JPH03195500A - ヒトパピロマウイルスの検出方法およびそれに用いるオリゴヌクレオチド - Google Patents

ヒトパピロマウイルスの検出方法およびそれに用いるオリゴヌクレオチド

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JPH03195500A
JPH03195500A JP2298710A JP29871090A JPH03195500A JP H03195500 A JPH03195500 A JP H03195500A JP 2298710 A JP2298710 A JP 2298710A JP 29871090 A JP29871090 A JP 29871090A JP H03195500 A JPH03195500 A JP H03195500A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ヒトパピロマウイルスの検出方法およびそれ
に用いるオリゴヌクレオチドに関する。
(従来の技術および発明が解決しようとする課題)ヒト
パピロマウイルス(HPV)による肛門生殖路感染は、
現在、性交により伝染する疾患として認められており、
しばしば癌および癌の前駆病変の病原体と関連している
。現在知られている50種以上のHP V型のうち、少
なくとも21種が肛門生殖路感染する。これらの自活膜
性ウィルスは、非常にしばしば良性のコンジロームまた
は潜伏感染を伴う。しかしながら、とりわけ頚部の、前
癌性病変および侵潤性の癌中にHP Vが存在すること
は、これらウィルスか腫瘍原となる可能性を反映してい
る[ハウリー(p JJ、Howley)のI mpo
rtant Advances in Oncolog
y、  ド0ビタ(D、T、DeV ita、 J r
、)ら編、リッピンコット(J、B、LipPinco
tt)、フィラデルフィア、PA(1987)、55〜
73頁参照]。
ある種のウィルス型、すなわちHPVI6および18、
および程度は低いがI−[’V  31.33および3
5は、侵潤性頚部癌およびその転移部位で高比率で見つ
かっている。しかしながら、HPV  6や11などの
肛門生殖路に感染する多く)HP Vは、最も一般的に
は良性コンジローム中で見つかっており、侵潤性の癌で
は希にしか見つかっていない。それゆえ、肛門生殖路中
で検出される)fPVは、その悪性度に関連して低リス
クウィルス(’IIPV  6および11)、中間リス
クウィルス(111)V31.33および35)および
高リスクウィルス(1−IPV16および1B)に大き
く分類することができる[ロリンツ(A、T、L、or
incz)ら、  J、Natl、Cancer  I
 nst、、79.671(1987)]。最近の研究
によると、HPV18は前癌性の病変部では検出されな
かったが、17%の侵潤性の頚部癌で見つかった。この
ことは、このウィルスが急速な疾患経過と関連している
ことを示唆している[カーマン(R,J 、Kurma
n)ら、Am、 J 、0bstet、Gynecol
、、 l 59.293(1988)]。加えて、HP
VI8は、HPV16に比べて若年の患者における高度
の腫瘍および転移部位と一層しばしば関連している傾向
があった[バーンズ(W 、 B arnes)ら、G
 ynecol 、 Oncol 、 、 29.26
9(198B)]。
以上の理由から、臨床試料においてHP Vを同定し型
分けする方法が必要とされている。破砕ウィルス粒子で
動物を免疫して調製した広交差反応性ポリクローナル抗
血清は、約30〜70%の皮膚および粘膜ゆうぜい中の
I(P V抗原を検出し得ることがわかっている。免疫
学的試験は、2つの主要な困難を有する。充分に分化し
た細胞のみが、ウィルス抗原を発現し得るように思われ
る。それゆえ、癌発生部位などの高度の組織異常増殖を
示すT−I P V感染組織は、まれにしかHPV抗原
を含有しない。第二に、そのような試験は特定のウィル
ス型を同定することはできない。
現在では免疫学的試験をウィルスの型分けに利用ずろこ
とはできないので、臨床試料中のI−I P VDNA
およびRNAを検出し型分けするために分子ハイブリッ
ド形成法が用いられている[ロリンツの0bsLetr
ics and Gynecol、C11nics o
fN、Amer、l 4.451(+987)参照]。
これらの方法の多くは、ウィルスゲノムの既知領域に相
捕的であり、従って該領域と結合することのできる標識
−末鎖DNAプローブを用いている3サザーンブロツテ
イング法では、ウィルスDNAを溶解細胞から単離し、
