(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) (13) T3 (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (13) T3 (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (51) Int. Cl. C12Q1/70 ( ) (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej Europejski Biuletyn Patentowy 2007/09 EP B1 (54) Tytuł wynalazku: Ilościowe wykrywanie wirusa HDV przez test PCR w czasie rzeczywistym (30) Pierwszeństwo: (43) Zgłoszenie ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 2006/06 (45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 08/2007 (73) Uprawniony z patentu: ASSISTANCE PUBLIQUE - HOPITAUX DE PARIS, Paris, FR (72) Twórca (y) wynalazku: PL/EP T3 Deny Paul, Carrières sur Seine, FR Gault Elyanne, Paris, FR Le Gal Frédéric, Claye Souilly, FR (74) Pełnomocnik: Kancelaria Patentowa rzecz. pat. Rokicki Bogdan Warszawa Al. Jerozolimskie 151, I p. Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 Opis Niniejszy wynalazek dotyczy specyficznych odczynników do ilościowego testu HDV, a zwłaszcza do kontrolowania miana wirusa HDV u chronicznie zainfekowanych pacjentów. Wynalazek ten dotyczy również takiego testu ilościowego. Wirus delta zapalenia wątroby (HDV) jest odpowiedzialny za poważne, ostre i przewlekłe zapalenie wątroby u pacjentów współzainfekowanych wirusem B zapalenia wątroby. Leczenie polega na długotrwałym podawaniu dużych dawek interferonu alfa (IFN), a skuteczność leczenia jest zwykle kontrolowana przez wykrywanie specyficznego genomu anty-hdv IgM lub HDV w surowicy krwi. Wirus delta zapalenia wątroby (HDV) jest wirusową cząstką o wielkości 36 nm zależną pod względem łączenia i propagacji wirionów od wirusa B zapalenia wątroby (HBV) 1. Cząstka HDV złożona jest z kołowego jednonitkowego genomu RNA zawierającego 1672 do 1697 nukleotydów 2,3, który łączy się z dwiema wirusowymi proteinami shd i LHD, aby utworzyć proteinę rybonukleinową. W trakcie replikacji wirusowej ta proteina rybonukleinowa pączkuje poprzez hepatocytową

3 - 2 - siateczkę endoplazmową i uzyskuje osłonkę, w której osadzone są powierzchniowe antygeny zapalenia wątroby typu B (HBsAg). Ekstensywna komplementarność śródmolekularna prowadzi do tworzenia par podstawowych i nadaje genomowi HDV strukturę pseudopodwójnej nitki 3 (fig. 1). Ekstensywne analizy sekwencyjne licznych izolatów doprowadziły do klasyfikacji HDV na co najmniej 7 różnych grup o różnych rozkładach geograficznych 2. W skrócie wirusy HDV grupy 1 (genotyp I, dalej HDV-1) są obecne na większości obszarów, grupy 2 i 4 (genotypy odpowiednio IIA i IIB, dalej HDV-2 i HDV-4) występują na terenach wschodnich, grupy 3 (genotyp III, HDV-3) na północy Ameryki Południowej, a grupy 5, 6 i 7 (HDV-5, HDV-6 i HDV- 7) - w Zachodniej Afryce 2,4-7 (patrz również WO 03/027291). Infekcja HDV może spowodować poważną chorobę wątroby z piorunującym zapaleniem wątroby występującym co najmniej 10 razy częściej niż w wypadku samego wirusa HBV i ze współczynnikiem chroniczności w zakresie 70-90% w wypadku superinfekcji 1,8,9. W wielu wypadkach chroniczne zapalenie wątroby typu delta przechodzi w marskość wątroby (60-70%) i w raka wątroby 10,11, a skuteczność żywienia zawodzi 12,13. Faktycznie, po 12 miesiącach podawania, interferonu alfa (IFN) w dużej dawce (27 MU na tydzień) (co jest jedynym reżimem, który wydaje się zwiększać długoterminową przeżywalność 14 ) tylko około 50% pacjentów reaguje na leczenie, a 40% pacjentów ma nawrót choroby w ciągu 6 miesięcy po zakończeniu terapii 12. Ani lamivudine, inhibitor nukleozydowego analogu polimerazy HBV-DNA 15,16, ani ribavirin, acyclovir lub famciclovir nie są skuteczne w zwalczaniu infekcji HDV Diagnozowanie infekcji HDV zwykle polega na wykrywaniu specyficznych przeciwciał anty-hdv w obecności anty-hdv IgM

