<%@LANGUAGE="VBSCRIPT" CODEPAGE="936"%> 广州复大肿瘤医院
 

病毒性肝炎分子生物学诊断进展

周伯平

深圳市肝病研究所
病毒基因的检测
一、病毒学方法及其限制

    通过核酸扩增来检测病毒基因组已成为病毒性肝炎实验室诊断的重要组成部分。如采用HCV 5’UTR保守区引物建立的RT-PCR法具有极高的敏感性,其灵敏度可达10-1000copy/ml血清。RT-PCR方法各异,其特点也大相迳庭。1993年,在欧、美及日本的31家实验室对检测HCV RNA的PCR法的可靠性进行了评估。仅16%的实验室正确无误地通过由4份HCV阳性、6份HCV阴性及两个HCV阳性稀释血浆系列的所组成的标准HCV测试系列。仅32%的实验室对未稀释血浆测试正确。假阳性率高达29%,假阴性率高达35%。后者主要由于PCR敏感性不高所致。采用商品PCR试剂的实验室其检测结果准确性与采用自行研制的PCR试剂的实验室相比较并无多达差别。提示标准化PCR并不足以保证其结果的准确性。美国病理学院的一项研究显示,不同临床实验室在检测HCV RNA的准确率相差甚远,从13%到95%。

    临床上采用PCR法检测HCV RNA应有严格的质检标准以确保最佳实验结果。即使采用标准化程序仍需要对技术人员进行培训,并设立质量控制标本以监测其敏感性与特异性。建立一个HCV RNA标准以作为各种核酸检测(NAT)方法的参考也具有重要意义。1995年,WHO成立了血液及血制品病毒安全性测试基因扩增技术标准工作组(SOGAT)其重要目的就是协调有关核酸测试方法的建立、评估及参考品质的提供等方面的研究工作。随着该项研究工作的完成,1997年WHO又成立了HCV RNA NAT分析法国际标准。该标准物质为冻干保存,含HCV genotype I的浓度为105copy/ml。

二、临床应用


    尽管未得到FDA的批准,检测病毒RNA的RT-PCR已被临床广泛采用。检测HCV RNA的PCR技术主要用于:(1)急性丙肝感染的诊断(在抗-HCV出现以前);(2)丙肝抗体假阳性或假阴性病人的确诊;(3)鉴别自限性或持续性HCV感染;(4)观察治疗反应。

    PCR法检测HBV DNA主要用于:(1)不典型血清学表现病人的确诊;(2)观察治疗反应。

    在暴露HCV(如针刺伤)以后,丙肝抗体出现以前,急性HCV感染的诊断极其重要。现行的血库筛查包括献血员筛选、抗原抗体筛查及血制品生产过程中病毒灭活程序,已大大减少了HBV与HCV传播的危险性到1:180000与1:130000献血员。在血清学阴性的窗口期的献血员引起输血后HCV与HBV感染的主要原因。HCV RNA在暴露后1~3周即可检测到,而丙肝抗体出现的时间平均为8~9周,最长可达9月。最近,NAT检测HCV、HBV与HIV已被引入血制品筛查程序。NAT检测预期可将HCV的窗口期减少59天,而HBV减少25天。在血库所采用的NAT标准程序将为NAT在其他临床检测领域的标准化奠定基础。

(一) HCV RNA的检测


    在几种特殊临床情况下为了确定HCV感染,直接检测HCV RNA是必需的。这是由于抗-HCV的测定结果不可靠或机体免疫力缺陷。现有的HCV(EIA-3)血清学筛查试剂盒具有极高的敏感性(95%),但假阳性时有发生,特别是在低危人群如义务献血员。RIBA2和RIBA3有助于解决EIA假阳性结果的问题。90%以上的EIA阳性肝病患者用PCR检测HCV RNA阳性,提示PCR法比RIBA在诊断HCV感染方面更为准确。核酸检测有助于判断RIBA法难以确定的抗体结果,排除低危人群中假阳性结果。此外,在有免疫抑制或缺陷病人(如器官移植、血透析病人等)NAT对HCV感染的诊断价值要优于抗体检测。