精製し、制限酵素で消化することにより既知分子量の断
片に破砕する。これら断片を変性させ、ゲル電気泳動で
物理的に分離する。ついで、これら一本鎖断片を標識H
P Vプローブの混合物と接触させるか(感染を診断す
るため)、またはHP V型持異的プローブのパネルと
接触させる。プローブと反応したHPV断片は、結合し
ている標識を検出することにより同定することができる
。
相同DNA配列を検出するためにそのような分子ハイブ
リッド形成法を用いることは感度がよく、特定のHP 
V型にのみ認められる核酸配列と結合するプローブを用
いた場合には高度に特異的となり得る。しかしながら、
ウィルスDNAの単離精製に要する工程は技術的に厄介
であり、所定の臨床試料中の全ウィルスDNAの濃度は
試験感度の限界を下回っているかもしれない。たとえば
、異形酸類部病変では、ウィルスDNAの虫は異形成が
増大するにつれて減少する。インシヂュ(in 5it
u)RNAプローブは頚部偏平上皮細胞癌中のHPVを
検出および型分けすることができるが、結合したプロー
ブを検出するためのオートラジオグラフィーが4週間か
かる。
この問題を回避するため、ポリメラーゼ連鎖反応(PC
R)法を用いてウィルスDNA配列を増幅し、得られた
生成物はサザーンブロツティングなどのウィルス型同定
のための通常のハイブリダイゼーション法を用いて同定
することができる[オスト(C,0ste)のB 1o
techniques、  6.163(1988)お
よびマリス(K、I3.Mullis)の米国特許第4
.683,202号明細書参照]。HP Vゲノムの目
的領域の5゛末端に相捕的なヌクレオチドストレッヂお
よび該領域の3゛末端に相捕的な第二のヌクレオヂドス
トレッチをまず合成する。これらのオリゴヌクレオチド
は「プライマー」と称する。これらの増幅プライマーを
臨床試料中の全変性細胞DNAとアニールさせたとき、
もしそのようなりNAが存在するならば該−重鎖Hr’
VDNAと二本鎖を形成するであろう。DNAポリメラ
ーゼおよびデオキシヌクレオチド三リン酸混合物が存在
するなら、各鎖は第1図に示すように伸長していくであ
ろう。このような変性、プライマーのアニーリングおよ
び鎖伸長のサイクルが繰り返されると、I−TPVDN
Aの目的領域は指数関数的に蓄積してゆき、30サイク
ル後には約11i+のI)NAとなるであろう。この生
成物はアガロースゲル上で容易に目で見ることができ、
それゆえ、その組織にはHP V配列が存在したことが
示唆される。この診断は、該DNAをニトロセルロース
に移し、存在していると思われるHPV型に特異的なプ
ローブを用いてプローブすることにより確認することが
できる。
別法として、HPVDNA内の既知の制限酵素部位を利
用して、1種または2種以上の制限エンドヌクレアーゼ
により生じた開裂パターンを調べることにより、増幅後
のDNAが期待される配列を含んでいるかどうかを示す
ことができる。増幅された配列の信頼性を確認すること
は、2つの理由から必要である。すなわち、(i)増幅
プライマーに相捕的な配列が、HPV DNAを含まな
い細胞DNA中にたまたま存在することがないことを確
実にするため、および(ii)HP V型を確認するた
めである。もしも増幅用に選択した配列が)−I I)
 V型間で保存されているものであるならば、増幅生成
物の発見は特定のHP V型を意味することにはならな
い。また、2つのプライマーの結合部位に基づいて増幅
生成物のサイズを予測することら可能である。それゆえ
、そのような生成物が発見されたときは、HI) Vが
存在するということを正当に確信することができる。し
かしながら、2つの異なるII P V型が同じサイズ
の生成物を与えるからしれず、また所定のII P V
の亜型が異なるサイズの生成物を与えろかもしれない。
それゆえ、結果の解釈をそのまま採用することができる
という確信が得られるまで、増幅配列の同一性を確認す
るためハイブリダイゼーシヨンを用いるべきである。ゲ
ノムのごく一部しか分析されていないので、[普遍的(
universal)jプライマーの不在下では、PC
R法は密接に関連した配列、または型特異的な配列しか
同定できないことを指摘しておかなければならない。
PCR法の利点は、(i)試料中のDNAの検出を該D
NAを抽出せずに行えること、および(ii)病変中に
存在するDNAを増幅することにより感度が増大するこ
とである。PCR法によりHP VDNA配列を増幅し
た後に分子ハイブリッド形成を行うことは、適度のレベ
ルの増幅後にHP VDNAの単一分子または「コピー
