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替代PCR,RPA在HIV檢測中大顯身手
【字體: 大 中 小 】 時間:2014年10月31日 來源:生物通
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組酶聚合酶擴增RPA被稱為是可以替代PCR的核酸檢測技術。目前嬰兒HIV診斷的金標方法是DNA PCR,但許多地區并不具備這樣的條件。在這種條件下,RPA技術正好可以大展身手。
生物通報道:重組酶聚合酶擴增RPA被稱為是可以替代PCR的核酸檢測技術。RPA擴增的速度非常快,靈敏度高,對硬件設備要求低,而且不需要復雜的樣本處理。這樣的技術特別適合于體外診斷、獸醫、食品安全、生物防御、農業等領域。
在HIV診治中,即時檢測是非常重要的,對嬰兒來說更是如此。有案例顯示,HIV感染后立刻進行治療就能控制住患者體內的病毒,讓它們無法進行復制。舉例來說,生來就攜帶HIV的密西西比嬰兒,在出生后立即得到了治療。后來這個孩子停藥了兩年多,病毒復制依然得到了控制。
目前嬰兒HIV診斷的金標方法是DNA PCR,但許多地區并不具備這樣的條件。在這種條件下,RPA技術正好可以大展身手。(延伸閱讀:核酸檢測的一場革命,可替代PCR的犀利技術)
紙做的HIV DNA檢測裝置
2012年九月,研究人員開發了一個由紙、玻璃纖維和塑料制成的裝置,用來對HIV的DNA進行RPA擴增。這個裝置成本低、小巧輕便、而且易于使用,只需五步就能搞定HIV檢測。擴增結果可以通過側流層析試紙來讀取。
人們可以先從嬰兒的干血斑樣本中提取DNA,然后再進行RPA擴增。研究顯示,用這個裝置進行RPA擴增反應,能在十五分鐘內將10拷貝的HIV DNA擴增到可檢出的水平。可見,這是一個前景廣闊的低成本即時檢測裝置。(文獻:A paper & plastic device to perform recombinase polymerase amplification of HIV DNA, Lab on a Chip)
RPA檢測HIV DNA的實戰效果
如果不能及時檢測嬰兒體內的HIV-1,就會延誤治療并影響治療效果。2013年的一項研究設計了靶標HIV-1基因組不同區域(長末端重復LTR和pol)的兩種探針。研究人員用這兩個探針分別進行RPA擴增,然后進行熒光檢測和側流層析試紙檢測。研究表明,這樣的方法能夠可靠地檢測到3拷貝的前病毒DNA。研究人員在此基礎上測試了多個HIV-1突變株,pol和LTR引物的擴增率分別為98.6%和93%。
這是一個能檢測出HIV-1所有主要亞型的等溫擴增法,能夠在資源匱乏的地區幫助人們診斷攜帶被HIV感染的嬰兒。(文獻:Rapid detection of HIV-1 proviral DNA for early infant diagnosis using recombinase polymerase amplification, MBio.)
HIV DNA的實時定量檢測
今年五月,研究人員使用內參和標準曲線,通過RPA擴增定量了HIV-1 DNA的濃度。這是一種基于實時熒光數據的定量RPA技術,被稱為qRPA。
這項研究通過一系列試驗,分析和定量了不同濃度的HIV-1 DNA樣本。研究顯示,在所有測試的濃度范圍內,qRPA的預測值與正確值在一個數量級以內。可見,定量RPA(TwistAmp exo)可以作為核酸定量的有力工具,用于即時檢測和體外診斷。(文獻:Quantification of HIV-1 DNA using Real-Time Recombinase Polymerase Amplification, Analytical Chemistry)
不插電的HIV DNA檢測
絕大多數核酸擴增(包括等溫擴增)都需要電。但在資源匱乏的區域,最好是有不需要持續供電的診斷工具。RPA的工作溫度在25-43°C之間,不需要嚴格控制孵育溫度,就能達到理想的性能。
今年九月的一項研究顯示,當室溫在31°C - 43°C之間時,孵育20分鐘RPA反應就能成功進行,檢測到10拷貝的HIV-1前病毒DNA。
當室溫降到30°C以下時,RPA的擴增性能有所下降。為此,研究人員開發了一個簡單的化學加熱器,在室溫10-30°C時孵育HIV-1 RPA反應。研究顯示,RPA的性能通過加熱孵育得到了恢復,能檢測到10拷貝的HIV-1前病毒DNA。
研究人員在15°C、20°C、25°C和30°C,用這種加熱器進行了12個RPA反應,結果全部擴增成功。他們還發現,當溫度較低時,孵育30分鐘能促進RPA的擴增性能。研究表明,對RPA HIV-1反應進行化學加熱,與電力設備效果差不多。這也說明,RPA HIV-1檢測不需要多好的設備,就可以實現高靈敏度的診斷。(參考文獻:Non-Instrumented Incubation of a RPA Assay for the Rapid & Sensitive Detection of Proviral HIV-1 DNA. PLoS One)
生物通編輯:葉予