4 - 3 - odzwierciedlającej zachodzącą replikację wirusową. Jednakże serologicznemu podejściu do wykrywania replikacji wirusa brakuje czułości 20,21. Podsumowanie rozwoju markerów B i delta podczas koinfekcji i superinfekcji przedstawiono w Międzynarodowym Zgłoszeniu PCT WO 03/ Antygen HDV jest rzadko wykrywany w surowicy za wyjątkiem ostrej infekcji (przed serokonwersją przeciwciał), albo wśród chronicznie zainfekowanych pacjentów z silną immunosupresją 22. Dlatego replikacja wirusa HDV jest najskuteczniej oceniana przez wykrywanie HDV- RNA w surowicy przy zastosowaniu domowych testów jakościowych PCR 23 w czasie rzeczywistym. Chociaż wykrywanie HDV-RNA w surowicy jest zwykle związane z uszkodzeniem wątroby i słabym wynikiem 24, nie pozwala ono ocenić skuteczności leczenia tak dokładnie jak podejście ilościowe 25. Test PCR w czasie rzeczywistym stanowi dokładny i czuły sposób kwantyfikacji genomów wirusowych z główną zaletą unikania manipulowania po PCR, co może być powodem podnoszenia DNA. Sprawozdania z kilku badań donoszą o zaletach tego sposobu kwantyfikacji genomów wirusowych w próbkach krwi Ostatnio Yamashiro T. i inni opracowali test PCR przeprowadzany w czasie rzeczywistym w celu kwantyfikacji HDV-RNA w surowicy i zasugerowali możliwą korelację pomiędzy mianem wirusa a stadium klinicznym choroby wątroby 29. Primery użyte przez Yamashiro T. i in. były opracowane na podstawie obszaru zachowanego wśród genotypów HDV typu 1, 2a i 2b. Dlatego primery te nie uwzględniają innych genotypów HDV.

5 - 4 - Ogólne zasady ilościowego testu PCR w czasie rzeczywistym są znane i przykładowo są opisane w publikacjach Poitras i in. 43 oraz Gibson i in. 44. Test PCR w czasie rzeczywistym oparty na technice TaqMan umożliwia kwantyfikację DNA lub cdna w dużym zakresie dynamiki ( kopii) i dlatego jest dobrze dostosowany do kwantyfikacji genomów wirusowych. W wypadku HDV taki duży zakres kwantyfikacji jest potrzebny zważywszy, że bardzo duże obciążenia wirusowe zostały wykryte u szympansów (podczas ostrej fazy infekcji po bezpośrednim wszczepieniu w wątrobę) 36 i że katamneza terapii wymaga możliwości wykrywania bardzo małych ilości RNA. Ponadto możliwość manipulowania wieloma próbkami i brak manipulowania po teście PCR powodują, że jest to bezpieczne i wygodne podejście do diagnozowania klinicznego. Jednakże żaden z proponowanych już sposobów nie nadaje się do wykrywania z dobrą czułością i z wysoką specyficznością żadnego genotypu HDV łącznie z typem 3 i z ostatnio opisanymi typami 5, 6 i 7. Ponadto opracowanie dokładnego i czułego testu do kwantyfikacji HDV-RNA w próbkach krwi stwarza dwa problemy techniczne. Po pierwsze, pręcikowa struktura HDV-RNA spowodowana przez śródmolekularne tworzenie par podstawowych w ponad 70% sekwencji 3,37, ma skłonność do pogarszania sprawności syntezy cdna i dlatego również skuteczności testu PCR. Po drugie, genetyczna zmienność wirusa 2,4-7 implikuje specyficzną konstrukcję primerów i sondy. Faktycznie, rozbieżność pomiędzy typami wirusa HDV okazała się być większa niż 37% w całej nukleotydowej sekwencji genomu 2. Wynalazcy postawili sobie zatem za cel opracowanie odczynników do cząsteczek kwasu nukleinowego wirusa HDV, które nadawałyby się

6 - 5 - do przeprowadzania testu umożliwiającego kwantyfikację HDV-RNA wszystkich typów wirusa HDV w surowicy zainfekowanych pacjentów. Kwantyfikacja HDV-RNA w surowicy odczynnikami według niniejszego wynalazku, wybranymi spośród rybozymów stanowi nieoczekiwanie w porównaniu ze stanem techniki ulepszenie w diagnozowaniu pacjentów. Faktycznie, opracowane w tym zakresie primery i sonda, pomimo silnych struktur drugorzędowych w nich zawartych, prowadzą do uzyskania skuteczności testu PCR powyżej 93%. Ponadto, pomoże to zrozumieć naturalną historię infekcji wirusem HCV i zdefiniować wytyczne do leczenia chronicznego zapalenia wątroby typu delta. Wymieniony test był nieoczekiwanie wystarczająco czuły, by wykrywać 100 kopii HDV-RNA na ml surowicy, był powtarzalny i pozwalał na skuteczne wykrywanie genomu wszystkich typów wirusa HDV łącznie z typem 3 i z ostatnio opisanymi typami 5, 6 i 7. Określanie obciążenia wirusowego u leczonych pacjentów byłoby pomocne w odróżnianiu pacjentów reagujących od pacjentów niereagujących na terapię IFN z większą dokładnością niż zapewniana przez zwykłe podejście jakościowe lub przez podejście ilościowe oparte na użyciu primerów wybranych z obszaru kodowania antygenu delta. Przedmiotem niniejszego wynalazku jest zatem sposób wykrywania HDV-RNA w próbce biologicznej charakteryzujący się tym, że zawiera: (1) etap ekstrahowania HDV-RNA z próbki biologicznej oraz (2) etap oceniania ilości tego HDV-RNA przez kwantyfikację PCR w czasie rzeczywistym, obejmującą: - wzmacnianie odpowiedniego cdna w obecności co najmniej dwóch primerów wybranych z grupy złożonej z następujących par:

7 - 6 - (a) Delta-F (primer przedni): 5 -GCATGGTCCCAGCCTCC-3 (SEQ ID Nr 1) i Delta-R (primer tylny): 5 -TCTTCGGGTCGGCATGG-3 (SEQ ID Nr 2) oraz (b) T3-Delta-F (primer przedni): 5 -GCATGGCCCCAGCCTCC-3 (SEQ ID Nr 3) i Delta-R (primer tylny): 5 -TCTTCGGGTCGGCATGG-3 (SEQ ID Nr2). Ze względu na istnienie jednego niedopasowania z sekwencjami genomu typu III drugi primer przedni został specjalnie przewidziany do wzmacniania izolatów HDV-3: T3-Delta-F: 5 - GCATGGCCCCAGCCTCC-3 (SEQ ID Nr 3); dlatego wymienione wyżej dwie pary primerów mogą być korzystnie używane równocześnie; oraz - wykrywanie liczby utworzonych amplikonów i porównywanie tej liczby z co najmniej próbką kontrolną. Według korzystnego przykładu realizacji tego sposobu etap wykrywania przeprowadza się w obecności sondy fluorogenicznej [sonda Delta-P] złożonej z następującej sekwencji: 5 - ATGCCCAGGTCGGAC- 3 (SEQ ID Nr 4). Według innego korzystnego przykładu realizacji tego sposobu wymieniony etap wykrywania obejmuje jako próbkę kontrolną pozytywną próbkę kontrolną wybraną z grupy złożonej z obszaru R'1 genomu HDV odpowiadającego położeniom , (patrz Międzynarodowe Zgłoszenie PCT WO 03/027291), fragmentu wymienionego obszaru R 1 zawierającego amplikon (położenia ) oraz całego genomu HDV, przy czym ta pozytywna próbka kontrolna ma korzystnie postać plazmidu. Według innego korzystnego przykładu realizacji tego sposobu wymieniony etap wykrywania obejmuje jako próbkę kontrolną pozytywną próbkę kontrolną opisaną powyżej oraz negatywną próbkę kontrolną (na przykład surowiczna próbka negatywna wobec HDV).

8 - 7 - Położenia różnych primerów i sondy (SEQ ID Nr 1-4) na genomie HDV przedstawiono na fig. 1, przy czym miejsca w genomie HDV są zaznaczone na kołowym genomie w orientacji genomowej według numeracji genomu HDV wprowadzonej przez Wanga i in. 3. Położenia primerów są wybierane z punktu widzenia otrzymania amplikonu posiadającego w przybliżeniu bp. Sekwencje primerów wybierane są z punktu widzenia otrzymania specyficznej hybrydyzacji: hybrydyzacja niekrzyżowa, Ta (temperatura wygrzewania) w przybliżeniu 60ºC i duża zawartość GC; ponadto takie primery zostały opracowane w celu uzyskania dużej skuteczności w zachowanej wtórnej strukturze rybozymu. Korzystnie sonda fluorogeniczna jest oznaczona przynajmniej przy jednym ze swych końców przez barwnik fluorescencyjny. Korzystnie koniec 5' jest oznaczony fluorescencyjnym reporterem, a koniec 3' jest oznakowany wygaszaczem. Ponadto jeden z wymienionych końców, korzystnie koniec 3' sondy jest oznaczony przez grupę MGB (Minor Groove Binder), która zwiększa sztucznie temperaturę hybrydyzacji sondy i dlatego umożliwia używanie sond o mniejszej długości. Użyteczne fluorescencyjne reportery są znane. Wybierane są one przykładowo spośród następujących: 6-FAM (6-karboksyfluoresceina), TET (tetrachloro-6-karboksyfluoresceina), HEX (heksachloro-6- karboksyfluoresceina), izotiocyjanian fluoresceiny (FITC), rodamina, cyjanina (CY3, CY5) i Texas red 12. Użyteczne wygaszacze są również znane. Są one wybierane przykładowo spośród następujących: czerwień metylowa lub TAMRA (6- karboksytetrametylorodamina) 42 albo ciemne wygaszacze.