」を理論的には検出することができるという点で最も感
度の良い方法である。実際には、感度レベルは試料当た
り約50〜100コピーである。つぎに感度の良い方法
はドツトブロッティング法であり、この方法は約10,
000分子を検出することができ、またザザーンブロッ
ティング法はDNAの約100゜000コピーを信頼性
をもって検出することができる。
にもかかわらず、PCR法は新鮮な臨床試料中のHPV
の検出に用いられており[ヤング(L、、S。
Y oung)ら、B rit、Med、 J 、 、
 298.14(1989)]、またホルマリン固定し
パラフィン包埋した頚部上皮的組織異常増殖および侵潤
性層の切片中のHPV配列の検出にも適用されてきてい
る。
HPV配列は、固定組織中で40年にもわたって検出さ
れてきた[シバタ(D 、 S hibata)ら、C
ancerRes、、4B、4566(1988)]。
明らかな欠点は、試料の交差汚染(cross−con
tamination)または増幅物質による試料の汚
染により偽陽性の結果の生じる可能性があることである
。
ウィルス型特異的プライマーは、HPVll、16およ
び18配列の増幅に用いられている[シバタら、J 、
Exp、Med、、 l 67.225(1988)1
゜しかしながら、肛門生殖路に感染する各ウィルス型か
らのDNAを増幅するために多数のプライマーが必要で
あるため、診断または臨床試料中のII P Vの型分
けのためにはP CII法は実用的でない。また、現在
のところ型分けされていないII P V株をPCrL
法により検出することができるかどうかは、すべてのt
I P V型の間で保存されている領域を検出すること
のできる普遍的な一対のプライマーが存在するかどうか
にかかっている。
それゆえ、1セツトの「普遍的な」プライマーのみを用
いた、肛門生殖路に感染する多数のHPVからのDNA
の増幅方法が必要とされている。ついで、各ウィルス型
に特異的な増幅領域中の配列に相補的なオリゴヌクレオ
ヂドブローブを用いた分子ハイブリッド形成法により、
所定のウィルス型を同定することができる。
(課題を解決するための手段) 本発明は、PCR法において縦一列に用いたときに増幅
プライマーとして働く2種のオリゴヌクレオヂドに関す
る。これら2種のプライマー(略号「!U」およびrl
WDOJで表す)は下記式:: %式% : (式中、N、はAまたはG、NtはCまたは’r、N3
はAまたはTである)で示される。10およびIW、D
O中の成分ヌクレオチドは、対応ヌクレオチド塩基に対
して単一のアルファベットコードで表してあり、Aはア
デニン、Cはシトシン、Gはグアニン、およびTはチミ
ンであり、またIはデオキシイノシン−5−0−ホスフ
ェートである。このデオキシイノシン残基はいずれの塩
基ともペアを形成することができ、それゆえ二本鎖を安
定化させる。上記式に示すように、IUおよびIWDO
の構造は、それぞれヌクレオチドTまたはN。
のデオキシリボース環上の5゛−ヒドロキシメチル基か
ら3°−ヒドロキシ基の方に向かって読み取られ、また
3゛−ヒドロキシ基は隣接するヌクレオチド糖残基上の
5°−ヒドロキシメチル基とリン酸結合で連結している
。
N1、N、およびN3で表されろ部位で変動が許されて
いるので、本発明のプライマーの好ましい態様は、個々
の可能なオリゴヌクレオチドのほぼ等モル量の混合物で
ある。たとえば、実際上、それぞれ一定の配列を有する
8種のオリゴヌクレオチドのほぼ等モル量の混合物とし
て調製および使用され、IWDOは16種のヌクレオチ
ドの混合物として調製および使用される。しかしながら
、これら個々のオリゴヌクレオチドのいずれもそれ自体
でHPVPRcプライマーとして有用であることか期待
され、いずれの場合もIUまたはIWDOの成分として
有用である。それゆえ、式10およびIWDOの範囲内
に含まれるオリゴヌクレオチドはいずれも本発明の範囲
内に包含されるものである。
本発明の「コンセンサス配列」プライマーはHPVのE
I  ORFの5゛半分中のDNA配列に相補的であり
、広範囲のヒトおよび動物パピロマウイルスDNAとア
ニールする。本発明のコンセンサスプライマーは、HP
V  6.11.16.18および33DNAの増幅に
用いられており、通常のハイブリダイゼーション法によ
り検出可能な債を生成することができる。加えて、本発
明のプライマーを用い、配列がまだ知られていないヒト
および動物両方の皮膚および粘膜のウィルスDNAのゲ
ノムを検出可能な量まで増幅することができた。臨床試
料中のウィルスゲノムもまた本発明のプライマーを用い
て増幅することが可能で、トIPV感染の総合アッセイ
