HIV核酸检测的HIV核酸检测实验室要求

HIV核酸检测的HIV核酸检测方法及程序~

1.1 方法和试剂1.1.1 方法（1）检测方法为商品化试剂盒和实验室自建方法，商品化试剂应严格按说明书操作。下面介绍的方法是实验室自建方法，供参考。（2）检测血浆或血清样品使用逆转录PCR（RT-PCR）方法，建议第一轮PCR扩增使用RT-PCR一步法；检测血细胞或组织样品使用PCR方法。一般使用扩增两轮的套式PCR方法。（3）设立阳性、阴性及空白对照。阳性对照为与待测样品同质、含有目的基因的样品；阴性对照为与待测样品同质、不含有目的基因的样品。阳性和阴性对照样品应与待检样品处理程序一致。阴性对照的设置数量应根据实验样品的数量设置在不同的位置。1.1.2 试剂（1）PCR引物：一般使用扩增HIVgag和/或pol和/或env和/或LTR等引物。进行RNA逆转录时可使用下游特异性引物或随机引物。引物设计可参考文献或自行设计，应尽量涵盖常见的HIV流行毒株，也可使用兼并性引物。（2）主要试剂：包括核酸提取纯化、逆转录、PCR所需的试剂。使用商品化核酸提取纯化试剂、逆转录酶反应试剂和PCR扩增试剂。（3）抗污染试剂：实验室自建检测方法可使用抗污染试剂，参考尿嘧啶DNA糖基化酶抗污染方法。1.2 扩增目的基因片段1.2.1 样品的采集和处理1.2.2 核酸提取可使用硅胶柱离心、磁性硅胶颗粒分离方法以及自动化仪器等商品化试剂或设备并按说明书操作。提取RNA时应注意防止RNA降解。DNA应置于-20℃保存，RNA和需长期保存的DNA应置于-80℃保存。1.2.3 逆转录合成cDNA使用商品化试剂并按说明书操作。逆转录cDNA合成反应需使用逆转录引物、dNTPs、逆转录酶、RNA酶抑制剂、DTT、缓冲液和适量无RNA/DNA酶的超纯水以及RNA模板。在扩增仪或水浴箱中，在规定的温度和时间下进行逆转录反应。建议使用商品化RT-PCR一步法试剂进行第一轮扩增反应。1.2.4 PCR扩增反应使用商品化试剂按说明书操作。PCR反应需使用引物、dNTPs、DNA聚合酶（如Taq酶等）、缓冲液、和适量无RNA/DNA酶超纯水、以及模板（DNA或cDNA）。在扩增仪中，按照设定的程序进行扩增。一般使用二次扩增的套式PCR扩增方法。1.3 扩增产物分析及结果报告1.3.1 扩增产物分析扩增产物常用分析方法是琼脂糖凝胶电泳法，与分子量标准比较，判断扩增片段是否在预期的分子量范围内。其它扩增产物分析方法还有限制性内切酶酶切分析、特异性探针杂交分析以及DNA序列分析等。自动化核酸扩增仪使用酶联比色分析或荧光探针杂交等原理测定。1.3.2 结果判定和报告（1）实验成立的条件：每一次检测需同时做两个阳性对照、两个阴性对照，只有阳性对照扩增出预期的片段、阴性对照没有扩增出任何片段、双份平行样品结果一致的情况下实验才成立，可以作出核酸阳性或阴性反应结果的判定。（2）HIV核酸检测阳性：使用商品化检测试剂，发现核酸阳性反应，应该重复采集样品进行复测，复测结果呈核酸阳性反应则判定为核酸阳性，复测结果为核酸阴性反应则判为不确定结果，需进一步随访检测。（3）HIV核酸检测阴性：只可报告本次实验结果阴性。（4）应在完成检测后7个工作日内发出检测报告。 2.1 方法HIV核酸定量检测主要基于靶核酸扩增RT-PCR和信号放大扩增两种方法。国内常用的方法中，NucliSens Esay Q HIV-1 v1.1采用国际单位（IU/ml），与NASBA的拷贝数关系基本为1:1；Amplicor Cobas 的拷贝数约为1.2～1.5国际单位；bDNA方法的拷贝数约为0.8～1.0国际单位。不同方法的关系与HIV的亚型有关。2.2 试剂必须使用经中国药品生物制品监督管理局注册批准的商品化试剂并严格按说明书操作。2.2.1 靶核酸扩增试剂和性能（1）RT-PCR扩增试剂1）Amplicor HIV-1 Monitor v1.5（RT-PCR微孔板捕获比色分析法），核酸手工提取（异丙醇沉淀），比色分析测定。扩增靶核酸位置是gag基因区，可扩增HIV-1M组的A-H基因亚型。