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HIV-1基因型耐药检测及质量保证指南(Guideline for HIV-1genotyping drug resistance testing and quality assurance)

1周前 (06-28)免费医学资料28

HIV-1基因型耐药检测及质量保证指南

(2013年版)

Guideline for HIV-1genotyping drug resistance testing and quality assurance


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中国疾病预防控制中心

2013年3月20日


随着我国艾滋病抗病毒治疗工作的日益深化,HIV-1基因型耐药检测显示出越来越重要的作用,开展耐药检测的实验室也日益增多。截至2012年底,共有30余家实验室从事HIV-1基因型耐药检测,未来还将有更多的实验室参与其中HIV-1基因型耐药检测是对操作人员、实验室环境和设备有很高要求的分子生物学技术,为了对开展该项检测工作的实验室进行系统的技术和质量控制指导,保证检测结果的准确性和可靠性,特制定《HIV-1基因型耐药检测及质量保证指南》(以下简称《指南》)。

本指南自201112月开始编写,参与编写的人员为我国实验室检测、抗病毒治疗领域的专家和有富有实践经验的检测人员,同时聘请WHO和美国疾病预防控制中心的专家作为技术顾问,并参考了大量国内外相关学术文献及技术指导手册。经过编写组多次修订、补充和审定,于20133月完成《指南》终稿。《指南》分为八章,包括:HIV-1基因型耐药检测的人员要求、实验室环境与设置、样品管理、检测技术、质量控制和生物安全。

本《指南》起草单位:中国疾病预防控制中心性病艾滋病预防控制中心。

本《指南》参加编写单位:中国医科大学,中国人民解放军军事医学科学院微生物流行病研究所,上海市疾病预防控制中心,复旦大学公共卫生中心,云南省疾病预防控制中心,云南省传染病医院艾滋病关爱中心,北京出入境检验检疫局。

本《指南》编写主持人:蒋岩

本《指南》编写组人员:姚均、邢辉、尚红、李敬云、钟平、徐建青、马艳玲、杨绍敏、韩晓旭、张旻、潘品良、蒋岩、汪宁、康来仪、朱红、邢文革、肖瑶、邱茂锋、吴亚松。

本《指南》技术顾问:美国疾病预防控制中心杨春富、GAP北京办公室Chin-Yih Ou,齐明山。WHO北京办事处Nicole Seguy,张岚。

本《指南》编写工作联系人:姚均。

本《指南》自发布之日起实施,解释权归属中国疾病预防控制中心。

 HIV-1基因型耐药检测及质量保证指南编写组

2013年3月20日

目       录

第一章总则

第二章人员要求

第三章实验室环境与实施

第四章  样品采集、处理、运输和保存

第五章  常用HIV-1基因型耐药检测方法

第六章  室内质量控制

第七章  HIV-1基因型耐药检测能力验证(PT)

第八章  常见问题分析及解决方案

第九章  实验室生物安全

附表1  HIV-1基因型耐药检测样品送检及接收单

附表2  混合碱基转换码表

附表3  HIV-1基因型耐药突变位点分析表

附表4  HIV-1基因型耐药检测结果

附表5  国内In-house方法常用扩增及测序引物(B和07BC亚型)

附表6  美国CDC推荐引物

附表7  HIV-1基因型耐药检测能力验证样品接收专用单

附表8  HIV-1基因型耐药检测能力验证样品检测结果回报表

附件1  ChromasPro,BioEdit,MEGA4 软件应用程序

附件2 国际机构组织的HIV-1基因型检测能力验证(PT)介绍

参考文献

缩略语

第一章总 则

1.1意义

我国自2002年开展免费抗艾滋病病毒治疗以来,累计有十多万艾滋病病毒感染者和病人接受抗逆转录病毒治疗。由于艾滋病病毒本身高速复制及复制过程中缺乏自我校对功能等原因,易发生基因突变产生耐药。同时,在长期抗病毒治疗药物选择性压力作用下,艾滋病病毒耐药突变几率大大增加。耐药突变的产生和发展会影响抗病毒治疗的疗效。因此,及时进行耐药检测,在艾滋病预防与治疗中具有重要作用:首先,它广泛用于HIV-1感染人群的耐药监测,以了解HIV-1耐药毒株流行的状况、发展趋势以及影响因素,指导和完善大规模公共卫生模式抗病毒治疗的程序。其次,对个体在抗病毒治疗前进行耐药检测,可指导临床医生制定抗病毒治疗方案,保证抗病毒治疗的效果;此外,还可对抗病毒治疗失败病人进行耐药检测,指导临床医生分析治疗失败原因,并制定补救治疗方案。然而,与艾滋病实验室的常规血清学检测技术相比,耐药检测操作过程更为复杂,对人员、环境、设备有更高的要求,因此,制定《HIV-1基因型耐药检测及质量保证指南》,对指导艾滋病检测实验室更好地开展耐药检测具有重要意义。

1.2目的

规范HIV-1基因型耐药检测的方法与程序,保证检测质量,提高检测结果的准确性。

1.3适用范围

适用于在我国开展HIV-1基因型耐药检测的所有实验室。

第二章  人员要求

HIV-1基因型耐药检测人员分为检验人、复核人、签发人。

2.1检验人

所有相关检验人员至少有一年以上的分子生物学实验工作经验,接受国家级以上耐药基因型技术培训4周以上,能独立熟练地操作,会使用相关序列分析软件并经理论和实践操作通过考核。

2.2复核人、签发人

复核人应具备对检测过程进行分析、发现问题与解决问题的能力。

签发人为实验室负责人或认证认可体系文件中确定的人员。

第三章实验室环境与实施

依据《医疗机构临床基因扩增检验实验室管理办法(卫医发【2010】194号)》、《临床基因扩增检验实验室工作规范(卫医发【2003】8号)》和《全国艾滋病检测技术规范(2009年版)》的相关要求设置实验室。

HIV-1基因型耐药检测应在标准化的基因扩增实验室中进行,实验室应设置核酸扩增前区和核酸扩增后区两个独立的工作区域。核酸扩增前区包括设在不同房间或区域的试剂准备区和样品制备区;核酸扩增后区包括设在不同的房间或区域的扩增区和扩增产物分析区(图1)。各工作区必须有明确的标记,应采取单向工作流向,即试剂准备区→样品处理区→扩增区产物分析区,不得逆向流动。不同工作区域内的设备、物品不得混用。不同工作区域使用不同的工作服(例如不同颜色),工作人员离开各工作区域时,不得将工作服带出。

图1 HIV-1基因型耐药检测实验室具体分区与流程示例图(来自WHO)

各区的功能及所需的基本仪器及材料如下:

3.1试剂准备区:用于扩增试剂的储备、配制和分装。

3.1.1 2~8℃和-20℃冰箱。

3.1.2 混匀器。

3.1.3 加样器1套(20μL 、200μL、1000μL)。

3.1.4 微量离心机。

3.1.5 1.5mL离心管(无DNA和RNA酶)和1.5mL 试管架。

3.1.6 75%乙醇和移动紫外消毒灯。

3.1.6 专用工作服。

3.1.7 消耗品:有滤芯的一次性吸头(无DNA、RNA酶)、无粉手套、一次性吸水纸。

3.1.8 专用办公用品:记录纸及记号笔等。

3.3样品制备区:用于核酸提取和第一轮PCR反应液配制

3.3.1 二级生物安全柜。

3.3.2 2~8℃、-20℃或-80℃冰箱。

3.3.3台式高速冷冻离心机及微量离心机。

3.3.4 水浴箱或加热模块。

3.3.5 混匀器。

3.3.6 计时器。加样器1套(20μL 、200μL、1000μL)。

3.3.7 75%乙醇和移动紫外消毒灯。

3.3.8专用工作服。

3.3.9 消耗品:有滤芯的一次性吸头(无DNA、RNA酶)、无粉手套、鞋套、一次性吸水纸。

3.3.10 专用办公用品:记录纸及记号笔等。

3.3.11 如有条件可配置全自动核酸提取仪和制冰机。

3.3扩增区:第一轮PCR扩增和第二轮PCR反应模板添加。

3.3.1 二级生物安全柜。

3.3.2 -20℃冰箱。

3.3.3 核酸扩增仪。

3.3.4 微量离心机。

3.3.5加样器1套(20μL 、200μL、1000μL)。

3.3.6 75%乙醇和移动紫外消毒灯。

3.3.7 专用工作服。

3.3.8 消耗品:带滤芯的一次性吸头(无DNA、RNA酶)、无粉手套、一次性吸水纸。

3.3.9 专用办公用品:记录纸及记号笔等。

3.4 扩增产物分析区:对扩增产物鉴定和进行数据分析

3.4.1 2~8℃和-20℃冰箱。。

3.4.2加样器1套(20μL 、200μL、1000μL)。。

3.4.3 电泳槽、电泳仪。

3.4.4 天平。

3.4.5 凝胶成像仪。

3.4.6 75%乙醇和移动紫外消毒灯。

3.4.7 专用工作服。

3.4.8 消耗品:带滤芯无DNA、RNA酶的一次性吸头、无粉手套、鞋套、一次性吸水纸。

3.4.9 专用办公用品:记录纸及记号笔等。

3.4.10 使用商品化试剂盒和序列测定的仪器放置于该区域。

3.4.11 建议在该区所得到的实验结果数据和照片通过网络传输至办公区。

第四章样品采集、处理、运输和保存

用于HIV-1基因型耐药检测的样品类型可为血浆和滤纸片干血斑。在缺乏上述两种样品类型时,在保证血清样品质量的条件下,也可用于耐药性检测,其检测结果作为参考。

4.1 血浆样品

4.1.1 血浆样品的采集和处理

4.1.1.1采样器材:一次性抗凝真空采血管、持针器、蝶形针等。

4.1.1.2 抗凝剂:采用EDTA(乙二胺四乙酸)或ACD(枸橼酸钠),不要使用肝素,肝素是Taq酶的强抑制剂,且在核酸提取过程中很难除去。

4.1.1.3 样品标识:在采血管上标明唯一的样品编号。

4.1.1.4 样品采集量:通常考虑该样品进行多项检测(如CD4细胞与病毒载量)所需的样品总量,一般应采集全血8~10ml,采集的样品量应尽可能与定量采血管的刻度一致,采集量过多或不足,会造成血液凝固或被稀释。

4.1.1.5 样品的混匀:采集血液后,立即轻轻上下颠倒抗凝管(约10次),使血液与抗凝剂充分混匀。

4.1.1.6 要求在6小时内将采集的抗凝全血1500-3000r/min离心15分钟,上层即为血浆,吸出并分装到无菌、聚丙烯螺口、已贴上样品编号的冻存管中(无RNA酶),注明分装时间。

4.1.1.7 血浆样品不能灭活。

4.1.1.8 获取信息:按要求填写HIV-1基因型耐药检测样品送检及接收单,包括采集对象的基本信息和流行病学资料,抗病毒药物使用情况,病毒载量检测结果(附表1)。

4.1.2 血浆样品的转运及接收

4.1.2.1 根据《可感染人类的高致病性病原微生物菌(毒)种或样品运输管理规定》的要求运输,并严格控制运输的冷冻状态,防止样品融化。

4.1.2.2 发送样品时附带HIV-1基因型耐药检测样品送检及接收单(附表1)。

4.1.2.3 血浆运输时间在24小时内,应加入冰袋。如运输时间超过24小时,应使用干冰以保持血浆处于冷冻状态。

4.1.2.4 接收样品时,按HIV-1基因型耐药检测样品送检及接收单内容(附表1)核对样品数量,检查样品状况。

4.1.2.5 样品管破损造成样品溢出及明显溶血、凝血的样品,应重新采样送检;如果样品已经融化,4℃保存并尽快检测,记录冻融一次。

4.1.3 血浆样品的保存

4.1.3.1 样品保存应有专人负责,每天监测和记录冰箱温度。

4.1.3.2 保存条件:根据血浆检测时间而定,4天内可在4℃暂时保存,3个月以内应冻存于-20℃以下,3个月以上应置于-70℃以下。

4.1.3.3 血浆样品冻融不应超过3次。

4.1.3.4 防止样品变质、泄漏及污染。

4.2 滤纸片干血斑样品(Dried Blood Spots,DBS)

4.2.1 DBS采集与处理

4.2.1.1 使用Whatman903滤纸片。

4.2.1.2 在滤纸片上标记受检者编号和收集日期。

4.2.1.3 末梢血和抗凝血均可用于DBS制作。如果用末梢血制备DBS,采集部位为足、耳垂或手指。

4.2.1.4 用70%乙醇或酒精棉消毒采血部位。

4.2.1.5 用消过毒的针头小心刺破皮肤。

4.2.1.6 弃去第一滴末梢血。

4.2.1.7 将第二滴血点在滤纸片中央的圆圈内,大约每孔需要60-80ul全血,保证滴满圆圈。

4.2.1.8 每个样品应点满一张滤纸片的每个孔。

4.2.1.9 如用抗凝血制备DBS,使用移液器从前述采集的抗凝血样品管中吸取约80μl血样,对准滤纸片印圈的中心处,将血样滴在滤纸上。应滴满一张滤纸片的每个孔。

4.2.1.10 DBS于室温下自然干燥至少4小时(在潮湿气候下至少24小时),严禁加热和堆叠血片,避免滤纸标本的相互污染。

4.2.2 DBS保存

4.2.2.1 DBS干燥后,每张滤纸片应单独包装在一个不透气的密封塑料袋里,密封袋内

2-3包干燥剂和一个湿度指示卡。

4.2.2.2 装入DBS后应排尽袋内空气并将袋密封。

4.2.2.3 完整包装的DBS可在室温下避光储存2周。

4.2.2.4 收集2周后的DBS必须存放在-20 ℃或以下。

4.2.2.5 在贮存的第一周需要每天监测湿度变化,以后每周检查一次。湿度指示卡变成粉红色时,应更换湿度指示卡和干燥剂袋。检查包装袋是否漏气,必要时要更换包装袋。

4.2.3 DBS运输和接收4.2.3.1 在包装运输时不要折压DBS。

4.2.3.2 如果DBS收集后存放在室温并在2周内运送,可常温下用特快专递运送;已经保存在-20 ℃或以下的样品,应在冷冻条件下运送。4.2.3.4 接收样品时,按HIV-1基因型耐药检测样品送检及接收单(附表1)核对样品数量,检查样品状况。对于发霉或样品量明显不足等不合格样品,应要求重新采样送检。

4.2.3.6 收到的DBS应存放在-20℃或-80℃冰箱里。4.2.3.7 完成实验后DBS应至少保存12个月。

第五章常用HIV-1基因型耐药检测方法

目前,用于HIV-1基因型耐药检测方法主要有美国FDA批准的ViroSeq™ HIV-1基因型自动检测方法、TRUGENE® HIV-1基因型半自动检测方法和各实验室根据工作和研究需要自建的(In-house或Home-brew)方法。自建方法与前二种方法相比,检测结果的准确性无显著性差异且价格低廉,因此应用更为广泛。

5.1自建基因型耐药检测方法(In-house)