が可能である。
それゆえ、縦一列に用いた場合に、プライマーIUおよ
びIWDOは、生理学的試料中のHPV感染の診断法で
あって、 (a)該試料中の二本鎖HPVDNAを変性して第一の
一本鎖HPV DNAおよび第二の一本鎖1−IPV 
DNAを生成し、 (b)該第一の一本鎖HPV DNAをモル過剰のオリ
ゴデオキシヌクレオチドプライマーIU(該第一の鎖に
対する相補領域)と反応させ、該第二の一本鎖1PVD
NAをモル過剰のオリゴデオキシヌクレオチドプライマ
ーIWDO(該第二の鎖に対する相補領域)と反応させ
、その際の反応条件を、各プライマーが各相補領域とア
ニールし、かつ各プライマーがアニールしている鎖に相
補的な各プライマーの伸長生成物が合成されるようなも
のとし、 (c)その上にプライマー伸長生成物が合成されている
鎖から該プライマー伸長生成物を分離して一本鎖分子を
生成し、ついで (d)工程(c)で生成した一本鎖分子を工程(b)の
2種のプライマーとプライマー(相補領域)のモル過剰
にて反応させ、その際の反応条件を、各一本鎖分子を鋳
型として用いて各プライマーの伸長生成物が合成される
ようなものとする ことを特徴とする方法を提供する。
好ましくは、工程(c)〜(d)は少なくとも1回、さ
らに好ましくは約10〜50回繰り返して、2つのプラ
イマーの結合部位と重複しかつ該結合部位の間にある二
本IHPVDNAに対応するDNA配列を検出可能な量
まで合成せしめる。。ついで、この合成二本鎖HPV 
DNAを標識し、変性し、相補的な一本!!’lDNA
からなるプローブとの結合能についてアッセイする。別
法としては、標識していない増幅HPV DNAを変性
し、既知の配列を有する標識プローブと反応させること
もできる。いずれの場合も、合成一本鎖HP VDNA
へのプローブのハイブリダイゼーションにより標識を含
む二本鎖HPV DNA分子が生成し、標識の検出によ
り臨床試料中のHPVの存在を確認することができる。
本明細書において「標識」とは、放射性同位元素や酵素
などの直接検出可能な標識、および検出可能な標識の結
合部位(たとえば、ビオチン化酵素に結合することので
きるアビジン分子など)などの間接的に検出可能な標識
の両方を含む。好ましくは、合成二本鎖HPVDNAは
開裂部位を含んでいるであろうから、変性する前に1種
または2種以上の制限エンドヌクレアーゼで断片化する
こともできる。変性後、これら断片をクロマトグラフィ
ー法により分離し、既知の配列を有する検出可能な一重
鎖プローブを用いて個々の断片を同定する。型特異的プ
ローブは、たとえば、ヨーロッパ特許出願公開3019
68号明細書およびクラバドール(A 、 Crava
d。
「)らのMo1ecular and Ce1lula
r Probes、  3、+43(1989)に開示
されている(該文献を参考のため本明細書中に引用する
)。らちろん、そのようなプローブはIUの代わりにI
WDOとともに用いて型特異的増幅およびI−I P 
V株の同定を行うこともできる。
他の態様において、本発明は、HP Vに感染している
と思われる試料中のHPV DNAの検出用診断キット
に関し、該キットは、包装形態のマルチコンテナーユニ
ットからなり、該マルチコンテナーユニットは、 (a) I UおよびIWDOの各プライマーのそれぞ
れ1つのコンテナー(各プライマーはHPV DNA鎖
に実質的に相補的であり、一方のプライマーから合成し
た伸長生成物はその相補体から分離したときに他のプラ
イマーの伸長生成物の合成のための鋳型として働く); (b)ヌクレオチド三リン酸の重合剤を入れたコンテナ
ー: (c)4種の異なるヌクレオチド三リン酸のそれぞれ■
つのコンテナー; (d)該試料中の該DNAの存在を検出し得るプローブ
などの手段を入れたコンテナー:および任意に (e)該プローブと該配列とのハイブリッドを検出する
ための手段を入れたコンテナー を有する。
本発明はまた、Elオープンリーディングフレーム(O
RF)の一部に対応するHPVゲノムのセグメントを合
成する方法をも提供する。このDNA断片は、配列決定
をし従来は未知であったHPV型を特徴付けることがで
きる。この領域からの知られたDNAを比較的多量に合
成することは、免疫学的研究材料(たとえば、サブユニ
ットワクチンまたはHPVに対するモノクローナル抗体
の調製)を提供するために有用である。下記第A表には
、PCR法においてIUおよびIWDOを用いて合成す
ることができる代表的なりNA配列をまとめて示す。
第A表(1−I P VのEI  0RF(a)中での
プライマーIUおよびIWDOの最初のアニーリング部