标准法的检测线性范围是400～750，000；超敏法的线性范围是50～100，000 RNA拷贝/毫升。2）COBAS Amplicor HIV-1 Monitor v1.5, 核酸手工提取（异丙醇沉淀），仪器测定。扩增靶核酸位置是gag基因区，可扩增HIV-1M组的A-H基因亚型。标准法的检测线性范围是400～750，000；超敏法的线性范围是50～100，000 RNA拷贝/毫升。3）COBAS AmpliPrep/COBAS Amplicor HIV-1 Monitor v1.5 （COBAS Amplicor 分析仪）,仪器提取核酸，仪器测定。扩增靶核酸位置是gag基因区，可扩增HIV-1M组的A-H基因亚型。标准方法的检测线性范围是400～1，000，000；超敏方法的线性范围是50～100，000 RNA拷贝/毫升。以上三种试剂均采用基于PCR扩增靶核酸检测法，仅在设备的使用、自动化程度和样品制备的方法有所不同。4）COBAS AmpliPrep/COBAS TaqMan HIV-1 Test（实时荧光探针RT-PCR分析法）, 仪器提取核酸,实时荧光探针PCR扩增仪器测定。扩增靶核酸位置是gag基因区，可扩增HIV-1M组的A-H基因亚型。检测线性范围是40～10，000，000 RNA拷贝/毫升，比上述三种方法的检测线性范围要宽，样品可不经稀释一次完成检测。以上四种试剂均使用一个内部定量标准品，1个阴性、1个弱阳性和1个强阳性外部外部质控品。均使用dUTP/UNG防污染试剂。5）LCx HIV RNA Quantitative Assay（竞争性RT-PCR微颗粒酶免疫分析法）,手工或仪器提取核酸（活化硅胶柱纯化），仪器测定。扩增靶核酸位置是pol（整合酶）基因区，可扩增HIV-1基因M组的A-G亚型和0组病毒，尤其可检测M组C基因亚型和一些重组病毒。检测线性范围是50～1，000，000 RNA 拷贝/毫升；使用一个内部定量标准品和六个外部定量标准品。6）RealTime HIV-1 Assay（实时荧光探针RT-PCR分析法）,使用独特的双链荧光探针。手工或仪器提取核酸（磁性颗粒纯化），仪器测定。扩增靶核酸位置是pol（整合酶）基因区，扩增HIV-1基因亚型是M组的A-G亚型和0组以及N组病毒。检测线性范围是40～1，000，000 RNA 拷贝/毫升。使用一个内部定量标准品。检测结果与LCx HIV RNA Quantitative Assay结果高度相关。（2）基于核酸序列扩增试剂（NASBA扩增技术）：以等温方式直接扩增HIV-1 RNA。NucliSens Esay Q HIV-1 v1.1（实时荧光探针分析法）, 使用荧光标记的分子信标探针技术检测扩增子。手工或仪器提取核酸（硅胶纯化，异丙醇沉淀）,仪器测定。扩增靶核酸位置是gag基因区，扩增HIV-1基因亚型是M组的A-G亚型。检测线性范围是50～3，000，000 RNA 国际单位/毫升；使用一个内部定量标准品，没有阴阳性外部外部质控品。每次检测8的整数倍样品，直至48个。检测结果与Versant HIV-1 RNA、和Amplicor HIV-1 Monitor v1.5 方法的结果有着高度的相关性。国际上已经推荐使用V2.0试剂盒。2.2.2 信号放大扩增试剂和性能Versant HIV-1 RNA 3.0.bDNA（分枝状DNA探针杂交微孔板捕获比色分析法）, 利用分枝状DNA多级信号放大原理。无需RNA纯化和PCR扩增步骤。离心浓缩病毒子并用去垢剂和蛋白酶K消化病毒释放病毒RNA，仪器测定。扩增靶核酸位置是pol基因区，扩增HIV-1基因亚型是M组的A-H亚型，检测线性范围是50～500，000 RNA 拷贝/毫升；使用六个外部定量标准品，1个阴性、1个弱阳性和1个强阳性外部外部质控品。每次可检测12的整数倍样品。以上试剂均可使用EDTA和ACD作为样品的抗凝剂，NucliSens HIV-1 QT和NucliSens Esay Q HIV-1 v1.1以及Versant HIV-1 RNA 3.0.bDNA试剂还可以使用肝素作为抗凝剂。