    前瞻性研究显示抗-HCV阳性的献血员中有15~25%HCV感染为自限性,表现为转氨酶的复常与HCV RNA 的持续阴转。NAT是区别自限性感染与持续性感染的唯一有效手段。通常需要多次反复测试才能确定感染是否已清除。由于技术方面的原因或血标本的处理不当使PCR敏感性下降或由于病毒血症呈间歇性,因此,单一次PCR可能呈假阴性结果。因此不能单凭一次阴性PCR结果来确定感染是否已痊愈,而应反复多次测试。

    HCV RNA的检测是评价治疗反应的重要手段。生化与病毒学反应常不一致。在临床实践中,抗病毒结束时采用PCR检测HCV RNA以观察治疗反应。转氨酶正常但HCV RNA持续阳性很可能在疗程终止后复发。对有治疗反应(HCV RNA 阴转)者,应在治疗结束后6~12个月多次检测HCV RNA以监测持续反应。治疗结束后6~12个月HCV RNA持续阴性预示着HCV RNA将长期保持阴性和肝功能正常。在评估HCV RNA清除方面,应采用最敏感的方法,定性法比定量法要优。

(二) HBVDNA的检测


    一般来说,HBV血清标志物,特别是表面抗原和e抗原能准确反映传染性存在。用PCR法检测HBV DNA较少用于诊断。在献血员如排除了肠道外暴露因素,如出现单次抗-HBc阳性,尤其是EIA法 OD值较低时可能属于假阳性。在HBV感染的高危人群,单项抗-HBc阳性常表示过去感染或临床症状轻微的底水平HBV 感染。用PCR法检测HBV DNA可用于不典型血清学表现慢性肝病患者的鉴别诊断,以排除HBV 感染。用PCR法可从无任何HBV 感染标志物的患者血清和肝组织上检测到HBV DNA。

    乙肝抗病毒治疗的疗效包括HBV复制水平下降、e抗原/e抗体血清学转换、定量PCR法HBV DNA持续阴转。在取得完全治疗反应者有表面抗原阴转、表面抗体阳转,但肝组织中低水平HBV DNA常持续数年之久。其临床意义尚不清楚。

三、展望

    NAT将逐步标准化。HCV RNA的检测将在临床常规应用。NAT的适用范围包括血液、组织及器官筛先及针刺与其他皮下暴露者的随访。暴露后感染的早期发现有利早期抗病毒治疗,减少慢性化的机会。NAT用于传染性的评估、不典型血清学表现病人及肝功能正常、抗体阳性病人的诊断与抗病毒治疗的疗效判断。通过检测PBMC与肝组织中病毒基因来判断康复型或持续性感染。

病毒基因的定量检测
一、HCV定量检测

    HCV定量检测的方法很多,主要分为以下两类:?靶基因扩增;?信号扩增。前者包括Roche生产的Amplicor HCV Monitor系统与Organon生产的NASBA HCV定量系统。HCV RNA靶序列经逆转录与PCR 扩增后,再通过参照系统来确定靶基因的相对含量。后者包括Branched DNA法(HCV Quantiplex 2.0, Bayer),该法采用信号扩增法而不是扩增靶基因。它以HCV 5’UTR与C区基因片段作捕获探针与靶探针,通过人工合成的标记分枝DNA寡核苷酸来扩增被捕获的HCV RNA。再经化学发光法作定量测定。

    Amplicor HCV Monitor、HCV Quantiplex 2.0与HCV NASBA是目前应用最广泛的三种HCV定量系统,由于每种定量系统使用的标准不同,故相互之间缺乏可比性。迄今尚没有一种定量法得到FDA批准。
判断定量PCR法敏感性的指标之一是比较不同人群HCV的阳性率。在慢性HCV感染者,用Amplicor HCV Monitor检测,阳性率为78%~100%,Quantiplex为79%~100%。在另一项比较研究中,NASBA 、HCV Quantiplex 、Amplicor HCV对慢性HCV病人的敏感性分别为99%、94%与88%。在ALT正常的丙肝病人其敏感性分别为66%、46%、66%,而一般RT-PCR阳性率为53%~66%。