自建基因型耐药检测方法应按照实验室认可体系文件中非标方法的确认程序验证或根据WHO推荐的检测认证方法认证后使用。

5.1.1 适用范围与要求:

5.1.1.1 样品类型:血浆、滤纸片干血斑(DBS)。

5.1.1.2 对于血浆病毒载量≥1000拷贝/毫升样品扩增效率应大于85%。

5.1.1.3 扩增和测序的目的基因片段应覆盖蛋白酶区4-99位氨基酸和逆转录酶区38-320位氨基酸的基因区域。

5.1.1.4 可检测出我国流行的HIV-1B,BC,AE等主要亚型毒株。

5.1.2 操作过程:

5.1.2.1 实验前准备

(1)引物设计: 根据所检测的目的基因,参考文献和本地区HIV-1流行毒株的序列设计扩增和测序引物。建议先使用B亚型引物进行扩增,如果扩增效率不高,改用BC亚型引物进行扩增,还可以根据实际扩增情况使用美国CDC推荐引物进行扩增。用于HIV-1耐药检测常用的引物见附表5和附表6,更详细的信息可参考《HIV耐药监测策略和检测技术》中推荐的HIV-1耐药检测备用引物参考序列。

(2)主要试剂:实验室自建方法需配置病毒核酸提取、逆转录、扩增和测序反应等步骤所需的试剂。试剂要求见第六章。

5.1.2.2核酸提取

目前市场上有多种核酸提取试剂盒,可选择适合的一种,按照试剂盒说明书操作。提取血浆RNA常使用QIAamp viral RNA Mini Kit试剂盒,提取DBS样品中的总核酸(包括RNA和DNA常使用NucliSENS RNA Isolation kit试剂盒。实验中应加阳性和阴性外对照,提取RNA时应注意防止RNA降解。提取的RNA和需长期保存的DNA应在-80℃保存。

5.1.2.3逆转录和PCR扩增

将RNA模板、逆转录引物、dNTP、逆转录酶、RNA酶抑制剂、缓冲液和适量无RNA酶的超纯水加入反应管中,在适宜温度下进行逆转录反应,合成cDNA。将模板(DNA或cDNA)、dNTP、引物、缓冲液、Taq酶和适量灭菌纯水加入反应管中,置于扩增仪上,按照设定的程序进行PCR扩增。建议使用RT-PCR一步法试剂进行第一轮扩增反应。

(1)RT-PCR

下面以某试剂为例说明PCR体系配制过程,配制的总体系为25μl,配制体系见表4-2。

第一轮PCR运行程序是:

50℃ 30分钟,95℃ 5分钟;

94℃ 30秒,55℃30秒,72℃2分30秒,30循环;

72℃10分钟,4℃保温。

表5-1  第一轮PCR:一个反应体系配制(总体积为25μl)

成分

体积(μl)

10*buffer

MgCl2

dNTP

上游引物

下游引物

逆转录酶

Taq酶

RNA酶抑制剂

ddH2O

RNA模板

2.5

5.0

2.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

7.5

5.0

第二轮PCR反应总体系为50μl,配制体系见表4-3,运行程序是:

94℃ 5分钟;

94℃ 30秒,63℃ 30秒,72℃ 2.5分钟,30循环;

72℃ 10分钟,4℃保温。

表5-2  第二轮PCR:一个反应体系配制总体积为50μl)

成分

(μl)

扩增混合液

上游引物

下游引物

ddH2O

第一轮PCR产物

25

1.0

1.0

18

5.0

(2)扩增产物鉴定

制备琼脂糖凝胶(0.8%~1%),称取0.8~1.0g琼脂糖,加入100ml 1×TBE,加热熔化,冷却至60℃后加入5μl无生物污染核酸染料(如GoodView 或替代物SYBRGreen)。混合后均匀导入胶槽,室温放置30分钟待胶体凝固。然后吸取5μlPCR产物加入上样孔,以5V/cm电压电泳20~30分钟,待溴酚蓝或显色物迁移至凝胶长度的2/3~4/5处结束电泳,将凝胶置于凝胶成像分析仪内观察结果并照相保存。

(3)PCR产物纯化回收

在紫外光下切下目的条带装入1.5mlEP管中,用商品化凝胶回收试剂盒按操作说明书操作进行胶回收。

5.1.2.4 序列测定

可以在本实验室内测序,也可以送到有资质的商业测序公司进行。通常采用Sanger法进行DNA测序。将扩增产物、dNTP、ddNTP、测序引物、缓冲液、Taq酶和适量灭菌纯水加入反应管中,置于扩增仪上,按照设定的程序进行测序反应,在测序仪中读取序列数据。测序完成的序列保存为ABI格式。经过测序后获得的核酸序列,在进行耐药分析以前,需要对序列进行初步的质量评估、拼接、混合碱基判读、清理和质量控制等一系列流程。常用的软件包括序列质量评估软件、序列拼接和编辑清理软件及用于质量控制的系统进化树分析软件。其中,用于序列清理、拼接和编辑的软件为ChromasPro/SequencherBiEditMEGA4ChromasPro软件可以从http://technelysium.com.au/网站下载以及购买,BioEditMEGA4可以在网上免费下载。附件9中给出ChromasPro ,BioEdit,MEGA4 软件操作程序。

5.1.2.5耐药程度分析

提供HIV-1耐药基因型检测数据分析和解释系统(HIVDRDB)的主要机构有:国际艾滋病协会(IAS,http://www.iasusa.org),美国斯坦福大学(HIVDBhttp://hivdb.stanford.edu),法国国家艾滋病研究署(ANRShttp://hivfrenchresistance.org/index.htm)和比利时Leuven 大学Rega医学研究所(REGAhttp://www.kuleuven.ac.be/rega/cev)

耐药相关的基因突变一般分基因区报告,如将蛋白酶(PRO)和逆转录酶(RT)两个基因区的基因突变分开报告。基因突变以“字母-数字-字母”的书写方式来表示,第一个字母代表野生型病毒株特定密码子处的氨基酸,第二个字母代表在特定密码子处替换了的氨基酸。以美国斯坦福大学HIV耐药数据库使用为例,首先进入该数据库网站,点击HIV db PROGRAM框进入下一页面,选择ANALYZE SEQUENCES 框进入序列提交页面;可将整理好的文本格式序列直接粘贴在Text Input 框中,也可点击Text File Upload 框中的浏览键上传序列文本文件;可输入Identifier、Date等基本信息,点击右下角ANALYZE键,开始进行耐药位点分析。

美国斯坦福大学耐药数据库提供的结果包括样品号,分析时间,蛋白酶、反转录酶和整合酶区的氨基酸编码位置,病毒亚型及与数据库中同亚型序列的同源性,序列质量以及耐药位点及解释等基本信息。根据耐药突变位点得到某种药物的单分值,然后累计得到该药物的总分值,按照总分值来判断耐药的程度,0~9分为敏感,10~14分为潜在耐药,15~29分为低度耐药,30~59分为中度耐药,60分以上为高度耐药。

不同HIV-1 耐药基因型解释系统对耐药程度的划分不同:HIVDB 系统分为敏感(S)、潜在耐药(P)、低度耐药(L)、中度耐药(I)和高度耐药(H)五个水平;Rega、ANRS和商品化试剂盒所采用的系统则可分为敏感、可能耐药和显示耐药三个水平。

当耐药毒株在个体内病毒群体中的比例低于10%~20%时,通常检测不到其存在。因此,当在HIVDB、Rega 或ANRS系统中报告为“敏感时”,只可报告本次实验结果为“未发现耐药”,不可报告“敏感”。