位のヌクレオヂド位置) ウィルス型   IU     IWDO配列データ1
−IPVIa   1019(90Xb)  1778
(100)(b)   IHP  V  5     
    1180(86)        1909(
100)           2HP  V  6 
 b        1066(86)       
 1912(100)           3HP 
 V  8         1164(86)   
     189G(100)           
4HP V I I   1166(86)   19
12(100)    5HP V 16  1111
(86)   1942(100)    6HP V
 18  1167(90)   2012(100)
    7HP V 33  1122(77)   
1935(100)    8(注Xa):第2図参照
。HPV−6bE1 0RFは、ヌクレオチド715〜
2278を包含する。
(b):相同性の% I:ヂャド(A 、 L 、 Chad)ら、V ir
ologySl 18.254(19B2);ダノ(Q
 、 D anos)ら、EMBOJ、、l、231(
1982) 2:ザチョウ(K 、l(、Z achow)ら、V 
irologys  158.251(1987) 3:シュバルツ(E 、 S chwarz)ら、EM
BOJ、。
2.2341(+ 983) 4:フックス(P 、 G 、 F uchs)ら、J
 、V 1ro1.、58.626(+986) 5:ダートマン(K 、 D artman)ら、V 
irology%151.124(1986) 6:ベーカー(C,C,Baker)ら、J 、V 1
ro1.、61.962(1987);チャドら、同上 7:コール(S、T、Co1e)ら、J 、Mo1. 
B iol、、 193.599(1987) 8:コールら、J 、V 1ro1.、58.991(
1986) 一般に本発明の方法は、PCR法を用い、使用した反応
工程数に関する指数関数量にて、少なくとも一つの特定
HPV DNA配列を製造する。
連鎖反応の生成物は、使用したプライマーの末端に対応
した末端を有する二本鎖DNAの別々の一団である。
精製形または非精製形でのあらゆるHPVDNA源を増
幅用の出発物質として用いることができる。ただし、H
PVDNAを含んでいるかまたは含んでいると思われな
ければならない。
オリゴヌクレオチドプライマーは、あらゆる適当な方法
、たとえばホスホトリエステル法、ホスホノエステル法
またはそれらの自動化した態様を用いて調製することが
できろ。そのような自動化した態様の一つでは、ジエチ
ルホスホールアミダイトを出発物質として用い、ポーケ
ージ(Beaucage)らのTetrahedron
 Letters、  22.1859(198+)の
記載に従って合成する。修飾した固体支持体」二でオリ
ゴヌクレオチドを合成ずろ一つの方法が、米国特許第4
,458,066号明細書に記載されている。
HPVDNAの鎖は、鋳型として用いる前に、別の工程
としてかまたはプライマー伸長生成物の合成と同時に分
離する必要がある。この鎖分離は、物理的手段、化学的
手段または酵素的手段を含むあらゆる適当な方法により
行うことができる。核酸の鎖を分離する物理的方法の一
つは、完全に(〉99%)変性するまで核酸を加熱する
ことである。
典型的な熱変性は、約80〜105℃の温度で約1〜1
0分間行う。鎖分離はまたヘリカーゼとして知られる酵
素群からの酵素により引き起こすことができ、また酵素
RecA(へりカーゼ活性を有する)はriboA T
 Pの存在下でDNAを変性させることが知られている
。ヘリカーゼを用いた核酸の鎖分離に適した反応条件は
、コールド・スプリング・ハーバ−・シンボジア・オン
・クオンティタティブ・バイオロジー(Cold Sp
ring HarborSymposia on Qu
antitative Biology)、Vol。
XLnlrDNA:レプリケーション・アンド・リコン
ビネーション(Replication and Re
combination)Jにューヨーク、コールド・
スプリング・ハーバ−・ラボラトリ−1197B)、ク
ーン(B。
K uhn)ら、rDNADNAポリメーゼ63〜67
頁に記載されており、RecAを用いる方法はラッディ
ング(C、Radding)ら、Ann、Rev、Ge
netics、  16.405(1982)に概説さ
れている。
PCR法は、あらゆる適当な方法を用いて行うことがで
きる。一般に、好ましくはpH7〜9、最も好ましくは
pH約8にて緩衝水溶液中で行う。