二、HBV定量检测

    HBV DNA的定量检测技术大体上可分为杂交定量(Genostics Assay、Digene Diagnostics)、分枝DNA技术(HBV Quantiplex, Bayer )与靶基因扩增(HBV Amplicor,Roche)。

    在HBsAg阳性的乙肝病人,采用 HBV Quantiplex技术检测HBV DNA,其阳性率在HBeAg阳性者为73%~100%,在HBeAg阴性者为25%~31%,而 Genostics assay分别为67%与13%。Genostics与Quantiplex技术的敏感性比PCR分别低10,000和1000倍。HBV Amplicor与Digene的敏感性分别为103拷贝/ml与106~107拷贝/ml。

    在HBeAg阳性病人,上述各种定量技术检测HBV DNA阳性率相似,但对HBeAg阴性或接受抗病毒治疗病人,HBV Amplicor的敏感性比Quantiplex或杂交法更为敏感。


三、酸定量技术的应用


    核酸定量技术可用于判断感染的存在与否,但由于其敏感性较定性PCR低,故定量法阴性时,应采用定性PCR进一步确定。因此,当临床上判断感染是否存在或持续时,定性PCR法是“金标准”。

(一)HCV感染

    HCV载量的测定有助于了解HCV感染自然过程与病理改变。前瞻性研究表明,在未作抗病毒治疗的病人经3个月~6.6年的随访,其HCV RNA水平是相对恒定的(波动范围1.3Log)。在ALT正常的病人,随访10+2月HCV RNA水平高低相差0.7Log,在ALT有波动者为1.3Log。一般来说,病毒载量与ALT之间关系不大。病毒载量与组织学病变严重程度之间关系的研究结果不一致,但多数认为两者间不相关。HCV RNA滴度与远期预后如肝硬化或肝癌之间关系尚未明了。但高水平HCV RNA的HCV感染者其起病急、潜伏期短,出现黄疸较多见。

    定量分析法在抗病毒疗效判断中具有重要价值。治疗前病毒载量是预测干扰素近期疗效与远期疗效的重要指标。有研究显示,病毒载量小于100万拷贝/ml者对干扰素持续应答率为50.5%,而大于100万拷贝/ml者为17.3%。在干扰素与Ribavirin联合治疗时,大于或小于200万拷贝/ ml为持续应答的预测指标。

    在干扰素治疗时,HCV RNA水平的早期下降,比治疗前HCV RNA水平更能有效预测持续反应。在单用IFN治疗者,治疗开始实4周HCV RNA水平下降超过3 Log者,比HCV基因型及治疗前水平更能准确预测到持续反应。有研究显示,持续反应者在治疗2周HCV RNA转阴率为48%,(<100拷贝/ ml),在4周、6周与12周阴转率分别为78%、81%与96%。病毒定量也可用于确定传染性的大小,如HCV的母婴传播与母亲高滴度HCV(>100万拷贝/ml)水平有关。

(三) HBV

    有病毒活动性复制的慢性HBV携带者,其发展为进展性肝病的危险性较高。HBV DNA定量测定比HBV血清学标志更能有效反应病毒复制与否,特别是前C区变异株感染者。前C区变异者常有较高水平的病毒血症,其e抗体阳性,可能引起严重肝脏病变。

    治疗前病毒水平可作为干扰素治疗反应的预测指标。HBV DNA水平低于200ng/ml(液相杂交)者干扰素疗效比高于200ng/ml者要好。HBV DNA滴度高者用拉米夫定治疗也往往无效,在过程中HBV DNA滴度先降后生者常提示HBV对拉米夫定抗药性的出现而失效。