5.1.2.6 出具耐药报告:由具体检测人填写耐药检测结果(附表4)并由复核人复核后签字。

5.2.2.7 结果审核和反馈:由实验室主管审核耐药报告并将报告由专门人员将结果录入中国疾病预防控制中心耐药系统,供临床医生参考。

5.2 TRUGENE® HIV-1基因型系统

TRUGENE® HIV-1基因型系统是最早经过美国FDA批准的用于HIV耐药检测方法,从含有病毒的血浆中提取病毒RNA,然后反转录成cDNA,在同一个反应体系中完成PCR扩增反应,最后用荧光标记测序产物并用自动的激光检测装置来检测。由“OpenGene UNIX”软件读取相关基因序列信息,然后由“GeneLibraian Module”分析样品中的基因型信息并产生耐药报告。

5.2.1 适用范围:

5.2.1.1 血浆,病毒载量 ≥1000 拷贝/毫升。

5.2.1.2 检测序列覆盖蛋白酶 (4~99aa) 和逆转录酶 (38~248aa)。

5.2.1.3 检测特点为单管RT-PCR反应扩增。

5.2.2 TRUGENE® HIV-1 基因型系统主要包括如下步骤:

5.2.2.1 样品制备:在样品制备区生物安全柜中使用QIAamp viralRNA Mini Kit或其它商品化试剂盒提取血浆中的RNA。

5.2.2.2 RT-PCR 反应:使用ABI9700热循环仪进行RT-PCR逆转录和扩增反应扩增靶基因。

5.2.2.3 DNA测序:使用ABI9700热循环仪进行CLIP测序反应。

5.2.2.4 电泳分析:制备MicroCel胶板,使用Long-Read Towers进行测定。

5.2.2.5 序列评估和结果确认:由两位技术员进行序列分析结果确认并填写附表3。

5.2.2.6 污染分析:对所测得的序列应用系统树分析鉴定是否有污染发生。

5.2.2.7 出具耐药报告:由具体检测人填写耐药检测结果(附表4)并由复核人复核后签字。

5.2.2.8 结果审核和反馈:由实验室主管审核耐药报告并将报告反馈给临床医生。

5.3 ViroSeq™ HIV-1 基因型系统

ViroSeq™是美国FDA批准的HIV-1基因耐药检测方法,包括病毒RNA提取、RT-PCR和测序所需的一系列试剂及自动分析处理软件一整套体系,可以扩增得到1.8kb长的POL区目的基因片段,使用正反向的7条引物进行测序,大大提高了结果的准确性。利用HXB-2作为参考序列可直接得到待检样品的突变位点,最终利用耐药评价系统得出耐药报告。

适用范围:

5.3.1 血浆样品、病毒载量为2000~750000 拷贝/毫升。

5.3.2 适合检测HIV-1 B亚型病毒株,但根据相关参考文献报道,同样能够检测出其它亚型的毒株。

5.3.3可检测出HIV-1完整蛋白酶基因编码区 (1~99aa) 和逆转录酶基因编码区(1~335aa )。

5.3.4 ViroSeq™ HIV-1基因型系统主要包括如下步骤:

5.3.4.1 样品制备:在样品制备区生物安全柜中提取血浆中的RNA。

5.3.4.2 RT-PCR 反应:使用ABI9700热循环仪进行RT-PCR反应扩增靶基因。

5.3.4.3 纯化定量:对RT-PCR产物进行纯化和定量。

5.3.4.4 DNA测序:使用ABI9700热循环仪进行循环测序反应。

5.3.4.5 测序分析:使用ABI 3100 DNA基因分析仪自动测序鉴定。

5.3.4.6 软件分析:使用ViroSeq HIV-1基因型系统软件分析序列。

5.3.4.7 结果确认:由两位技术员进行序列分析结果确认,填写附表3。

5.3.4.8 污染分析:对所测得的序列应用系统树分析鉴定是否有污染发生。

5.3.4.9 出具耐药报告:由具体检测人填写耐药检测结果(附表4)并由复核人复核后签字。

5.3.4.10 结果审核和反馈:由实验室主管审核耐药报告并将报告反馈给临床医生。

第六章 室内质量控制

HIV-1基因型耐药检测相对于艾滋病实验室其它检测技术,其操作过程更为复杂,对环境、设备有更高的要求,结果判断和序列分析要求人员有更好的专业知识和操作技能。所以更应加强对HIV-1基因型耐药检测实验室的管理与质量控制,它主要包括内部质量控制和外部质量评价两部分。

6.1内部质量控制

内部质量控制是在良好实验室整体环境支持下,从样品接收到发出报告整个过程每个环节的管理过程,包括:(1)人员(2)实验室分区和环境(3)仪器(4)试剂与耗材(5)检测过程(6)数据分析与结果报告。

6.1.2 人员与实验室分区和环境(参见第一章)

6.1.3 仪器设备维护

6.1.3.1 温湿度计须经计量部门校准,每年一次。每季度期间核查一次。

6.1.3.2 加样器的校准每年至少一次。

6.1.3.3 自动耐药检测仪、测序仪和离心机可委托公司校准,每年一次。

6.1.3.4 冰箱、水浴箱用校准合格的温度计测量温度,并做好记录。

6.1.3.5 PCR仪是整个HIV-1耐药检测最关键的仪器,性能的好坏决定实验结果的准确性。因此PCR的安装与维护应至少满足如下要求

(1) 应放置水平台上,电源电压须与仪器要求电压相一致,并连接地线。

(2)应在室温15℃至25℃之间运行。

(3) 每次实验时,最好在扩增仪内的孔中,全部放置样品管。若样品管少时,可用空管代替,以保证实验的一致性和重复性。

(4) 每次实验结束后,应及时擦干孔内存在的水分,盖上机盖。应定期清洁热盖和反应孔。

(5) 应定期用电子测温仪校准温度,每年应进行一次热电监测温度实验。

6.1.4 试剂及耗材

6.1.4.1 应购买经国家批准的优质试剂,产品应有名称、批号、生产厂家、试剂保存条件、有效期等。

6.1.4.2 所有试剂须严格按要求条件保存。

6.1.4.3 试剂盒拆封时,要记录拆封时间,所有试剂严格控制在有效期内使用。

6.1.4.4 实验用水:要求使用无DNA和RNA酶的水。

6.1.4.5 严格执行仪器和试剂的标准操作程序(SOP),不得擅自修改。

6.1.4.6 试剂盒质控品的使用,每次实验按照试剂盒说明书的要求使用试剂盒提供的质控品。

6.1.5 检测过程

6.1.5.1 样品质量应按第二章要求进行

6.1.5.2 PCR(包括逆转录和扩增)质控时,除待测样品外,还应设立阳性、阴性与空白对照。

阳性对照:与待测样品同质、HIV阳性且含有目的基因片段的标本。

阴性对照:与待测样品同质、HIV阴性且不含有目的基因片段的标本。

空白对照:不含模板的扩增试剂。

阴阳对照应与样本核酸同时提取、扩增、检测与分析。

6.1.5.3 PCR产物的检查与质控:每次用于测序的PCR产物都应该电泳检测是否扩增成功;扩增结果阴性的不应进行序列测定,每次测序50份样本应该加入一份已知序列的样本作为测序质控。

6.1.6 数据分析和耐药结果

6.1.6.1 核实最终所得的序列编号与之前的样品编号是否一致或对应。

6.1.6.2 序列编辑清理拼接须有两人完成,一人完成的序列编辑拼接和对变异位点的判读须由第二人复核,通过双人判读一致的结果才可以提交数据库。

6.1.6.3 对5%10%的单次提交序列按序列编辑的流程进行抽查,检查序列的修改是否正确,是否存在不正常的移码,如果发现存在移码序列,将序列挑出来,对照图文进行核对。检查是否存在氨基酸的缺失,插入和终止子。