9 - 8 - Korzystna sonda według niniejszego wynalazku jest następująca: 5 -FAM-ATGCCCAGGTCGGACMGB-3 (= 5 -FAM-SEQ ID Nr4-MGB- 3 ). Szybki test PCR w czasie rzeczywistym jest wystarczająco czuły, by wykrywać 100 kopii HDV-RNA na ml surowicy niezależnie od typu badanego wirusa HDV i używany był do kwantyfikowania miana wirusa w kolejnych próbkach surowicy pobranych od pacjentów z chronicznym zapaleniem wątroby typu delta, leczonych poprzednio za pomocą IFN. Otrzymane wyniki wykazują, że skuteczność leczenia można monitorować ze znacznie większą dokładnością przez podejście ilościowe połączone ze stosowaniem szybkich specyficznych primerów i sondy. Taki szybki sposób stanowi zatem ulepszenie w prowadzeniu chronicznie zainfekowanych pacjentów i powinien pomóc w ustaleniu znormalizowanych wytycznych terapii. Szybki sposób przeprowadzania ilościowego testu PCR w czasie rzeczywistym może zastąpić test jakościowy w rutynowym postępowaniu diagnostycznym. Jest to możliwe dzięki czułości tego sposobu i ponieważ nadaje się on potencjalnie do wykrywania HDV-RNA wszystkich znanych typów przez co unika się fałszywych wyników negatywnych. Jeśli chodzi o sekwencje HDV-3, występowanie niedopasowania z jednym z primerów doprowadziło do użycia specyficznego primera przedniego, kiedy podejrzewa się infekcję wirusem HDV-3 (uwzględniając dane kliniczne, pochodzenie geograficzne pacjenta i niewykrycie HDV-RNA pomimo obecności specyficznej immunoglobuliny anty-hdv). Można stosować obie pary primerów. Możliwość wykrywania HDV-RNA w surowicy lub plazmie stanowi ulepszenie w prowadzeniu pacjenta w porównaniu z wykrywaniem IgM,

10 - 9 - które jest specyficzne, ale niewystarczająco dokładne 38. Kiedy przeprowadza się jakościowy test PCR w czasie rzeczywistym, siła sygnału otrzymywanego przy barwieniu amplikonów bromkiem etydyny (z ewentualnym późniejszym stosowaniem hybrydyzacji metodą Southerna) może dawać zgrubne wskazanie miana wirusa, ale sposób ten pozostaje niedokładny i nie umożliwia rozróżniania pomiędzy mianami przekraczającymi kopii na ml plazmy. Przedmiotem niniejszego wynalazku jest również zestaw do wykrywania charakteryzujący się tym, że zawiera oprócz buforów i odczynników potrzebnych do ekstrahowania HDV-RNA z próbki biologicznej, syntezowania odpowiedniego cdna i amplifikowania wymienionego cdna, co najmniej dwie pary primerów, jak określono powyżej. Według korzystnego przykładu realizacji wymienionego zestawu zawiera on ponadto: - sondę fluorogeniczną zdefiniowaną tu powyżej, - pozytywną próbkę kontrolną wybraną z grupy złożonej z obszaru R 1 genomu HDV, odpowiadającego położeniom , przy czym fragment tego obszaru R 1 zawiera amplikon (położenia ) i cały genom wirusa HDV oraz - negatywną próbkę kontrolną, taką jak próbka surowicy negatywna na HDV. Według korzystnego przykładu realizacji tego zestawu wymieniona sonda fluorogeniczna jest znakowana na swym końcu 5' fluorescencyjnym barwnikiem reporterowym, a na swym końcu 3 wygaszaczem, korzystnie ciemnym wygaszaczem i grupą MGB. Inny przedmiot niniejszego wynalazku stanowi również para primerów nadająca się do amplifikowania dowolnego genomu HDV, przy