好ましくは、2種のオリゴヌクレオチドプライマーをモ
ル過剰(クローン化DNAでは通常的1000:I(プ
ライマー二鋳型)、ゲノム核酸では通常的10’:1(
プライマー二鋳型))にて、分離した■4PV DNA
鎖を含有する緩衝液中に加える。しかしながら、この方
法を診断用に用いるときには相補鎖の亀はわかっておら
ず、それゆえ相補鎖の量に対するプライマーの相対量は
確実には決定できないことが理解されるであろう。しか
しながら、実際問題としては、増幅しようとする配列が
長鎖核酸鎖の複合混合物中に含まれているときには、添
加するプライマーの量はその相補鎖(鋳型)の量のモル
過剰であるのが一般的であろう。本方法の効率を良くす
るため、大モル過剰が好ましい。
デオキシリボヌクレオシド三リン酸(dATP。
dCTP、dGTPおよびdTTP)もまた適量ニテ合
成混合物中に加え、得られた溶液を約90〜100℃で
約1−10分間、好ましくは約1〜4分間加熱する。こ
の加熱工程の後、溶液を冷却し、プライマーハイブリダ
イゼーションを約35〜55℃にて行う。この冷却混合
物にプライマー伸長反応を誘引または触媒する適当な試
薬を加え、当該技術分野で知られた条件下で反応を行う
。この合成反応は、室温から、それを越えると上記誘引
試薬がもはや有効に機能しなくなる温度までの温度で行
うことができる。それゆえ、たとえばTaqDNAポリ
メラーゼを誘引試薬として用いた場合には、温度は一般
に約50〜75℃の範囲である。
誘引試薬は、プライマー伸長生成物の合成を行うべく機
能するあらゆる化合物または系であってよく、酵素も含
まれる。この目的のための適当な酵素としては、たとえ
ば、大腸菌DNAポリメラーゼl、大腸菌DNAポリメ
ラーゼIのクレノー断片、T4  DNAポリメラーゼ
、およびサーマス・アクアチフス(Thermus a
quatrcus)から精製した熱安定DNAポリメラ
ーゼ(TaqDNAポリメラーゼ)などの他の利用でき
るDNAポリメラーゼが挙げられる。TaqDNAポリ
メラーゼを用いれば各熱変性工程の後に新たに酵素を添
加する必要がないので好ましい。一般に合成は各プライ
マーの3°末端から開始され、合成が終了するまで鋳型
鎖に沿って5°方向に進行してゆき、異なる長さの分子
が製造される。新たに合成された3鎖とその相補核酸鎖
とは二本鎖分子を形成し、この二本鎖分子は本方法の次
工程で用いられる。
次の工程では、上記2つの二本鎖分子を分離して4つの
一本鎖分子を生成する。
新たな核酸が上記一本鎖分子上で合成される。
上記条件下で反応を進行さ仕るのに必要とあらば、誘引
試薬、ヌクレオチドおよびプライマーを添加してよい。
再び、オリゴヌクレオチドプライマーの一端で合成が開
始され、鋳型の一本鎖に沿って合成が進行してさらに核
酸が製造される。この工程後、伸長生成物の半分は、2
種のプライマーが結合した特定核酸配列からなっている
であろう。
この工程は無限に繰り返すことができ、存在するプライ
マー、誘引試薬およびヌクレオチドの量にのみ制限され
るにすぎない。最初の核酸は複製されないの−で、その
量は全工程を通じて一定のままである。長い生成物は最
初の核酸からのみ製造されるので、その量は直線的に増
えていく。特定配列の量は指数関数的に増えていく。そ
れゆえ、特定配列が主要な分子種となっていくであろう
。
本発明の方法は、段階的方法(各工程の後に新たに試薬
を加える)か、または同時方法(最初の工程ですべての
試薬を加える)により、または部分的に段階的方法で部
分的に同時方法(所定数の工程後に新たな試薬を加える
)で行うことができる。
熱に不安定な酵素の場合のように、誘引試薬を不活化す
る鎖分離法(熱など)を用いるときは、各鎖分離工程の
後に誘引試薬を再補充する必要がある。
同時方法は、鎖分離工程に酵素手段を用いる場合に利用
することができる。同時方法においては、反応混合物は
、所望の配列を含む核酸鎖に加えて、鎖分離用酵素(た
とえば、へりカーゼ)、鎖分離用酵素のための適当なエ
ネルギー源(fA T Pなど)、5種のヌクレオチド
、モル過剰のオリゴヌクレオチドプライマー、および誘
引試薬(たとえば、大腸菌DNAポリメラーゼIのクレ
ノー断片など)を含んでいる。同時方法において熱を用
いて変性を行うときは、TaqDNAポリメラーゼなど
の熱安定誘引試薬を用いることができる。該試薬は、高
められた温度、好ましくは誘引試薬に依存して65〜9
0℃で作用し、この温度でDNAは一本鎖と二本鎖とが
平衡状態にある。温度の上限は、酵素が分解する温度、
またはそれ以上ではプライマーハイブリダイゼーション
が不充分なレベルでしか起こらない温度に依存するであ