6.1.6.4 应用BioEdit 软件对用ChromasPro所得到的序列排列和比对,再用MEGA软件对所得到一组序列进行分子进化树分析(参见附件1),通过对实验室以前的数据与当前数据进行比较,分析是否存在潜在的实验室污染。一旦发现污染应采取相应的措施。

6.1.6.5 检测人填写HIV-1耐药基因型检测结果(附表4),复核人对检测结果进行仔细复核并对结果提出结论、签字。

6.1.6.6 签发人对结果的结论进行审核、分析、总结、签字。

第七章   HIV-1基因型耐药检测能力验证(PT)

HIV-1基因型耐药检测实验室可以通过参加外部质量评价,及时发现问题,改进实验室工作,提高检测质量。确保所有进行HIV-1基因型耐药检测的结果都有高度的一致性。

HIV-1基因型耐药检测能力验证的组织者有国内和国外相关机构,国内的能力验证组织者必需定期参加并通过国际PT考核。

7.1国内组织的HIV-1基因型检测能力验证(PT)

7.1.1 参加者:我国开展HIV-1基因型耐药检测工作的所有实验室,鼓励有条件的实验室参加国际组织的PT活动。

7.1.2 组织者:中国疾病预防控制中心性艾中心参比实验室

7.1.3 HIV耐药检测能力验证活动的实施

 PT样品组成:由5份血浆样品组成,样品中含有耐药毒株或药物敏感株,耐药毒株中有蛋白酶和/或逆转录酶基因编码区的耐药突变位点。

7.1.4 PT频率:一年2次,分别为5月和10月。

7.1.5 PT样品的接收与保存:要求参加PT的实验室收到考核样品后,立即进行核对、检查,填写HIV-1基因型耐药检测能力验证样品接收专用单(附表7),如发现考核样品缺失、量不足、空管等情况,及时书面或E-mail报告,中国疾病预防控制中心性艾中心参比实验室负责补寄。收到样品后应及时检测或在-70℃以下保存。

7.1.6 PT样品的检测:要求将考核样品同实验室常规样品同时检测与分析,不应作为特殊样品处理。

7.1.7 PT结果的报告:参加PT的实验室必须在规定的时间内按要求回报。

7.1.8 PT结果报告内容与格式如下:

7.1.8.1将实验室的基本信息、试剂种类、扩增及结果分析按要求填入附表8。

7.1.8.2将编缉好的序列以fasta格式保存。

7.1.9 统计评分

参比室按照统一标准对各实验室的数据进行扩增能力、基因序列编辑能力和耐药位点判读能力分析,采用扣分制,将蛋白酶区和反转录酶区分别通过以下三个步骤进行统计评分:

步骤一:碱基误判总数(包括不完全错误、完全错误和缺失的碱基数),采用Possion分布计算P值,如果P≤0.01,扣除2分;如果0.01≤P≤0.05,扣除1分;如果P>0.05,则不扣分。

步骤二:完全错误数,如果P≤0.01,扣除1分;如果P>0.01,则不扣分。

步骤三:耐药位点错误数,如果错误数≥2,扣除1分;如果错误≤1,则不扣分。

每个样品的蛋白酶区和反转录酶区最多可分别扣4分,一个样品最多可被扣8分,一个考核盘最多可扣40分。根据分值对本次质评进行评价:被扣0—5分为优秀,被扣6-9分为优良,被扣10-14分为合格,被扣15以上则为不合格,表示此次操作存在较大问题,或多个序列中存在小问题。“合格”及以上实验室具备在HIV耐药监测与检测工作中独立承担本省(自治区、直辖市)耐药检测能力,“不合格”的实验室需要及时帮助找出原因,进行相关培训和技术指导,并继续追加考核样进行考核,直到“合格”为止。

7.2 国际组织的HIV-1基因型检测能力验证(PT)

目前,国际上较有影响力的HIV耐药检测的PT组织机构有三家:隶属于美国国立卫生研究院(national institutes of health,NIH)的病毒学检测质量评价(virology quality assessment,VQA)实验室,澳大利亚国家血清学参比实验室(national serology reference laboratory, NRL),欧盟分子诊断质量监控协会(quality control for molecular diagnostic,QCMD)。这三家PT组织机构在考评方法的程序上大体相同,但是在参加质评的实验室范围和质评的侧重点上存在差异,各组织机构的考评程序及评价方法参见附件2。

第八章  常见问题分析及解决方案

HIV-1基因型耐药检测由于实验操作过程复杂,影响检测结果因素多,在实际过程中会遇到很多问题,最常出现的是实验结果假阳性和假阴性问题,假阳性结果多为实验室污染所致,包括样品之间的交叉污染、产物污染或其它来源的污染;假阴性结果多由操作不当、试剂质量差或过期及仪器不准确等因素引起。

8.1出现假阳性的原因及解决方法

8.1.1 污染来源:

8.1.1.1 标本间交叉污染:收集标本的容器被污染,由于标本密封不严溢于容器外,加样器污染,标本的气溶胶扩散等。

8.1.1.2 PCR试剂的污染:配制试剂时,加样器、DEPC水、引物、酶等反应组分被模板污染。

8.1.1.3 PCR扩增产物污染:PCR扩增产物是最主要最常见的污染,因为PCR产物拷贝量大,极微量的PCR产物污染,就可造成假阳性。

8.1.1.4气溶胶污染 空气与液体面摩擦时就可形成气溶胶。剧烈地摇动反应管、开盖以及反复吸样都可形成气溶胶而污染。

8.1.2 污染预防

根据以上污染来源,采取以下相应防治措施:

8.1.2.1 制订“实验室污染监测及污染消除标准操作规程”,严格按照操作规程定期对实验室进行污染监测,做好记录。

8.1.2.2 对PCR实验室进行科学布局与分区(见第二章)

8.1.2.3 所有试剂均应在无PCR扩增产物区配制、分装和储存。

8.1.2.4 PCR用的去离子水和缓冲液均应高压灭菌。

8.1.2.5 引物和dNTP要用高压的去离子水在无菌条件下配制。

8.1.2.6 引物应在无PCR扩增产物环境中合成与纯化。

8.1.2.7 为避免以前实验中所产生的扩增产物污染,可在反应中以脱氧尿苷三磷酸(dUTP)代替脱氧胸苷三磷酸(dTTP),使得产生的特异扩增片段含有尿嘧啶,这样扩增前在反应混合液中加入尿嘧啶-糖苷酶(UNG),可破坏来自以前的扩增产物。

8.1.2.8 操作污染控制:实验室人员应该经过PCR专门培训,能熟练准确操作PCR。实验手法要规范,开盖时要小心避免液体溅出,最好在开盖之前离心几秒钟将壁上和盖上的液体甩到管底。 一旦发生飞溅应立即换手套。

8.1.2.9做好实验前后对实验室的消毒处理:实验前用75%乙醇涂布于操作台或器具表面,两分钟后用纸巾擦净。生物安全柜使用前应先开启紫外灯照射30分钟。实验完毕后应封好污染材料并移放入污物袋中;将75%乙醇涂布于操作台或器具表面,两分钟后用纸巾擦净;打开紫外灯照射至少15分钟。

8.2出现假阴性原因及解决方法

8.2.1 样品:样品质量是影响核酸提取效果的重要因素之一,为了得到高质量的核酸,在样品采集、处理、运输及保存过程中应严格按标准的操作程序进行。

8.2.2 模板:提取RNA试剂效率不高或在提取过程中模板丢失过多会造成反应体系中模板量过低,模板中含有蛋白质、杂质或Taq酶抑制剂及模板量过高时都会导致扩增效率降低,应在提取核酸过程中选用好的提取试剂盒,除去相关杂质,同时应根据病毒载量高低在核酸提取中加入合适的洗脱液,一般标准:病毒载量>15000拷贝/ml,加100μl;病毒载量2000 - 15000拷贝/ml,加50μl;未知病毒载量加50μl。