11 czym ta para primerów jest wybrana z grupy złożonej z pary primerów SEQ ID Nr 1 i SEQ ID Nr 2 oraz z pary primerów SEQ ID Nr 3 i SEQ ID Nr 2. Inny przedmiot niniejszego wynalazku stanowi również sonda specyficzna wobec fragmentu kwasu nukleinowego amplifikowanego przez wymienioną wyżej parę primerów, przy czym sonda ta zawiera sekwencję utworzoną przez SEQ ID Nr 4. Oprócz powyższych rozwiązań wynalazek obejmuje również inne rozwiązania, które wynikają z poniższego opisu odnoszącego się do przykładów realizacji niniejszego wynalazku jak też do załączonych rysunków, na których: fig. 1 jest schematycznym przedstawieniem genomu HDV. Genom HDV jest kołową jednonitkową cząsteczką RNA z około 1680 nukleotydami. Zwykle jest on przedstawiany jako pseudodwunitkowa cząsteczka pręcikowa ze względu na ekstensywne intramolekularne tworzenie par podstawowych. Obszar kodowania antygenu delta (na nitce antygenomowej) przedstawiony jest jako biały prostokąt z miejscem edytowania w pozycji 1012 (według Wanga i in. 3 ). Rybozymy są usytuowane w nukleotydzie 900/901 (rybozym antygenomowy) i w nukleotydzie 685/686 (rybozym genomowy). Obszar R0 ( ) amplifikowany przez jakościowy test RT-PCR oraz obszar R1 ( ), który był klonowany w pcrii i używany jako wzorzec do kwantyfikacji w teście RT-PCR w czasie rzeczywistym, są przedstawione szarymi liniami. Primer przedni (Delta-F) oraz tylne primery (Delta-R) i sonda (Delta-P) są przedstawione pustymi strzałkami. fig. 2 przedstawia primery i sondę w obszarach rybozymowych genomu HDV (wg Perrotta i in. 41 )

12 A: Rybozym genomu: sekwencja przedniego primera jest zaznaczona obszarem ciemnoszarym, B: Rybozym antygenomu: sekwencja primera tylnego jest zaznaczona jako ciemnoszara, a sonda jako jasnoszara; fig. 3 przedstawia porównawcze czułości jakościowych i ilościowych testów PCR w czasie rzeczywistym. Przykład próbki nr 40. Końcowe rozcieńczenia (10 µl) cdna (próbka nr 40) zbadano zarówno w teście jakościowym jak i ilościowym. W teście jakościowym ostatnie widzialne rozcieńczenie po zabarwieniu żelu agarozowego bromkiem etydyny 1,5% wynosiło 1/1000. W ilościowym teście PCR w czasie rzeczywistym 1 kopia była wykrywana w 10 µl cdna rozcieńczonego w stosunku 1/5000; fig. 4 przedstawia zakres wartości mian wirusa otrzymanych z zestawu różnych grup wirusa HDV. Przebadano dwadzieścia trzy próbki wirusa HDV- 1. Średnie miano wirusa wynosiło 1950 kopii/10 µl cdna (w zakresie od 2 do kopii/ 10 µl cdna). Przebadano szesnaście HDV-nie 1 (HDV- 2, n=1, HDV- 5, n=6, HDV- 6, n=4, HDV- 7, n=5). Średnie miano wirusa wynosiło 1300 kopii/10 µl cdna (w zakresie od 2 do kopii/10 µl cdna). Nie wykryto żadnej znaczącej różnicy pomiędzy mianem wirusa HDV-1 i HDV-nie 1 (nieparametryczny test U Mann Whitney'a); fig. 5 przedstawia kwantyfikację HDV-RNA u chronicznie zainfekowanych pacjentów: A: pacjenci wykazujący profil pacjenta reagującego: pacjenci A i B reagowali na leczenie przy użyciu IFN i zmienili swe miano wirusa na wynik negatywny. U pacjentów C i D przy końcu leczenia nadal wykrywano wirusa, ale miano wirusa wykazywało spadek większy niż 5 log 10 kopii/ml plazma.

13 B: Pacjenci wykazujący profil pacjenta niereagującego: zmniejszenie miana wirusa nie było większe niż 2 log 10 kopii/ml w trakcie leczenia. W przypadku pacjentów E, F, H i I początkowe miano wirusa było większe niż 6 log 10 kopii/ml. C: Pacjent J: Superinfekcja wirusem HDV u pacjenta zainfekowanego wirusem HBV-HIV. Pacjent K: przeszczep wątroby po dwóch nieudanych leczeniach. Przykład 1: Materiały i sposoby 1.1 Pacjenci i próbki Dla technicznej walidacji testu użyto osiemdziesięciu czterech próbek krwi (Tablica 1). Tablica 1: Próbki użyte do technicznej walidacji testu Numer próbki Właściwości 1-5 HBsAg pozytywne 6-11 HCV-RNA pozytywne próbki anty-hdv negatywne anty-hav IgG pozytywne HIV-RNA pozytywne 21 HEV-RNA pozytywne negatywne wobec markerów wirusowego zapalenia wątroby a Zdolność do reprodukcji podczas testu Zdolność do reprodukcji podczas testu Czułość testu HDV-1 Próbki anty-hdv pozytywne 64 HDV HDV HDV HDV HDV-3 a Anty-HDV, HbsAg, HCV-RNA, anty-hav IgG, HIV-RNA oraz HEV-RNA Próbki 1-26, serologicznie negatywne wobec HDV, badano w celu ocenienia specyficzności testu. Spośród tych próbek 5 dało wynik pozytywny dla antygenu HBs i HBV DNA, a 16 dało wynik negatywny

