O组和N组亚性型：A-KCRF：基因重组亚型，主要是HIV-1型毒株亚型监测的意义不同亚型与不同传播途径的关系：B主要通过男性同性性行为和静脉注射吸毒传播，C主要异性性接触传播流行地理和传播线路的分析：东南亚区域的C亚型和B亚型重组亚型传播效力变化及对流行的影响：东欧的B/A重组流行、泰国的A/E重组艾滋病病毒在外界的抵抗力HIV病毒一旦离开宿主细胞在外界环境中生存能力很快消失HIV对环境中的物理因素和化学因素抵抗力均较弱，比乙型肝炎病毒（HBV）的抵抗力低得多对HBV有效得消毒和灭活方法均适用于HIV典型进展者：8-10年潜伏期后成为艾滋病人，80%-90%快速进展者：CD4细胞2-5年内迅速下降，HIV病毒载量一直维持较高水平，而且分离的HIV有均一性。长期存活者（又称长期不进展者）：维持15年以上，而且CD4计数维持正常，在所有感染者中比例一般在8%-10%。HIV感染的三种结局艾滋病的诊断HIV感染者：确定HIV感染的个体抗体检测：初筛和确认辅助诊断艾滋病病人：临床诊断标准见国家标准《HIV/AIDS的诊断标准和防治原则》GB16000-1995荧光定量PCR的应用为艾滋病的初筛和辅助检查提供了有力的工具NGH淋球菌感染与致病1.人是淋球菌的惟一宿主。2.发病率最高，在所STD疾病中，高达60%左右。3.发病趋势：a.男性多于女性。b.城市走向农村，c.高收入阶层向低收入阶层扩展4.人对淋球菌感染无天然抵抗力，免疫不持久，再感染和慢性患者普遍存在。5.如母亲为淋病患者，婴儿出生时易患上淋球菌性结膜炎CT沙眼衣原体感染与致病1.严格的细胞内寄生。2.不仅可致眼部感染、肺部感染、也是STD的主要病原体。3.近年来在欧美等国，沙眼衣原体的感染率和危害性已超过淋球菌而居STD之首。4.在我国，在非淋球菌性尿道炎中，居首位。5.泌尿生殖道感染，妨碍妊娠。6.盆腔感染，可致生殖能力损害。UU解脲脲原体感染与致病1.合成尿素酶，分解尿素2.在非淋球菌性尿道炎其感染率仅次于衣原体感染，居第二位。3.流产超过4次以上者，检出率高达80%。4.有30-40%男性尿道炎是由感染UU所致。5.与男性不育相关。男性不育患者精液中，脲原体检出率高达66.6％。检出率随精子数减少和精子活动力下降而升高。1.非培养或形态学检查的诊断技术，快速、特异、敏感。2.对无症状或症状轻者，可以早期确诊。3.对NGH、CT、UU等混合感染者，诊断和鉴别诊断。4.指导用药、考核疗效。荧光定量PCR诊断NGH/CT/UU的意义NGH/CT/UUNGH/CT/UU荧光定量PCR诊断NGH/CT/UU的意义5.不孕不育、优生优育。6.流行病学调查，为性传播疾病的监控提供依据。7.CT、UU是FDA批准的PCR检测试剂盒，可作为首选方法，在临床推广应用。人乳头瘤病毒感染与致病1.HPV具有宿主和组织特异性，只能感染人的皮肤和黏膜上皮细胞，人是HPV的惟一宿主。2.有100多个型。3.低危型：HPV6、11引起良性病变(尖锐湿疣、喉乳头瘤等)HPV人乳头瘤病毒感染与致病HPV4.高危型：HPV16、18引起恶性肿瘤(宫颈癌、肛门癌、口腔癌等)5.免疫原性低，易形成持续性感染。6.新生儿产道感染。HPV1.对典型病例可以明确诊断。2.对临床表现和组织病理改变都不典型的病例同样可以做出诊断。3.对亚临床和隐性HPV感染做出诊断。4.基因分型。5.考核疗效与预后。6.病毒载量与患癌症风险。HPV荧光定量PCR检测HPV的意义HPV手足口病（hand-foot-mouthdisease，HFMD）为全球性传染病，世界大部分地区均有流行的报道。1957年在加拿大首次报告，新西兰Seddon于1957年最早加以描述，1958年加拿大Robinson从患者粪便和咽拭中分离出CoxA16，同时患者血清抗体有四倍增长,初步查明CoxA16为本病病原；1959年提出HFMD命名，HFMD在全球广泛流行，无明显的地域分布。之后世界各地均经常发生由各型柯萨奇、埃可病毒和EV71引起的手足口病流行。发热,不适,咽喉肿痛,口腔、手、脚侧面及掌心、屁股出现小泡传染性极高病程约1周HFMD的病原手足口病可由多种肠道病毒所引起，其中包括CoxA5,A10,A16,A19,EV71,以及部分埃可病毒和柯萨奇B组病毒,以CoxA16和EV71最为常见传播途径:粪-口途径传播:唾液与粪便;呼吸道传播:空气飞沫;接触传播疱疹液中含大量病毒，疱疹破溃后病毒排出。HFMD为全球性传染病，在全球广泛分布，无明显的地域分布,但近年EV71在东南亚一带流行,引起较多的重症和死亡病例。