8.2.3 引物

8.2.3.1 引物设计不合理,引物与模板匹配性不好可能造成假阴性结果。因此,应根据样品感染途径及患者所在地区的主要流行株,初步判断感染毒株的可能基因亚型,然后设计和选取合适的引物进行扩增。

8.2.3.2 引物质量和浓度、两条上下游引物的浓度是否匹配,是PCR失败或扩增结果不理想的常见原因。有些批号的引物合成质量有问题,造成配制后的两条引物浓度不匹配,导致低效率的不对称扩增,对策为应选定一个产品质量好的引物合成公司;用引物原液做琼脂糖凝胶电泳,一定要有引物条带出现,而且上下游两条引物带的亮度应大体一致。如一条引物有条带,一条引物无条带,此时做PCR有可能失败,在稀释引物时要平衡其浓度;引物应高浓度小量分装保存,防止多次冻融或放置时间过久导致引物变质降解失效。

8.2.4扩增试剂

首先要了解试剂是否超过有效期,试剂存放方法是否达到要求,如果试剂盒在有效期内,贮存方法正确,那么就应该仔细、慎重地判断试剂是否是无效试剂或不合格试剂。可以用已知阳性样品,或试剂盒提供的阳性对照,严格按说明书操作扩增一次,如果结果是阴性说明试剂无效或不合格。对于新购买或放置时间过久的试剂在进行样本检测前应先使用阳性样本进行试验,检验其扩增有效性。

8.2.4.1 酶:酶的活性下降或丧失可导致假阴性。同时,应注意避免在反应液中漏加Taq酶或在凝胶中漏加染色剂而出现假阴性的情况。

8.2.4.2 Mg2+浓度:Mg2+浓度对PCR扩增效率影响很大,浓度高可能降低PCR扩增的特异性,浓度过低则影响PCR扩增产量甚至使PCR扩增失败。

8.2.4.3 反应体积:通常进行PCR扩增采用的体积为20μl、50μl或100μl。PCR扩增体积是根据科研和临床检测不同目的而设定的,小体系(20μL)扩增后在换成大体系(50μL)扩增一定要摸索反应条件,否则容易扩增失败。

8.2.4 物理原因

8.2.4.1 变性对PCR扩增来说相当重要,如变性温度低、变性时间短,极有可能出现假阴性;退火温度过低,可致非特异性扩增而降低特异性扩增效率;退火温度过高影响引物与模板结合而降低PCR扩增效率。

8.2.4.2 仪器故障:PCR扩增往往对仪器加热温度及各管间的差异有很高的精度要求,如果误差太大,势必出现假阴性。判断仪器是否正常,要测定加热体的温度是否准确,波动范围及各孔之间差异是否符合要求。

8.3 测序失败或序列质量不好的原因及解决办法

PCR产物有非特异性条带;待测样品序列中存在特殊结构:如G/C富集、G/C 聚集一般会造成测序信号突然减弱或消失;A、T连续结构后面的测序结果会出现套峰;测序引物与模板匹配性不好、引物降解或引物不纯时,测序反应的背景将明显增大,直接影响到测序结果;过长引物:一般要求测序引物不大于24bp,最长不能超过30bp;如存在双模板现象,需要对待测样品进行重新扩增送样,或进行克隆测序。

第九章 实验室生物安全

9.1 相关依据

《病原微生物实验室生物安全管理条例》、《实验室生物安全通用要求》、《可感染人类的高致病性病原微生物菌(毒)种或样品运输管理规定》、《人间传染的高致病性病原微生物实验室和实验活动生物安全审批管理办法》和《全国艾滋病检测技术规范》。

9.2 安全细则

9.2.1进入实验室应穿工作服、戴口罩、戴一次性乳胶手套。严禁在实验室内进食、饮水和吸烟以及使用化妆品。

9.2.2所有样品包括试剂盒中的人源性成份(如阴、阳性对照)都应在生物安全柜内进行处理。

9.2.3 样品应盛装在有螺旋盖的管子中,以防样品溅出或产生交叉污染。有潜在传染性物质溢出时,立即用0.1%次氯酸钠溶液或其它消毒剂处理污染区及器材;接触过标本的器材应置有专用消毒剂的容器,与一次性物品一起进行高压灭菌处理。

9.2.4 避免试剂盒中各种有毒有害化学成分(如叠氮钠、二甲基亚砜、异硫氰酸胍)对人体或环境可能造成的危害。

9.3 生物安全培训

9.3.1 所有涉及HIV-1耐药检测的人员都应经过严格的技术培训,要掌握生物安全保障的原则、措施。每个人的安全教育均应记录在实验室和人事档案中。

9.3.2 检测相关人员应主动接受实验室生物安全员以及安全负责人的监督。所有实验室意外事件均应进行记录和报告。

9.3.3 所有人员要保护自身和环境的安全。

9.3.4 参照实验室安全指南和标准操作程序的有关规定执行具体操作。

9.4 职业暴露处理

9.4.1 实验室应建立完善的艾滋病职业暴露后的预防机制。

9.4.2 发生职业暴露后,首先进行应急处理,然后根据暴露级别和暴露源头严重程度,评估风险级别,并决定是否进行预防性用药和用药程序,如需要时,尽早开始服用抗病毒药物。按规定进行职业暴露登记、检测和报告,注意做好保密工作。

附表1 HIV-1基因型耐药检测样品送检及接收单

送检单位[1]

送检日期[1]

接收单位[2]

接收时间[2]

采样时间[1]

样品种类[1]

保存温度[1]

运输条件[1]

姓       名[1]

性      别[1]

年龄[1]

职业[1]

国籍或民族[1]

户籍所在地[1]

既往病史[1]

治疗号/身份证号[1]

抗HIV病毒药物[1]

样品编号[1]

如为血浆

样品量[1]

样品量[2]

病毒载量值[1]

如为滤纸片干血斑

湿度指示卡[2]

干燥剂[2]

送样员签字[1]

接样员签字[2]

注释:【1】由送样单位填写,【2】由接样单位填写

附表2 混合碱基转换码表

混合碱基

判别

A+T

W

C+G

T+G

A+C

C+T

A+G

A+C+G

A+T+G

T+C+G

A+T+C

A+G+C+T

S

K

M

Y

R

V

D

B

H

N

附表3 HIV-1基因型耐药突变位点分析表

日期:

序列分析者

 分析人员1

 分析人员2

样品号

DNA 序列

突变位点

突变位点

签名:分析人员1              分析人员2               审核者

附表4    HIV-1基因型耐药检测结果

一、基本资料

样品来源

   1、*病人治疗编号

实验室样品编号

   2、病人姓名

性别

出生日期

身份证号

   *3、采血日期

   *4、送样单位所在地

单位名称

   *5、收样日期

   *6、检测地区

检测单位

检测者:                 复核人:

检测日期

   *8、耐药检测标本类

   *9、耐药检测方法

二、结果解释

药物类别

是否有结果

药物名称

耐药监测结果

1、核苷(酸)类反转录酶抑制剂

(1)拉米夫定(3TC)

(2)阿巴卡韦(ABC)

 (3)齐多夫定(AZT)

(4)司他夫定(D4T)

 (5)去羟肌苷(DDI)

(6)恩曲他滨(FTC)

(7)替诺福韦(TDF)

(8)其他

2、非核苷(酸)类反转录酶抑制剂

(1)利匹韦林(RPV)