14 przesiewowego badania obecności antygenu HBs, ale pozytywny albo wobec wirusa zapalenia wątroby typu C (HCV) RNA (n=6), albo wobec wirusa zapalenia wątroby typu A (HAV) IgM (n=4), wirusa braku odporności immunologicznej u ludzi (HIV) RNA (miano wirusa > 10,000 kopii/ml, n=5), wirusa zapalenia wątroby typu E RNA (n=1). Pozostałe 5 dało wynik negatywny dla HCV-RNA, HAV-IgM i HIV-RNA. Próbki 41-79, odpowiadające HDV-1 (n=23), HDV-2 (n=1), HDV-5 (n=6), HDV-6 (n=4) oraz HDV-7 (n=5) (według Radjef i in. 2 ) przebadano zarówno w jakościowym teście PCR w czasie rzeczywistym jak i w ilościowym teście PCR w czasie rzeczywistym, aby ocenić zdolność testu PCR w czasie rzeczywistym do wykrywania i kwantyfikacji genomu dowolnego rodzaju wirusa HDV. Próbki HDV-3 (80-84) były dostępne ze zbioru pozostawionych wysuszonych preparatów w postaci plamek krwi na bibule zebranych przez nakłuwanie końca palca w obszarze Amazonii wśród zainfekowanej ludności miejscowej. Kawałki bibuły suszono na powietrzu i przechowywano w temperaturze pokojowej aż do wykorzystania. Do badań ze środka każdej wysuszonej plamki krwi wycinano krążek o średnicy 7 mm i umieszczano go w 500 µl 9%-ego roztworu NaCl przy -20 C. RNA ekstrahowano z 250 µl eluatów za pomocą QIAamp MinElute Virus Vacuum (QIAGEN) według zaleceń producenta. RNA całkowicie zainfekowanej wirusem HDV wątroby świstaka amerykańskiego 5 (infekcja prototypem 30 wirusa HDV-1) użyto do kontroli zewnętrznej ilościowego testu PCR w czasie rzeczywistym 31. Jedenastu pacjentów oznaczonych A - K, (76 próbek), otrzymujących IFN (lub jego postać pegylowaną: PEG-IFN) na chroniczną infekcję wirusem HDV, od których pobrane kolejne próbki plazmy trzymano zamrożone w temperaturze -80 C, wybrano do

15 retrospektywnej kwantyfikacji sekwencjalnej HDV-RNA. Próbki te zostały uprzednio przebadane testem jakościowym w celu amplifikowania obszaru R0 genomu HDV według Międzynarodowego Zgłoszenia PCT WO 03/ (nukleotydy ) (fig. 1) 32. Wiek, płeć typ wirusa HDV oraz stan HIV tych pacjentów podano w tablicy 2. Tablica 2: Cechy kliniczne pacjentów wybranych do retrospektywnej sekwencjalnej kwantyfikacji HDV-RNA w próbkach krwi Płeć Wiek grupa HDV stan HIV Liczba zbadanych próbek Pacjent A M 54 1 a NEG c 7 Pacjent B M 40 1 b NEG 4 Pacjent C F 45 1 a NEG 8 Pacjent D M 37 1 a NEG 6 Pacjent E M 52 1 a NEG 4 Pacjent F M 44 1 b NEG 11 Pacjent G M 42 1 a NEG 4 Pacjent H M 37 1 b POS c 9 Pacjent I M 43 1 b POS 4 Pacjent J M 54 1 b POS 10 Pacjent K M 40 5 b POS 9 a Genotyp określony przez RFLP b Genotyp określony po sekwencjonowaniu obszaru RO c NEG: negatywny wynik badań serologicznych na HIV, POS: pozytywny wynik badań serologicznych na HIV 1.2 Kwantyfikacja w teście PCR w czasie rzeczywistym w próbkach krwi HDV-RNA ekstrahowano z 250 µl surowicy lub plazmy za pomocą QIAamp MinElute Virus Vacuum (QIAGEN). Syntezę cdna przeprowadzono z 5µl produktu ekstrakcji w 25 µl mieszaniny zawierającej 0,5 mmol/l GeneAmp dntps (Applied Biosystems), 0,4 pmol/µl Random Hexamers (Applied Biosystems), 1 IU/µl RNasin (Promega), 100 IU/µl Superscript II RNase H Reverse Transcriptase (Invitrogen), 1X First-Strand Buffer (Invitrogen) oraz 10 mmol/µl DTT (Invitrogen). Reakcję prowadzono przez 45 min przy 42 C. cdna

