hiv核酸檢測技術(shù)及應(yīng)用

1、HIV核酸檢測技術(shù)及應(yīng)用,目 錄,HIV核酸簡介HIV核酸檢測意義HIV核酸檢測技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展HIV核酸檢測質(zhì)量控制HIV核酸檢測流程（新規(guī)范）HIV核酸檢測實例應(yīng)用,HIV病毒,病毒顆粒：呈球形，直徑100-120nm 病毒衣殼：呈20面體立體對稱 病毒核心：由RNA（兩條ssRNA）、核衣殼蛋白、逆轉(zhuǎn)錄酶、核糖核酸酶及整合酶所組成,HIV RNA,,HIV生活周期圖,,,HIV前病毒DNA,HIV感染的自然史,HIV

2、感染后標志物變化時間,HIV核酸檢測的意義,HIV核酸,縮短窗口期,指導治療,自然史,艾滋病的“元兇”,病程,耐藥性,HIV核酸檢測的意義,HIV-1感染診斷嬰兒感染早期診斷（小于18月齡）HIV-1感染補充試驗及急性期和晚期感染者的診斷治療效果監(jiān)測 通常在治療一個月后病毒載量降低0.5log以上才被認為臨床治療有效，六個月后應(yīng)降到小于檢測限病程監(jiān)控及預測耐藥性監(jiān)測,HIV核酸檢測技術(shù),分為HIV定性和HIV

3、定量檢測兩大類：HIV定性檢測：HIV核酸（RNA和前病毒DNA）的檢測HIV定量檢測：又稱HIV病毒載量檢測（Viral load），主要用于抗病毒治療患者的療效評價，也可用于補充試驗（新規(guī)范）,HIV核酸定性檢測,IN-HOUSE（文獻報道）Roche Amplicor HIV-1 DNA PCR, v1.5試劑盒(已停產(chǎn))Roche COBAS® AmpliPrep/COBAS® TaqMan®

4、; HIV-1 Qualitative Test,v2.0雅培RealTime HIV-1定性檢測試劑盒HIV病毒儲存庫的檢測技術(shù)（超敏PCR）,In-house普通PCR診斷方法,核酸提取,,,PCR或RT-PCR擴增,,電泳鑒定或測序,HIV-1的基因組結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)蛋白,酶類,衣殼蛋白,~9.2kb,檢測設(shè)計：分別針對HIV gag、env和pol的三個獨立PCR檢測體系，并另外設(shè)立1個檢測內(nèi)參（β-actin）的檢測體系（國家艾

5、滋病參比實驗室）陽性：擴增出人β-actin，HIV-1 gag 、env和pol基因中擴增出2個及以上基因片段陰性：擴增出人β球蛋白基因，HIV-1 gag 、env和pol 3個基因都沒有擴增出來不確定：人β球蛋白基因未擴增出預期的片段或HIV-1 gag 、env和pol 3個基因只擴增出一個,In-house普通PCR診斷方法,“套式”PCR,優(yōu)點: 增加敏感性/特異性缺點: 增加擴增偏差機會 需要增加操作

6、過程 容易增加污染機會,瓊脂糖凝膠電泳,,β-actin,gag,env,pol,In-house 熒光PCR,國內(nèi)外文獻報道以HIV RNA或前病毒DNA作為檢測目標，選擇LTR、gag、pol等基因作為靶基因，建立熒光PCR檢測方法,,,HIV核酸陰性,HIV核酸陽性,羅氏HIV-1 Qual Test,基于COBAS® AmpliPrep® / COBAS® TaqMan 48平臺，用于HIV-1 R

7、NA和前病毒DNA的定性診斷，檢測樣本類型包括抗凝全血、血漿、血清、干血斑或干漿斑等,,The COBAS® AmpliPrep/COBAS® TaqMan® HIV-1 Qualitative Test, v2.0Dual-PCR target Assay design,gag:Targeted in previous Roche HIV-1 tests Large sequence databas