如果必须使用经肝素处理的血浆样品进行RT-PCR扩增，则必须在样品中直接加肝素酶消化肝素。2.2.3 实时荧光定量PCR技术实时荧光定量PCR技术，是指在PCR反应体系中加入荧光基团，利用荧光信号积累实时监测整个PCR进程，最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析的方法。每个反应管内的荧光信号到达设定的域值时所经历的循环数Ct值与该模板的起始拷贝数的对数存在线性关系。利用已知起始拷贝数的标准品可作出标准曲线，其中横坐标代表起始拷贝数的对数，纵坐标代表Ct值）。因此，只要获得未知样品的Ct值，即可从标准曲线上计算出该样品的起始拷贝数。实时荧光定量PCR扩增的实验检测过程可分为：（1）样品制备,抽提和浓缩目标RNA分子，并除去可能存在的抑制因子。（2）Real-time PCR，检测PCR的产物使用荧光标记的寡核苷酸探针。检测的原理基于荧光信号增长曲线与循环数相关。（3）RT-PCR反应，病毒RNA利用逆转录酶将RNA逆转录为cDNA，然后通过DNA聚合酶对特定片段进行扩增。（4）扩增产物的检测，基于检测阈值的设定，当病毒载量高时，低循环数即能检测到荧光信号，当病毒载量低时，高循环数时才能检测到荧光。循环数与样品载量成线性关系。利用标准品制作循环数与载量的标准曲线就能对样品载量进行定量检测。 使用集合核酸扩增检测技术和方法，利用核酸检测方法的高度敏感性，对高度怀疑感染人群且抗体阴性的样品进行集合核酸检测，可及时发现窗口期感染者。该方法较单份样品的核酸检测具有更高的成本效益。3.1 样品集合程序3.1.1 根据预处理样品量，计算预形成一级和二级集合数量，在登记表格上记录一级和二级集合及对应的原始样品编号。3.1.2 吸取130mL样品，移入标记二级集合的离心管中；10份样品形成一个1300mL的二级集合样品，充分涡旋震荡混匀。3.1.3 从5个二级集合管中分别吸取210mL样品，移入标记有一级集合的离心管中，形成由50份样品1050mL体积组成的一级集合样品，充分涡旋震荡混匀。3.1.4 从每个一、二级集合管中吸取500mL集合样品，分装至另一相应标记的离心管，用超敏感核酸检测试剂进行检测。3.1.5 制备阴性集合外部质控品：使用50份HIV抗体和核酸阴性样品，按上述步骤，分别集合成5个阴性二级集合外部质控品和1个一级集合外部质控品。3.1.6 制备阳性集合外部质控品：从9份HIV抗体和核酸阴性样品和一份至少含有HIV RNA10c/ml阳性样品中，分别移取130mL加入离心管中，形成一个1300mL的阳性二级集合外部质控品。再分别从4个已制备好的阴性二级集合外部质控品和上述阳性二级集合外部质控品中，移取210mL至标记为一级阳性集合外部质控品的离心管中，形成一级阳性集合外部质控品。3.1.7 一级和二级阴、阳性集合外部质控品分别用于RT-PCR中每一轮一级和二级集合样品的检测。3.2 集合样品的检测和分解路线使用商品化核酸检测试剂，应严格按照试剂说明书操作。按照各商品化核酸试剂集合PCR的方案进行检测，集合样品的数量根据各试剂方案操作。方法简述如下：3.2.1 用HIV RNA RT-PCR超敏检测方法对一级集合样品进行检测，阳性反应的一级集合样品进入下一检测步骤。3.2.2 用HIV RNA RT-PCR超敏检测方法对所有组成阳性一级集合的二级集合样品进行检测，阳性反应的二级集合样品进入下一检测步骤。3.2.3 用HIV RNA RT-PCR标准检测方法检测所有组成阳性二级集合样品的的10份单个样品，确定核酸阳性的单个样品。 HIV感染产妇所生婴幼儿在出生后18个月内可应用HIV核酸（DNA或RNA）检测进行早期HIV感染诊断。尽管HIV RNA检测敏感性在感染早期较高（出生后1个月内），但是HIV DNA检测不受母亲围产期抗逆转录病毒治疗和人乳汁中抗逆转录病毒药物以及婴幼儿预防性抗逆转录病毒治疗的干扰而影响早期诊断。另外，考虑母亲血液污染因素，不推荐使用脐带血进行HIV核酸检测。婴幼儿的抗体检测流程和结果判断见第二章（HIV抗体检测）。