病毒变异的检测

一、 HCV基因分型

    HCV高度变异,至少有七个基因型和许多基因亚型,HCV的基因变异对HCV感染者的诊断、病理、治疗及疫苗研究均具有重要实际意义。HCV基因分型的方法有PCR产物杂交法、分型引物RT-RFLP法、血清学方法(Immunoblot)及测序法等六种方法。他们检测分型结果之间总的吻合率约为94%。

    有研究显示1b型HCV感染者病情较重,并与肝硬化及 HCV 相关性肝癌相关,提示1b型致病性较强。

    HCV基因型与干扰素或干扰素/ribavirin疗效相关。1型持续反应率明显低于2型和3型。对1型病人疗程48周比24周疗效好,病毒滴度<200万拷贝/ml者疗效比>200万拷贝/ml者好。提示对基因2、3型HCV感染干扰素疗程以24周为宜,而1型则需48周。


二、 HCV基因序列分析


    HCV基因序列测定可用于了解NS5A(aa2209~2248)的干扰素敏感性决定区(ISDR)中aa 2209~2248的变异情况,预测干扰素的治疗反应。基因测序还可用于HCV感染的分子流行病学调查等。


三、 HBV基因分型与测序


    HBV可分为6个基因型(A-F),各型间aa序列相差8%。不同基因型HBV其地区分布不同,其临床意义尚未明了。但对HBV感染的血清学诊断可能有重要意义。

    HBV基因的某些区域变异具有重点临床意义。如前C区与C区变异可能与病情加重有关,S基因的a抗原决定簇变异株HBV可再感染乙肝表面抗体阳性人群。在拉米夫定与Famciclovir变异过程中因P基因发生变异(YMDD)而耐药。

基因芯片在肝炎病毒检测中的应用


一、 基因芯片的概念

    基因芯片是采用光刻合成或高速打印技术在硅片、玻片或尼龙膜上,按照特定的排列方式固定上大量的探针,形成一种DNA微矩阵,将样品DNA或RNA通过PCR或RT-PCR扩增、体外转录等技术并掺入标记分子后,与位于芯片上的探针杂交,通过同位素法、化学发光法、化学荧光法或EIA法显示,经高分辨率扫描仪扫描后,利用计算机进行综合分析,获得样品中大量基因序列及表达的信息。基因芯片是一种先进的快速高效大规模、高通量的检测技术。

    基因芯片的生物学原理并不复杂,就是根据遗传学中心法则,利用基因互补配对原则,在同一载体上同时进行多基因检测。简单的说就是高密度的斑点杂交技术。


二、基因芯片与传统膜杂交比较,其主要优点有:

1、微矩阵芯片点样密度远远高于膜的点样密度;
2、 微矩阵芯片可用双色荧光标记两种探针,这样数据准确度大大提高;而膜杂交通常只能用一种探针,数据可比性差;
3、微矩阵杂交体积小,只需20ul左右,灵敏度高,膜杂交体积2ml灵敏度差;
4、微矩阵芯片操作易于自动化(点样、杂交、图像处理、数据收集)。


三、应用


    诊断性基因芯片可用于肝炎及其变异株的研究。不仅可以同时检测多种肝炎病毒及其变异株、亚型,且检测的的突变株可涵盖HBV与HCV等几乎所有常见突变位点。可采用基因芯篇对不同种类肝炎病毒(HBV、HCV、HGV、HAV、CMV等)进行同时检测,并可一次检测获得结果;对单核苷酸多态性(SNP)基因分型研究(含对亚型和变异株进行筛查检测),亦可一次检出结果。目前已用于肝炎病毒的分型或变异。对HBV的YMDD变异分析检测。


四、目前基因芯片技术存在的问题


1、 假阳性率偏高;
2、 需要首先对检测标本进行PCR扩增;
3、 重复性、平等性、不同芯片的集成化和检测灵敏度等问题待解决。

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