8、e from Roche’s Global surveillance programNot a drug target today,LTR:Targeted in Roche MPx blood screening testNot a drug target today,檢測總核酸（DNA/RNA）,檢測結(jié)果示例,陰性,陽性,HIV核酸定量檢測,HIV病毒載量(Viral Load)指體內(nèi)復制的病毒的數(shù)量，反映體液（一般是血漿）

9、中HIV病毒的含量1987年John首次提出病毒載量（viral load）的概念，體內(nèi)復制的病毒的數(shù)量是不能直接測量的，一般用血漿中HIV RNA的拷貝數(shù)代表HIV的病毒載量。 是HIV核酸的定量檢測，一般以血漿HIV RNA的拷貝數(shù)/ml表示,常用的HIV病毒載量檢測方法,主要核酸擴增和信號放大擴增兩種方法NASBA/Easy Q (Biomerieux,生物梅里埃)Cobas Amplicor/Taqman (Roche

10、，羅氏)m2000(Abbott，雅培)bDNA/Versant 440 (西門子)國內(nèi)：凱杰（匹基），科華，達安、東北制藥、萬泰 麗珠、科華等,NucliSENS EasyQ,,,,,血漿樣本,miniMAG,easyMAG,病毒載量分析儀,引物 2,NASBA擴增技術(shù)（nucleic acid sequence-based amplification,核酸序列依賴性擴增法）,,,逆轉(zhuǎn)錄酶,逆轉(zhuǎn)錄酶,,,,,,,,,,,,,

11、,,T7 RNA聚合酶,逆相 RNA 擴增物,RNase H引物 1,,,引物1 延伸,RNase H 和引物 2延伸,,,,,,,,,RNA,,,,,,T7 RNA 聚合酶,,,,,,,逆轉(zhuǎn)錄酶,逆轉(zhuǎn)錄酶,“分子信標” 雜交,AMV-RT (鳥肉瘤病毒逆轉(zhuǎn)錄酶):延伸形成RNA-DNA 雜交鏈 RNase H:降解雜交鏈中的RNAT7-RNA聚合:轉(zhuǎn)錄形成的RNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物,T7啟動子序列,,COBAS® Ampli

12、Prep® / COBAS® TaqMan48,COBAS® AmpliPrep® / COBAS® TaqMan48® 系統(tǒng),完整探針: 報告基團 (R) 的熒光被淬滅基團(Q)抑制,,,,,,,,,,,,,,h?,,引物,引物,,探針被5’-外切核酸酶切掉,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,報告基團的熒光發(fā)射,h?,R = 報告基

13、團 Q = 淬滅基團,TaqMan水解探針技術(shù),雅培HIV-1病毒載量儀,m2000全自動實時熒光定量PCR系統(tǒng)HIV-1病毒載量自動化檢測平臺（96通量）已認證用于干血斑病毒載量檢測嬰兒HIV-1核酸檢測試劑盒用于實驗室in-house方法的自動化核酸提取此平臺同時有HBV病毒載量，HCV病毒載量及分型，HPV高危分型，MTB檢測，CT/NG檢測等試劑盒,,bDNA (Bayer versantTM),核酸信號的放大

14、！而非核酸分子的擴增！,,,人工加樣試劑分裝,自動化提取,人工配液PCR儀檢測,臨床式半自動使用方案,北京萬泰生物藥業(yè)股份有限公司,,,PCR儀結(jié)果導入,WanTag 全自動核酸提取儀,PCR檢測,HIV核酸定量檢測試劑-全自動化平臺,強強聯(lián)合整合Tecan加樣與Thermo核酸提取平臺高通量 同時可用，實現(xiàn)1h內(nèi)96份樣本的提取 高自動化可自動完成包括加樣、核酸提取與純化、PCR試劑配制與分配等擴增前的所有操作采磁棒轉(zhuǎn)移技