4.1 适用范围未满18个月的HIV感染产妇所生婴幼儿；未满18个月的婴幼儿，其母亲HIV感染状态不详，儿童出现HIV相关临床表现，临床怀疑HIV感染者。4.2 检测程序及结果报告4.2.1 于婴儿出生后6周（42天）采集第一份血样本（血样本可制备成DBS或EDTA抗凝全血），送检。4.2.2 若第一份血样本检测呈阳性反应，尽快再次采集第二份血样本进行检测。若两份血样本检测均呈阳性反应，报告“婴儿HIV感染早期诊断检测结果阳性”，诊断儿童HIV感染。及时对HIV感染儿童进行追踪和病情监测，将其转介到儿童抗病毒治疗医疗服务机构，并为其提供机会性感染预防等服务措施；若第二份血样本检测呈阴性反应，待婴儿满3个月再次采集血样本进行检测。若第一份血样本检测呈阴性反应，继续提供儿童保健和随访服务，待婴儿满3个月再次采集血样本进行检测。4.2.3 若婴儿满3个月再次检测呈阴性反应，报告“婴儿HIV感染早期诊断检测结果阴性”，按照未感染儿童处理，继续提供儿童保健随访服务；于儿童满12个月时，按照“HIV感染产妇所生儿童HIV抗体检测流程”（图4），开始HIV抗体检测，最终确定儿童感染状态。若婴儿满3个月再次检测呈阳性反应，尽快再次采集血样本进行检测。第三份血样本检测呈阳性反应，报告“婴儿HIV感染早期诊断检测结果阳性”；若第三份血样本检测呈阴性反应，报告“婴儿HIV感染早期诊断检测结果阴性”；分别按照前述流程提供相应服务。4.2.4 不同时间“婴儿HIV感染早期诊断”检测均呈阴性反应的喂哺母乳的儿童，应在完全停止喂哺母乳后的6周和3个月（若6周时检测结果为阳性可尽快）再次采血进行核酸定性检测，进行早期诊断。儿童满18个月后则可直接进行抗体检测。4.2.5 如果婴儿第一次采血时已满3个月，但未满12个月，则应尽快在不同时间采集两份血样本；同时将两份血样本送检，按照前述流程进行检测。如果儿童第一次采血时已满12个月，则应首先按照“艾滋病感染产妇所生儿童HIV抗体检测流程”（ 图4）进行HIV抗体检测。若两种不同原理或厂家生产的HIV抗体检测试剂检测结果均为阴性，则排除儿童感染；若HIV抗体检测试剂检测结果呈阳性反应，不能通过抗体检测确定儿童感染状态，则可在不同时间采集两份血样本，按照前述流程进行“婴儿HIV感染早期诊断”检测。如果儿童第一次采血时已满18个月，则应按照HIV抗体检测流程（图1）进行HIV抗体检测，无需进行“婴儿HIV感染早期诊断”检测。

质量控制要考虑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）检测过程（试剂、操作过程，外部质控品使用）。所有相关检验人员需经操作培训，能独立熟练地操作，并经考核合格，持证上岗。1 实验室分区和环境HIV-1病毒载量检测实验室原则上应分为三个独立工作区：试剂准备区、样品处理区、扩增产物分析区，并设在不同房间。严格要求三区的空气流向：从试剂准备区到样品处理区，然后到扩增产物分析区，不能逆向流动。2 仪器设备质量控制加样器、温湿度计须经计量部门校准，每年一次；HIV-1病毒载量检测仪、实时荧光PCR仪、离心机可以委托公司校准，每年一次。冰箱、水浴箱用校准合格的温度计测量温度，并做好记录。3 检测过程质量控制保证所有试剂盒有效并经国家食品药品监督管理局注册，使用无DNA和RNA酶的水；严格执行仪器和试剂的标准操作程序（SOP），不得擅自修改。每次实验需同时使用试剂盒内的外部质控品以及一个HIV-1 RNA为5000～15000拷贝/毫升的外部外部质控品；每次实验按照试剂盒说明书的要求使用试剂盒提供的外部质控品，并满足外部质控品的要求。4 外部质量控制国家艾滋病参比实验室每年组织两次病毒载量的能力验证项目，每次5个样品。

HIV核酸检测应在合适的实验室中进行，应建立与实验和实验室管理相关的标准操作指导书和制定严格的管理制度，工作人员必须充分了解各项规定并严格遵照执行。 实验室应设置两个独立的工作区域：核酸扩增前区和核酸扩增后区。核酸扩增前区包
括试剂准备区和样品处理区，设在不同房间或区域；核酸扩增后区包括扩增区和扩增产物分析区，设在不同的房间或区域。各区的功能是：
1.1 试剂准备区：扩增试剂的储备、配制和分装。