ろう。すべての試薬が最初に存在しているにもかかわら
ず、この方法の各工程は順番に行なわれるであろう。必
要に応じて材料をさらに添加することができる。
適当な長さの時間が経過して所望量の特定核酸配列が得
られたら、公知方法で酵素を不活化するか、または反応
成分を分離することにより反応を停止させる。本発明の
方法は連続的に行うことができる。自動化法の一態様に
おいては、変性工程、添加工程、および反応工程の間で
反応を循環させることができる。
オリゴヌクレオチドの蛍光誘導体の迅速な合成手段が開
発されている。この方法により、特定DNA断片の検出
のための非放射性手段がさらに得られる。各遺伝子特異
的プローブの一部の合成コピーを合成し、蛍光的に誘導
体化する。各HPV亜型について、それぞれ別々の分光
特性を有する異なる染料−オリゴヌクレオチド結合体を
合成する。これらの蛍光プローブは、放射性プローブに
ついて記載したのと全く同じようにして用いることがで
き、ハイブリダイゼーシぢンは分光分析により検出する
。しかしながら、単一のDNA断片混合物をプローブす
るのにプローブの混合物を用いることができる。という
のは、こうすることにより、各プローブのハイブリダイ
ゼーションを別々の波長の蛍光バンドで視覚化すること
ができるからである。
DNA:DNAハイブリダイゼーション分析にプローブ
として用いるため、水性媒体中で上昇温度に暴露するな
どして標識DNAを変性させる、すなわち一本鎖DNA
にする。得られた一本鎖DNA断片を、PCR反応混合
物からの変性DNA断片と接触させる。標識プローブは
、相捕的塩基対配列を含むDNA鎖とのみハイブリダイ
ズまたは結合し、かくしてI−I P Vに由来するD
NA断片を同定することができる。
放射性標識DNAプローブを有するゲノムDNA断片の
混合物をアッセイするために、数多くの実験法が開発さ
れている。好ましいアッセイ法は、サザーン(EoM、
5outhern)のJ 、Mo1.l3io1..9
8.503(+975)に開示されている。「ザザーン
ブロッティング」においては、スクリーニングしようと
するDNA断片をアガロースゲルから二l・ロセルロー
スまたはナイロン膜なとの固体支持体に移す。この膜に
より、結合DNAをDNADNAまたはDNA:RNA
ハイブリダイゼーション法により分析するのが可能にな
る。第一の工程においては、1種または2種以上の制限
エンドヌクレアーゼてゲノムI) N Aを消化するこ
とにより生成した断片を、そのサイズに従い、アガロー
スゲル中で電気泳動によりクロマトグラフィー分離する
。ゲル中の断片を室温、酸水溶液中で処理し、ついで塩
基性条件下で変性さUる。最後に、ゲルを中性にし、緩
衝液で飽和した濾紙の上に置く。
濾紙の末端は、緩衝液を含有する貯蔵器中に延びている
。ゲルの上面は膜で覆われ、この膜にI)NAが吸収ま
たは「プロット」される。ついで、この膜の上に乾燥濾
紙および−積みの(a 5tack of)乾燥吸取紙
タオルを被せる。この−積みの紙の上に膜とゲルとの接
触が均一になるように重しを置く。
一本鎖DNAを含む緩衝液は、ゲルを通って上部へ移動
するにつれて乾燥紙に吸収される。ついで、このDNA
は膜に結合する。プロッティング法は、すべてのDNA
をゲルから膜に移動させるのに通常約4〜16時間かか
る。移動後、膜を加熱してDNAを膜にしっかり付着さ
せる。ついで、膜に固定したゲノムDNA断片に放射性
標識プローブを含有する溶液を接触させる。ハイブリダ
イゼーションの検出は、オートラジオグラフィーにより
(たとえば、膜をX線フィルムに感光させることにより
)行う。
目的HPV DNA配列の存不は、既知配列の標識一本
鎖)IVDNAプローブを用いて決定することができる
。これらのプローブは、I(PVゲノムの部分断片を含
む公知の組換えプラスミドベクターからEI  ORF
の部分断片を切り出したものから得ることができる。
本発明のプローブの合成を完成させるため、検出可能な
標識、たとえば放射性標識または蛍光分子を導入する。
たとえば、プローブはニックトランスレーション法を用
いて放射性とすることができる。酵素D N ase 
Iを用いた限られた消化により、二本鎖DNA中に広間
隔をあけて一本鎖切断部、すなわち「ニック」が導入さ
れる。この各切断部において、大腸菌のDNAポリメラ
ーゼIを用い、l)遊離の3°−OH基に放射性標識ヌ
クレオチドを導入し、2)ポリメラーゼ■の5’−3’
工クソヌクレアーゼ分解活性によりDNA二本鎖に沿っ
てニックを伸長していく。その最終結果は、各鎖中に放
射性標識ヌクレオチドがランダムに組み込まれた二本!