15、術(shù)，有效避免氣溶膠污染中文自主操作界面，方便快捷,達安基因HIV病毒載量核酸檢測系統(tǒng),國產(chǎn)化！全自動！,PANTHER系統(tǒng)——TMA（轉(zhuǎn)錄介導的等溫擴增）,簡易的工作流程：“上樣”直接到“結(jié)果”，3.5小時得到第一個樣本結(jié)果，每分鐘一個結(jié)果，12個小時500個樣本,核酸檢測在新版規(guī)范主要內(nèi)容,新增補充試驗的概念，補充試驗包括抗體確證試驗和核酸試驗（定性和定量試驗）新增核酸檢測流程，對復檢結(jié)果有反應(yīng)的情況，增加了可以選擇核酸診斷的策略

16、；對于HIV抗體確證結(jié)果不確定和疑似急性期感染的樣品建議采用HIV-1 核酸試驗。修改了艾滋病感染產(chǎn)婦所生兒童HIV感染早期感染檢測流程,補充試驗（核酸試驗）,初篩+復檢+,HIV定性檢測試劑盒,試劑：必須是經(jīng)國家食品藥品監(jiān)督管理總局注冊批準、在有效期內(nèi)的試劑。嚴格按說明書操作。全球目前正式用于臨床診斷HIV-1 急性期感染的核酸檢測試劑比較少Gen-Probe 公司生產(chǎn)的Aptima HIV-1 RNA 核酸定性試劑盒Abbot

17、t公司生產(chǎn)的M2000 HIV-1 RNA/DNA 定性檢測試劑盒Roche公司生產(chǎn)的COBAS® AmpliPrep/COBAS® TaqMan® HIV-1 Qualitative Test,v2.0,HIV核酸定性檢測 ——適應(yīng)范圍,（1）診斷嬰兒早期感染（2）診斷急性HIV-1感染。針對對HIV-1抗體篩查陰性、近期有流行病學史的個體,或確證結(jié)果不確

18、定的樣本,核酸定性檢測可用于診斷HIV-1急性期感染。（3）確定艾滋病病毒感染。針對HIV-1抗體篩查陽性或確證結(jié)果不確定的個體，結(jié)合流行病學史和臨床病史，核酸定性檢測可用于HIV-1感染診斷。艾滋病晚期患者可能出現(xiàn)HIV抗體反應(yīng)不確定，可根據(jù)HIV核酸定性檢測結(jié)果，結(jié)合臨床病史和CD4+T淋巴細胞計數(shù)等情況，進行綜合判斷，確定臨床診斷。,結(jié)果判讀與報告,檢測結(jié)果顯示“有反應(yīng)”或“檢測到”，報告“HIV-1核酸陽性” ；檢測結(jié)果顯示“

19、無反應(yīng)”或“未檢測到”，報告“HIV-1核酸陰性”。核酸定性檢測值低于最低檢測限的結(jié)果，不能排除HIV-1感染，需根據(jù)流行病學史、臨床病史和實驗室相關(guān)指標進行綜合判斷。目前國內(nèi)外沒有商品化的HIV-2核酸檢測試劑,HIV定量檢測的試劑盒,試劑：必須是經(jīng)國家食品藥品監(jiān)督管理總局注冊批準、在有效期內(nèi)的試劑。嚴格按說明書操作。NASBA/Easy Q (Biomerieux,生物梅里埃)Cobas Amplicor/Taqman (R

20、oche，羅氏)m2000(Abbott，雅培)bDNA/Versant 440 (西門子)國內(nèi)：凱杰（匹基），科華，達安、東北制藥、萬泰 麗珠、科華等,HIV核酸定量檢測 ——適用范圍,（1）監(jiān)測抗病毒藥物治療效果?？共《舅幬镏委熐昂?，定期病毒載量分析和監(jiān)測，結(jié)合CD4+T淋巴細胞計數(shù)，有助于抗病毒藥物治療方案的確定和修改。（2）監(jiān)測疾病進展。定期檢測HIV-1病毒載量，有助于監(jiān)測感染者和

21、病人的病程變化，結(jié)合CD4+T淋巴細胞計數(shù)，為抗病毒藥物治療提供病毒學依據(jù)。（3）診斷急性HIV-1感染。針對HIV-1抗體篩查陰性、近期有流行病學史的個體，或確證結(jié)果不確定，核酸定量檢測可用于診斷HIV-1急性期感染。（4）確定HIV-1感染。針對HIV-1抗體篩查陽性或確證結(jié)果不確定的個體，結(jié)合流行病、和臨床病史和CD4+T淋巴細胞計數(shù)等，使用核酸定量檢測幫助確定HIV-1感染。,結(jié)果判讀與報告,用于治療效果和病程監(jiān)測：檢測值小