16 oczyszczono stosując urządzenia filtrujące o nazwie Montage PCR Centrifugal Filter Devices (Millipore). cdna oczyszczono na kolumnach Microcon 50. Primery i sondę skonstruowano stosując oprogramowanie Primer Express Software v2.0 (Applied Biosystems) z niewielkimi modyfikacjami uwzględniającymi genetyczną zmienność wirusa HDV 2. Primer przedni wybrano w rybozymowym obszarze genomu, a primer tylny w obszarze I rybozymu antygenomu. Sonda, która była zdefiniowana w tym samym obszarze co primer tylny, przeznaczona była do wygrzewania w sekwencji antygenomowej w celu uniknięcia powstawania par z primerem tylnym (fig. 2). Nazwa i kolejność primerów i sondy były następujące: Delta-F (primer przedni): 5 - GCATGGTCCCAGCCTCC-3 SEQ ID Nr 1), Delta-R (primer tylny): 5 - TCTTCGGGTCGGCATGG-3 (SEQ ID Nr 2), Delta-P (sonda): 5 -FAM- ATGCCCAGGTCGGAC-MGB-3 (SEQ ID Nr 4). Z powodu istnienia jednego niedopasowania z sekwencjami genomu typu III drugi primer przedni był specyficznie przeznaczony do amplifikacji izolatów HDV-3: T3-Delta-F: 5 -GCATGGCCCCAGCCTCC- 3 (SEQ ID Nr 3). Reakcje testu PCR w czasie rzeczywistym przeprowadzano z zastosowaniem TaqMan Universal PCR Master Mix (Applied Biosystems). Oczyszczone cdna (10 µl) dodano do 40 µl mieszaniny PCR zawierającej 25 µl TaqMan Universal PCR Master Mix, 0,3 mmol/µl każdego primera oraz 0,2 mmol/µl sondy fluorogenicznej. Reakcja złożona była z początkowego etapu 2 min przy 50 C, następnie 10 min przy 95 C oraz 45 cykli amplifikacji obejmujące 15 s przy 95 C i 1 min przy 60 C. Reakcję, pozyskiwanie i analizę danych przeprowadzono stosując ABI PRISM 7000 Sequence Detection System

17 (Applied Biosystems). Liczbę docelowych kopii w reakcji wydedukowano z progowych wartości cyklu (CT) odpowiadających ułamkowej liczbie cykli, kiedy wyzwalana fluorescencja przewyższa 20-krotnie standardowe odchylenie średniej emisji linii bazowej. Plazmid (pcrii-dfr45- R1 2 ) zawierający jedną kopię obszaru R 1 genomu HDV zgodnie z definicją z Międzynarodowego Zgłoszenia PCT WO 03/ (nukleotydy według Wanga i innych 3 ) (fig. 1) użyto jako wzorzec dla kwantyfikacji HDV-cDNA. Po ekstrahowaniu plazmidu EcoRI (Biolabs) obszar R 1 oczyszczono z agarozowego żelu stosując QIAEX II (Qiagen). Stężenie oczyszczonego R 1 DNA określono za pomocą wielokanałowego spektrofotometru i obliczono odpowiadającą liczbę replikacji. 1.3 Jakościowy test PCR w czasie rzeczywistym do wykrywania HDV-RNA w próbkach surowicy Ekstrahowanie RNA i syntezę cdna przeprowadzano jak opisano dla testu ilościowego. Obszar R0 genomu zgodnie z Międzynarodowym Zgłoszeniem Patentowym PCT WO 03/ (nukleotydy ) amplifikowano jak opisano w wymienionym Międzynarodowym Zgłoszeniu Patentowym PCT stosując primery 900s i 1280as, jak opisano poprzednio 32 (fig. 1). Amplikony wykrywano po elektroforezie w 1,5% żelu agarozowym barwionym bromkiem etydyny. Określanie typu HDV przeprowadzano z amplifikowanego obszaru R0 przy użyciu albo dwuetapowej procedury RFLP według WO 03/027291, albo poprzednio opisanej filogenicznej analizy sekwencji 2. Analiza statystyczna

18 Do porównań statystycznych użyto nieparametrycznego testu U (Mann Whitney) (StatView 4.02) Różnice były uważane za znaczące przy P 0,05. Przykład 2: Specyficzność, czułość i powtarzalność testu PCR w czasie rzeczywistym do wykrywania i kwantyfikacji HDV-RNA w surowicy. Specyficzność testu została zapewniona przez negatywne wyniki otrzymane z panelu złożonego z 26 kontrolnych próbek surowicy po 45 cyklach amplifikacji (wyników nie pokazano). Fragmentu HDV-R 1 użyto jako wzorca do kwantyfikacji HDV- RNA. Dziesięciokrotne kolejne rozcieńczenia w zakresie od 10 do 10 7 kopii przebadano w trzech egzemplarzach wykreślając średnie wartości CT w funkcji liczby kopii, aby utworzyć krzywą wzorcową. Współczynnik korelacji był powtarzalnie wyższy niż 0,997, a nachylenie wynosiło -3,5. Skuteczność amplifikacji, obliczana jako [10 (-1/nachylenie) - 1] x 100, wynosiła 93%. Rozcieńczenie odpowiadające 10 replikacjom na reakcję było powtarzalnie wykrywane z czułością 100% (wyników nie pokazano). Zgodnie ze współczynnikami rozcieńczenia podczas ekstrahowania RNA i procedur w czasie rzeczywistym czułość testu kwantyfikacji próbek klinicznych wynosiła w przybliżeniu 1000 kopii/ml sekwencji docelowej. Próbki, w których test PCR w czasie rzeczywistym wykrył od 1 do 1000 kopii/ml plazmy, były uważane za pozytywne na HDV-RNA, chociaż były poniżej granicy kwantyfikacji. Odtwarzalność śródtestowa oceniana była przez dwa podejścia. Po pierwsze w tym samym doświadczeniu przebadano 8 replik 10- krotnych standardowych rozcieńczeń w zakresie od 10 do 10 7 kopii na