1.2 样品处理区：样品登记、处理和分装；核酸提取、保存和使用，PCR扩增的第一轮加样。
1.3 扩增区：核酸扩增。如果在此区进行套式PCR的第二轮加样，应在PCR防护罩内进行。
1.4 扩增产物分析区：扩增产物的电泳、杂交、成像、序列测定、结果分析、登记及报告。
在满足下列要求的前提下，核酸扩增前区或核酸扩增后区可设在一个房间内：
1.4.1 核酸扩增前区实验室内设置两个不同位置的实验区，试剂配置在超净工作台中操作，样品处理在生物安全柜内操作。
1.4.2 在核酸扩增后区使用全封闭的扩增和检测系统时，如实时荧光PCR仪等。
1.4.3 每个实验人员使用各自的试剂、耗材、移液器和盛放污染物的盛器。
1.4.4 在实验前后对操作区域和共享器具进行清洁及消毒。
1.4.5 各区域的试剂、器具、仪器和设备为该区专用，不得交叉使用。 3.1 根据检测项目配备相应的设施和设备。
3.2 各区域的设施和设备为专用，应根据实验要求在相应区域配置。
3.3 试剂准备区：配置冰箱、超净工作台、普通离心机、加样器、振荡器、废弃物容器、可移动紫外灯。
3.4 样品处理区：配置-80℃冰箱、生物安全柜、高速制冷离心机、加样器、振荡器、制冰器或制冷模块、恒温水浴或干浴、上下水设备、废弃物容器、紫外灯。
3.5 扩增区：配置核酸扩增仪、普通冰箱、无层流PCR操作柜或超净工作台、微型离心机、加样器、废弃物容器、紫外灯。
3.6 扩增产物分析区：配置电泳仪、电泳槽、加样器、紫外透射仪、摄影/像设备、普通冰箱、普通离心机、恒温水浴、微波炉、上下水设备、废弃物容器、紫外灯等。测序仪可安置在其他专门实验区。
3.7 各区域应使用专用或一次性工作服、帽子、口罩鞋套及袖套，配备防紫外线眼镜。 必须符合艾滋病实验室的通用生物安全要求。5 .防止核酸残余污染措施　5.1 严格执行实验室分区制度,防止实验室核酸残余（Carry-over）污染措施
5.2 各区域只用于特定的操作，不得从事其它工作。
5.3 仪器和材料的专用制度
仪器、设备、材料、设施均应按工作区域进行标识，不得交叉混用。
5.4 单向工作流向制度
5.4.1 实验室的气流应从扩增前区流向扩增后区，不得逆向流动。建议扩增前区保持弱正压状态，扩增后区保持弱负压状态。
5.4.2 实验人员单向工作流向应该为：试剂准备区→样品处理区→扩增区→扩增产物分析区，不得逆向流动。原则上实验人员在扩增后区工作后当天不能再返回扩增前区工作。
5.4.3 实验用品单向工作流向应该为：试剂准备区→样品处理区→扩增区→扩增产物分析区，不得逆向流动。实验用品包括实验材料（试剂、样品和扩增产物）、实验器材（容器、板架、实验服、帽子、口罩、手套、鞋套）、办公用品（记录纸、笔等）、以及清洁材料等。
5.5 实验室防止核酸残余污染的处理程序
5.5.1 实验前将70%乙醇或0.1～1%次氯酸钠溶液或涂布于操作台或器具表面，两分钟后用纸巾擦净。
5.5.2 实验前移入所需的试剂、耗材、样品以及盛放污染物的盛器。
5.5.3 用于定性与定量核酸检测的所有试剂、耗材、移液器等必须分开使用。实验结束后取出个人专用物品至存放区；封闭污染物盛器并置入污物袋；取出共用器具至存放区；将70%乙醇或0.1～1%次氯酸钠溶液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1小时。
5.5.4 定期（每周）对实验室进行全面清洁，房间内所有工作台面、地面以及仪器设备表面用70%乙醇或0.1～1%次氯酸钠清洁，用紫外灯进行台面和空气消毒。定期（每月）对移液器进行清洁。
5.5.5 定期（每月）监测和报告实验室核酸残余污染情况，监测部位包括核酸检测前后区域各实验室以及共用走廊等。
5.5.6 每次试验后，将同批试验样品的DNA序列以及与上一批试验样品的DNA序列一起进行遗传进化树污染分析。 6.1 所有废弃物应按照HIV污染物品处理。
6.2 化学物品如溴乙啶处理的琼脂糖凝胶应该按有关方案处理。

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