22、于試劑盒線性范圍下限，報告低于檢測限，檢測值大于等于試劑盒線性范圍下限，按照檢測值報告。 用于HIV-1感染的診斷：檢測值>5000 CPs/ml(或IUs/ml)，報告檢測值；檢測值≤5000 CPs/ml(或IUs/ml)，盡快再次嚴格按核酸檢測的要求采樣檢測，報告檢測值，結(jié)果>5000 CPs/ml(或IUs/ml)，報告檢測值，結(jié)果仍≤5000 CPs/ml，則需充分結(jié)合流行病學史、臨床病史、CD4+T淋巴細胞

23、計數(shù)和HIV-1抗體隨訪檢測結(jié)果等進行綜合判斷檢測值低于最低檢測限不能排除HIV-1感染。 （注：目前國內(nèi)外沒有商品化的HIV-2核酸檢測試劑；由于核酸定量檢測方法獲得的低病毒檢測值可能是核酸污染所致的結(jié)果，根據(jù)國內(nèi)外的相關(guān)數(shù)據(jù)和報道，建議用5000 CPs/ml作為判斷結(jié)果的閾值，兩次定量檢測有助于準確判斷結(jié)果）。,集合核酸定性檢測 （Pooling PCR）,對高危人群抗體檢測陰性的樣品進行集合核酸檢測，可及時發(fā)現(xiàn)窗口期

24、HIV-1 感染者；用于血液篩查可進一步降低“殘余危險度”該方法較單份樣品的核酸檢測具有更高的成本效益。,集合PCR,HIV 核酸即時檢測( POCT),HIV 核酸即時檢測是在發(fā)病或者發(fā)生事件的地點進行檢測，能快速獲得檢測結(jié)果并及時反饋一線醫(yī)務(wù)人員的一類檢測方法。POCT 檢測適用范圍廣泛，且可避免樣本長途運輸導致的質(zhì)量下降，非專業(yè)人員經(jīng)培訓后也可操作。可用于HIV-1 感染、兒童早期HIV 感染的輔助診斷、疾病監(jiān)控及抗病毒藥物

25、療效評價。,HIV病毒載量的即時檢測1,HIV病毒載量的即時檢測2,質(zhì)量保證和質(zhì)量控制,實驗室分區(qū)和環(huán)境,HIV-1 病毒載量檢測實驗室原則上應(yīng)分為三個獨立工作區(qū)：試劑準備區(qū)、樣品處理區(qū)、擴增產(chǎn)物分析區(qū)，并設(shè)在不同房間。嚴格要求三區(qū)的空氣流向：從試劑準備區(qū)到樣品處理區(qū)，然后到擴增產(chǎn)物分析區(qū)，不能逆向流動。,,儀器設(shè)備質(zhì)量控制,加樣器、溫濕度計須經(jīng)計量部門校準，每年一次；冰箱、水浴箱用校準合格的溫度計測量溫度，并做好記錄。要定期對HI

26、V-1 病毒載量檢測儀、實時熒光PCR 儀等儀器進行維護保養(yǎng)。,檢測過程質(zhì)量控制,試劑盒有效并經(jīng)國家食品藥品監(jiān)督管理總局注冊，使用無DNA和RNA酶的水；嚴格執(zhí)行儀器和試劑的SOP，不得擅自修改。HIV-1 核酸定性檢測每次實驗建議加陽性對照、陰性對照和試劑對照。定量檢測每次實驗使用試劑盒提供的內(nèi)部質(zhì)控品（內(nèi)標），并滿足內(nèi)部質(zhì)控品的要求；建議使用一個HIV-1 RNA 為5000～15000 cps /毫升的外部質(zhì)控品。,外部質(zhì)量控