19 reakcję. Współczynniki zmienności (CV) C T były w zakresie od 0,4% do 2,6% i są podane w tablicy 3. Tablica 3: Odtwarzalność śródtestowa amplifikacji wzorca plazmidowego Wejściowy równoważnik genomowy wzorca plazmidowego średnie wartości C T 38,74 32,75 29,66 26,04 2 2,57 19,21 16,92 CV% 2,6 1,6 1,4 0,5 0,7 0,4 0,6 Po drugie 3 repliki 7 próbek surowicy (numerowane w tablicy 1) zostały niezależnie poddane w tym samym doświadczeniu ekstrakcji, syntezie cdna oraz testowi PCR w czasie rzeczywistym. Średnie miano wirusa tych próbek było w zakresie 70 do kopii, a CV w zakresie od 1,8% do 25% (tablica 4). Tablica 4: Odtwarzalność śródtestowa dla próbek surowicy ekstrahowanych niezależnie Numer próbki średnia liczba kopii (/10µl) CV% 2,7 7,4 1,8 7,2 7,7 25 7,1 Aby ocenić zmienność międzytestową, ekstrahowano RNA z 4 próbek surowicy (o numerach 34-37) trzykrotnie przez trzy różne osoby w trzech różnych dniach. Średnie miano wirusa tych próbek było w zakresie od 17 do 2200 kopii, a CV w zakresie od 3,3% do 25,4% (tablica 5). Tablica 5: Odtwarzalność międzytestowa Numer próbki średnia liczba kopii (/10µl) CV% 25,4 24,1 3,3 17,3 Test PCR w czasie rzeczywistym i test jakościowy porównywano pod względem czułości. Trzy cdna otrzymane z trzech różnych próbek

20 surowicy (o numerach 38-40) rozcieńczono w celu określenia wartości rozcieńczenia końcowego dla każdego testu. Oczyszczone cdna rozcieńczono następująco: 1/2, 1/5, 1/10, 1/25, 1/50, 1/100, 1/250, 1/500, 1/1000, 1/5000 oraz 1/10000 i każde rozcieńczenie badano równolegle zarówno w teście jakościowym jak i w teście ilościowym. W wypadku testu jakościowego ostatnie widoczne rozcieńczenie po zabarwieniu żelu agarozowego bromkiem etydyny wynosiło 1/100 dla próbki 38 i 1/1000 dla próbek 39 i 40. W wypadku testu PCR w czasie rzeczywistym rozcieńczenia końcowe wynosiły 1/500, 1/1000 i 1/5000 dla próbek odpowiednio 38, 39 i 40, co oznacza, że test ilościowy był co najmniej tek samo czuły jak test ilościowy (fig. 3). Przykład 3: Kwantyfikowanie HDV-RNA w próbkach krwi Zdolność testu do kwantyfikowania HDV-RNA różnych grup w surowicy sprawdzano przez wykrywanie HDV-RNA w 44 próbkach surowicy o numerach (fig. 4). Nie zauważono żadnej znaczącej różnicy pomiędzy zakresem mian wirusa otrzymywanych dla wirusów HDV-1 i wirusów innego typu, co oznacza, że test taki był dostosowany do wykrywania i kwantyfikacji dowolnych wirusów HDV. Zbadano dwadzieścia trzy próbki wirusa HDV-1 o numerach i średnia liczba kopii wynosiła 1950, mieszcząc się w zakresie od 2 do kopii na 10 µl cdna. Zbadano również próbki surowicy zawierające HDV-2 (n=1), 5 (n=6), 6 (n=4) i 7 (n=5), a średnie miano wirusa wynosiło 1300, mieszcząc się w zakresie od 2 do kopii na 10 µl cdna. Te same próbki zbadano w teście jakościowym i siła pasm zabarwionych bromkiem etydyny okazała się identyczna z mianami wirusa 500 kopii/ 10 µl cdna (nie przedstawiono wyników).