(2)依非伟伦(EFV)

(3)依曲韦林(ETR)

(4)奈韦拉平(NVP)

(5)其他

3、蛋白酶抑制剂

(1)阿扎那韦+利托那韦

(2)达芦那韦+利托那韦(DRV/r)

(3)福沙那韦+利托那韦(FPV/r)

(4)茚地那韦+利托那韦(IDV/r)

 (5)洛匹那韦+利托那韦(LPV/r)

 (6)奈非那韦(NFV)

附表5 国内In-house方法常用扩增及测序引物(B和07BC亚型)

引物名称要改07BC亚型(5'-3')

B亚型(5'-3')

RT20

PRO1

MAW26

RT21

CTGCCAATTCTAATTCTGCTTC

CAGAGCCAACAGCCCCACCA

TGGAAATGTGGAAAAGAAGGAC

CTGTATTTCAGCTATCAAGTCTTTTGATGGG

RT20

PRO1

MAW26

RT21

CTGCCAGTTCTAGCTCTGCTTC

CAGAGCCAACAGCCCCACCA

TTGGAAATGTGGAAAGGAAGGAC

CTGTATTTCTGCTATTAAGTCTTTTGATGGG

PRO1

RTAS-qian

RTB

PROC1S

RT20-07BC

CAGAGCCAACAGCCCCACCA

GGACCTACACCTGTCAAC

CCTAGTATAAACAATGAGACAC

GCTGGGTGTGGTATTCC

CTGCCAATTCTAATTCTGCTTC

PROS3

RTAS-qian

RTB

PROC1S

RT20S3

GCCAACAGCCCCACCA

GGACCTACACCTGTCAAC

CCTAGTATAAACAATGAGACAC

GCTGGGTGTGGTATTCC

GTTCTAGCTCTGCTTC

附表6美国CDC推荐引物

引物名称

序列(5’    3’)

位置

目的

PRTM-F1*

F1a-GAARGAITGYACTGARAGRCAGGCTAAT

F1B-ACTGARAGRCAGGCTAATTTTTTAG

2057-2085

2068-2092

逆转录,混合成分之一

逆转录,混合成分之一

PRTM2-F1

TAGGGARAATYTGGCCTTCC

2090-2109

备用RT-PCR引物

RT-R1

ATCCCTGCATAAATCTGACTTGC

3370-3348

逆转录

PRT-F2

CTTTARCTTCCCTCARATCACTCT

2243-2266

巢式PCR和测序

RT-R2

CTTCTGTATGTCATTGACAGTCC

3326-3304

巢式PCR和测序

SeqF3

AGTCCTATTGARACTGTRCCAG

2556-2577

测序

SeqR3

TTTYTCTTCTGTCAATGGCCA

2639-2619

测序

SeqF4

CAGTACTGGATGTGGGRGAYG

2869-2889

测序

SeqR4

TACTAGGTATGGTAAATGCAGT

2952-2931

测序

注:PRTM-F1    F1aF1b1:1混合

附表7 HIV-1基因型耐药检测能力验证样品接收专用单

实验室名称

接收日期

收到样品量

编号

体积(ul)

样品状态

外包装是否完整

是                 否

冰块是否融化

是                 否

样品是否融化

是                 否

计划检测日期

检测方法

接收样品后存放温度

4℃         -20℃        -80℃        其它

接收人

实验室

负责人

填表日期:

附表8 HIV-1基因型耐药检测能力验证样品检测结果回报表

实验室编号

实验室名称

考核样品号

病毒载量

样品收到日期与状态

核酸提取日期、方法与试剂名称批号

核酸扩增日期与试剂名称批号

蛋白酶区(PI)氨基酸变异位点

逆转录酶区(RT)变异位点

操作人员签字:

日       期:

审核人签字:

实验室负责人签字:

日期:

附件1 ChromasPro,BioEdit,MEGA4 软件应用程序

序列剪切以及拼接:用ChromasPro软件打开保存的ABI文档进行序列剪切及拼接:打开ChromasPro软件,选择File → new → Sequencing Project,得到Untitled Project后选择Project → Add Files,将目标序列添加到Project 中;双击序列名称得到该序列图谱,查看图谱峰型,选择前段峰型杂乱部分点击该处碱基,选择Edit →set left cutoff同样选择末端峰型杂乱部分点击该处碱基,选择选择Edit → set right cutoff,依次剪好添加到Pro连接头的所有序列后,选择Project →Assemble selected,单击Name__contig 0 可修改Project 名称,双击以后则打开拼接好的序列,可进行混合碱基判定。通过寻找EALL 基序前推60个左右碱基找到CCTCAA/CCTCAG来确定起始位点。

进化树分析:打开BioEdit open一条序列 → import一批序列 →accessory Application   ClustalW Multiple alignment Run ClustalW序列进行比对,选中前后两端不对齐序列,在Edit mode cut save as *.fas格式。序列比对完成后,使用MEGA打开该文件 →data export Alignment MEGA Format →使用MEGA打开后其中Phylogeny 菜单中选择Bootstrap Test of Phylogeny →Neighbor Joining →Bootstrap 1000Mode Nucleotide: Kimura 2-parameter→Compute可得到一个简单的树图(图2)。系统进化树上的数字表示节点的可信度,根据节点距离来比较序列之间的相似度。



系统进化树图

附件2 国际机构组织的HIV-1基因型检测能力验证(PT)介绍

美国国立卫生研究院的病毒学检测质量评价实验室(VQA)的HIV耐药基因型检测PT体系

组织者:美国NIH。专门提供PT考核的VQA实验室位于美国RUSH大学医学中心,为申请或已成为HIVResNet网络的实验室成员提供PT质控品。

参加者:参加其艾滋病临床实验室项目(AIDS clinical trials group,ACTG)的实验室必须参加。所有新参加质评的实验室须先通过两个质控盘的预测,方能进入“预备审批”状态,开始实时质评,根据每个实验室最近四个质控盘的测试结果来综合评判实验室的级别。

质评频率和质控盘组成:

一年两次,分别在每年的5月和11月寄出。质控盘由5个样品组成,主要由临床样本制备,可能含耐药毒株或药物敏感株,每个质控品的体积为1.2ml,病毒载量一般在5000拷贝/ml以上。样本采用干冰低温运输。

质控品检测的结果提交:

参加质评实验室的检测时间为4周,检测方法可以是目前的商品化试剂盒Trugene(TG)和Viroseq(VS),也可以是实验室自建的方法(in house,IH)。各实验室需在检测的最后期限前通过FSTRF网站http://www.fstrf.org/VQA/提交检测结果。需递交的文件根据检测方法不同而异,主要包括样本基本信息、拼接编辑后的序列文件的耐药突变判读文件。

质评的过程

(1)生成共享序列。根据检测方法(TG、VS和IH)将所有参加质评实验室的序列分为三类,然后将采用TG和VS方法检测产生的序列分别生成共享序列。如将所有采用TG方法检测产生的序列放在一起进行比对,按80%一致性的原则得到共享序列,如果一个核苷酸不能达到80%的标准,则产生“N”,这个位点不参加后来的评判。由于各实验室IH方法可能不同,所以根据TG和VS的共享序列再生成一个共享序列,用于IH检测方法的评价。

(2)判别碱基判断的错误。碱基判断错误分为以下三种情况:

1)不完全错误:如果共享序列为混合碱基,而所报序列为混合碱基中的一个碱基。

2)完全错误:如果所报序列和共享序列的碱基完全不符。

3)缺失:如果共享序列中的相应碱基,在所报序列中为N。

(3)统计评分。采用扣分制,将蛋白酶区和反转录酶区分别通过三个步骤进行统计评分:

步骤一:碱基误判总数(包括不完全错误、完全错误和缺失的碱基数),采用Poisson分别计算P值,如果P≤0.01,扣除2分;如果0.01<P≤0.05,扣除1分;如果P>0.05,则不扣分。

步骤二:完全错误数,如果P≤0.01,扣除1分;如果P>0.01,则不扣分。

步骤三:耐药位点错误数,如果错误数≥2,扣除1分;如果错误数≤1,则不扣分。

每个样本的蛋白酶区或反转录酶区最多可扣4分,一个样本则最多可扣8分,一个质控盘最多可扣40分。根据分值对本次质评进行评价:0~7分为合格(certified,C),表明此次操作合格;8~14为预备合格(provisionally certified,PC),表示此次操作中存在小问题;15~40为不合格(probation,P),表示有较大的问题,或多个序列中存在小问题。

如果参加质评的实验室有一个样本检测完全失败,未能递交这份样本的结果,则会扣8分,为PC;如果有两个样本的检测完全失败,则会扣16分;如果未在规定的期限递交检测结果,则在C、PC和P后面加1,如果该实验室为第二次或两次以上在规定的期限外递交,则在C、PC和P后面加2。C1和PC相当,而C2或PC1和P相当。

根据最近4个质控盘成绩对实验室的能力进行评价。C记为1分,PC记为2分,P记为4分,根据质评的总分值进行评价,具体见下表。

评价

质评分值

等级

解释

认可

4~6

A

该实验室可以从事HIV耐药基因检测

预备认可

7~9

PA

该实验室可在专家的指导下从事HIV耐药基因检测

未认可

10~13

NA

该实验室不适合从事HIV耐药基因检测

剔除

≥14

ME

该实验室不适合从事HIV耐药基因检测

澳大利亚NRL的PT体系

质评的目的:标化参加实验室的HIV-1耐药基因型检测的过程,使其结果具有可比性。

组织者:澳大利亚国家血清学参比实验室(NRL),其HIV耐药基因型检测质评计划的名称是TAQAS。

质评频率和质控盘组成:

一年两次。质控盘由5个样品组成,主要由临床样本制备,也包括小部分的病毒培养上清液,可能含耐药毒株或药物敏感株。样本采用干冰低温运输。

质控品检测的结果提交:

各实验室将完整的编辑好的核苷酸序列,耐药相关的突变位点以及对药物的耐药解释结果通过NRL网站提交给提供质控品的实验室。

质评的过程

(1)编辑好的序列的提交。每个参与的实验室要至少提交每个考核盘5个样本中的4个序列,少于4个的没有分,但是会分析结果。每个样本蛋白酶区或逆转录酶区没提交,扣1分。没有按时提交的每延迟一周扣1分。

(2)序列的系统进化树分析。对每个样本的所有提交序列做系统进化树,步长值(Bootstrap values)高于70%的有效。每个无效序列扣5分,所有序列有效率低于80%的没有分。

(3)序列比对。每个提交的序列与目标基因型(TG)比对。每个序列蛋白酶区和逆转录酶区比对不成功的各扣1分。

(4)序列一致率。98%≤一致率<99%,扣2分;95%≤一致率<98%,扣5分;90%≤一致率<95%,扣10分;一致率<90%,扣15分。

(5)耐药突变位点(DRMs)。与目标基因型(TG)比对,90%<一致率<95%,扣2分;85%<一致率<90%,扣5分;80%<一致率<85%,扣10分;一致率<80%,扣15分。

(6)主要耐药突变位点检测。不一致的每个扣5分。

以上6点累计扣分≤33分的,可判定为合格。

(7)耐药解释结果的一致率。不计入总分,作为分级标准。每种方法单独比较,一致率>95%为高级(High),75%≤一致率≤95%为中级(Moderate),一致率<75%为低级(Low)。

欧盟分子诊断质量监控协会(QCMD)的PT体系

质评的目的:评估各实验室检测HIV-1耐药突变的能力,改进实验室的分子诊断质量。

组织者:欧盟分子诊断质量监控协会(QCMD),其HIV耐药基因型检测质评计划的名称是ENVA。

质评频率和质控盘组成:

一年一次。质控盘由5个样品组成,主要由临床样本制备,也包括小部分的病毒培养上清液,可能含耐药毒株或药物敏感株。质控品采用冻干粉形式常温邮寄。

质控品检测的结果提交:

参加质评实验室的检测时间为6周,检测方法可以是目前的商品化试剂盒Trugene(TG)和Viroseq(VS),也可以是实验室自建的方法(in house,IH)。各实验室需在检测的最后期限前在网络上通过QCMD数据库将序列提交。

质评的过程

(1)生成共享序列:将所有的序列放在一起进行比对,按60%一致性的原则得到共享序列。将参与者提交的序列与共享序列比对。

(2)统计评分:与前两种体系不同,该系统采用得分制,与共享序列的密码子相同得1分,不同记0分。如果有2或3个混合碱基,检测到混合碱基或正确的突变碱基得1分。最后根据累积得分分为A、B、C、D四个等级。

参考文献

1.邵一鸣.HIV耐药监测策略和检测技术.北京:人民卫生出版社,2010:100-190.

2. 中国疾病预防控制中心.《全国艾滋病检测技术规范(2009版)》,2009:31-34.

3.《临床基因扩增检验技术》,人民卫生出版社,2002.

4. WHO,WHO manual for HIV Drug resistance testing using dried blood spot specimens[K].2010,USA.

5. Chunfu Yang, Danuta Pieniazek, Sherry M.Owen et al. Detection of phylogenetic diverse human immunodeficiency virus type groups M and O from plasma by using highly sensitive and specific generic primers. J Clin Microbiol 1999;37(8):2581~ 2586.

7. Martin S.Hirsch, Huldrych F.Gunthard, Jonathan M.Schapiro et al.Antiretroviral drug resistance testing in adult HIV-1 infection: 2008 recommendations of an International AIDS Society-USA panel. Clin Infect Dis2008; 47 (2): 266-285.

8. Guidelines for the Use of Antiretroviral Agents in HIV-1-Infected Adults and Adolescents. DHHS , 2008. http://AIDSInfo.nih.gov/guidelines.

9. Johnson VA, Brun-Vézinet F, Clotet B et al. Update of the Drug Resistance Mutations in HIV-1: Spring 2008.Top HIV Med 2008;16(4): 121.

10. 陈曦,贺健梅,龚向东.艾滋病性病实验室诊断手册,湖南大学出版社,2011年.

11. A Pandit,W.G.Mackay,C.Steel et al.HIV-1 drug resistance genotyping quality assessment: Results of the ENV/A7 Genotyping Proficiency Programme. Journal of Clinical Virology 43(2008)401-406.

12. Chunfu Yang, Amanda McNulty, Karidia Diallo et al. Development and Application of a Broadly Sensitive Dried-Blood-Spot-Based Genotyping Assay for Global Surveillance of HIV-1 Drug Resistance. J Clin Microbiol 2010;p(9):3158~ 3164.



缩略语:

HIV

(Human Immunodeficiency Virus)

人类免疫缺陷病毒

AIDS

(Acquired Immunodeficiency Syndrome)

获得性免疫缺陷综合征

ART

(Antiretroviral Therapy)

抗逆转录病毒治疗

DBS

(Dried Blood Spot)

滤纸片干血斑

EDTA

(Ethylene Diamine Tetraacetic Acid)

乙二胺四乙酸

ACD

(Sodium Citrate)

枸橼酸钠

PCR

(Polymerase Chain Reaction)

聚合酶链反应

RT

(Reverse Transcription)

逆转录

PT

(Proficiency   Testing)

能力验证


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