27、制,,,PT樣品組成：每次5份，包括陰性、不同拷貝數(shù)的陽性樣品。PT頻率：一年2次。PT樣品的接收與保存：接受考核樣品后填寫接收專用單，-70度以下保存。PT樣品的檢測：要求將考核樣品同實驗室常規(guī)樣品一起檢測，由常規(guī)檢測人員進行。PT結(jié)果的報告和處理：在規(guī)定的時間內(nèi)上報實驗結(jié)果。PT評分原則 將參與實驗室反饋結(jié)果換算成對數(shù)值（Lg），再按同一種方法與同一個考核品的的所有實驗室結(jié)果進行統(tǒng)計，算出平均值（M）和標準偏差（S）。,

28、成績判定,根據(jù)每個參與考核實驗室一年兩次所有考核品的結(jié)果進行綜合評分（每一個考核品的評判標準依照A與B條款），判定標準為： ①優(yōu)秀：所有考核品沒有問題； ②良好：有一個考核品滿足A中的條款； ③合格：兩個考核品滿足B中的條款 ④不合格：至少有三個考核品滿足A中的條款或至少一個考核品出現(xiàn)B中的條款。A條款：樣品結(jié)果在M+2.0S～ M+3.0S內(nèi)；樣品結(jié)果在

29、M-2.0S～ M-3.0S內(nèi)；考核結(jié)果報告沒及時上報；沒按要求上報原始記錄。B條款：樣品結(jié)果超過>M+3.0S；樣品結(jié)果<M-3.0S；假陽性；假陰性；無效結(jié)果。,應(yīng)用實例1——窗口期病例,某年某月某疾控送檢一份HIV篩查陽性標本（MSM）。ELISA陽性，硒標陽性WB確證gp160,p24。兩周后隨訪， ELISA陽性，硒標陽性， WB確證gp160,p24。病毒載量51000 cp/ml。一月后再抽血復檢，EL

30、ISA陽性，硒標陽性， WB確證gp160,gp120,p66,p51,gp41,p31,p24,p17。HI病毒載量120000cp/ml。,應(yīng)用實例2——晚期AIDS病人樣本,某年某月，某醫(yī)院送檢一份疑似HIV感染的樣本，有機會感染的住院病人。第一次檢測ELISA陰性，報HIV抗體陰性。臨床醫(yī)師要求確證試驗，第二次檢測，ELISA和硒標均為陰性，WB：gp160,p66, p51 ，不確定。病毒載量7500 IU/ml。CD4:

31、9個/µl一個月后復檢ELISA和硒標仍為陰性， WB：p24±, p51±,p66±，病毒載量164000 IU/ml。有艾滋病的臨床表現(xiàn)，結(jié)合臨床表現(xiàn)最終臨床診斷為艾滋病。進行抗病毒治療一月內(nèi)此病人已死亡,應(yīng)用實例3——嬰幼兒早期診斷,某嬰兒2012年8月出生，雙親均為HIV感染者，孕3月行母嬰阻斷44天第一次核酸檢測為陽性177天第二次核酸檢測為陽性出具”嬰兒HIV感染早期診斷檢

32、測結(jié)果陽性”,應(yīng)用實例4——抗體假陽性病例,某病例未經(jīng)過抗病毒治療，硒標陽性（某國產(chǎn)金標為陰性），酶聯(lián)陽性(BIO-RAD S/CO=11.8)，WB條帶（gp160,gp120）,病毒載量檢測TND1個月隨訪后硒標陽性，硒標、酶聯(lián)陽性，WB條帶（gp160,gp120）,病毒載量檢測TND,應(yīng)用實例5——抗病毒治療病例,某病例抗病毒治療史不詳，硒標陽性（某國產(chǎn)金標為陰性），酶聯(lián)陽性(BIO-RAD S/CO=11.8)，WB條帶（g

33、p160,gp120）,病毒載量檢測TND抗體的假陽性 VS 抗體的真陽性？？,HIV核酸檢測用于診斷的局限性1,若檢測目標是HIV 的RNA核酸容易受抗病毒藥物的影響而檢測不到接受抗病毒治療，HIV抗體確證實驗不確定的樣本面臨診斷的困境,復制后的大量新病毒釋放到血液中,,HIV病毒儲藏庫存在方式,,59,,①環(huán)狀,②線性,③整合型,病毒DNA有三種存在方式,儲藏庫病毒處于靜止狀態(tài); 細胞內(nèi)整合的HIV-1 DNA; 細胞活化

34、后能夠釋放病毒,CD45RO+/CD25-/CD69-/HLA-DR-,HIV“治愈”定義,完全治愈：體內(nèi)完全清除可復制的病毒A sterilizing cure would involve total elimination of all replication-competent HIV from the body.功能性治愈：病毒未完全清除，不治療、不復制、不進展Functional cure, the virus

35、 may not have been completely eliminated but no HIV replication is detectable and individuals experience no disease progression in the absence of antiretroviral treatment.緩解： 不治療、病毒低水平(<50 copies/mL)Remission, the l

36、atest definition to enter the HIV cure dialog, refers to control of HIV viral load at low levels (such as below 50 copies/mL) in the absence of treatment.,相關(guān)研究（內(nèi)外）：Mississippi Child,2013 CROI (March 3-6, 2013)診斷：2個獨立H

37、IV檢測第30小時核酸定性檢測（陽性 ）第31小時載量檢測（20,000拷貝/ml）,,,,功能性治愈Mississippi Child,療效 EfficacyHIV RNA < LDL (within 1m –HIV RNA < LDL 18、23-26 mHIV DNA fragments (+)HIV-specific antibodies (-),功能性治愈Mississipp

38、i Child,密西西比兒童：2014 CROI 41月齡，停藥22月以后，依然維持功能性治愈,VL <LDL (LDL=20 c/ml ，停藥23個月)HIV RNA <1 c/ml (停藥22個月)No replication-competent resting CD4 cell latent reservoir virusproviral DNA + (22個月),Very early treatment fo

39、rms a barrier to the formation of HIV reservoirs in perinatal infection.盡早治療可阻斷圍產(chǎn)期感染HI V形成儲存庫,解決對策,Abbott公司生產(chǎn)的M2000 HIV-1 RNA/DNA 定性檢測試劑Roche公司生產(chǎn)的COBAS® AmpliPrep/COBAS® TaqMan® HIV-1 Qualitative Test,v2

40、.0（ HIV-1 RNA/DNA ）,使用針對HIV DNA或者RNA/DNA檢測試劑盒,HIV 超敏PCR試劑盒,海力特科技，服務(wù)精準醫(yī)療,www.yourwebsite.com,1. HIV-1 DNA定量檢測試劑盒2. HIV-1 總核酸（RNA+DNA）檢測試劑盒3. HIV-1 Integrated DNA（前病毒）定量檢測試劑盒4. HIV-1 RNA定量檢測試劑盒5. HIV-1 spliced mRNA檢測試劑

41、盒6. HIV-1 2-LTR檢測試劑盒,www.supbio.com,HIV核酸檢測用于診斷的局限性-2,目前的HIV核酸檢測試劑盒只針對HIV-1型，且主要覆蓋其中的M組目前還沒有針對HIV-2型的核酸檢測試劑盒,79,P,HIV核酸檢測用于診斷的局限性-2,產(chǎn)品1：覆蓋HIV-1型的所有M組亞型產(chǎn)品2：可覆蓋HIV-1 M、O、N組各個亞型產(chǎn)品3：檢測HIV-1 M群中所有亞型及O、N和P組大多數(shù)亞型,HIV核酸檢測用于診

42、斷的局限性-3,每個HIV核酸檢測試劑盒都有其檢測限，如：20cps/ml，50 cps/ml，100 cps/ml。低于檢測限不能排除HIV感染。檢測限根據(jù)上樣體積變化而變化,NucliSENS EasyQ® HIV-1 v2.0,NucliSENS EasyQ® HIV-1 v2.0,NucliSENS EasyQ® HIV-1 v2.0,總 結(jié),HIV核酸試驗作為補充試驗可彌補HIV抗體確證的不