1IDNA分子となる。
ビオチン(ビタミンH)と卵白の糖タンパク質であるア
ビジンとの間の強力で特異的な結合は、DNA:DNA
ハイブリダイゼーションの非放射性検出手段を提供する
[ウォード(Ward)、ヨーロッパ特許出願63,8
79号明細書参照]。二本鎖DNA中へのビオチン化ヌ
クレオチドのニックトランスレーションによる酵素的組
込みが開示されている。ついで、放射性標識プローブの
場合と同様にして、ビオチン化DNAを用いて目的DN
A断片をプローブする。ついて、アビジンを含有する溶
液中にプロットを浸漬することにより、特定のDNA:
DNAハイブリダイゼーションを検出する。アビジンは
、該DNAプローブ上のビオチン基を介してDNA:D
NA複合体に結合する。アビジン:ビオチン:DNA複
合体の検出は、アヒシンタンパク質に結合した指示酵素
を用いて行う。
この酵素は沈澱の生成を触媒し、該沈澱によりDNA:
DNA複合体が発色物質のバンドとして視覚化される(
たとえば、米国特許第4,228,237号明細書参照
。該文献は参照のため本明細書中に引用する)。臭化エ
チジウムのような単純な非特異的DNA染色による検出
を用いてDNA診断を直接行うことができるように、増
幅手順を利用して充分な量のDNAを製造することらで
きる。
本発明の方法は、生物体のゲノム中のHP Vを検出す
ることに加えて、IIP■に付随して認められる病的状
態を伴わないDNAの多形を検出するために用いること
もてきる。
つぎに、実施例に基づいて本発明をさらに詳しく説明す
るが、本発明はこれらに限られるものではない。
実施例1 PCR法によるHPVの診断 (A)臨床試料の調製: HPVに生殖器感染していると思われる個体から頚部、
外陰部または陰茎部の切屑試料またはスワブ試料を集め
、リン酸−緩衝食塩水(PBS)中に懸濁した。*OO
g/zQのブロテイナーゼKを含有する0、6%ドデシ
ル硫酸ナトリウムおよび0.01M EDTA中で細胞
を溶解することにより、全細胞DNAを精製した。試料
を37℃で18時間インキュベートした。フェノールで
2回抽出し、ついでクロロホルム:イソアミルアルコー
ル(24: l  v/v)で2回抽出することにより
、タンパク質を除いた。核酸をエタノール沈澱させた。
11Naseで処理し、ついでブロテイナーゼに消化お
よび上記フェノール抽出およびクロロホルム抽出を行う
ことにより、RNAを除いた。DNAをエタノール沈澱
し、■]、0中に再懸濁し、ランカスター(W 、 D
 、 L ancaster)らの「ザ・ヒユーマン・
オンコジェニック・パイラスイズ(The T−1um
anOncogenic V 1ruses)j、ルダ
ラー(A、A、Luderer)ら編、フマナ・ブレス
(夏(umana Press)、クリフトン、NJ(
1986)、153〜183頁に記載の方法に従ってI
3amHIおよびH4ndnlで消化した。約0.O1
〜O,1gのI) N AをPCR法に用いた。
(B)既知HPVDNA配列の調製: 既知プラスミド中のHP V配列を、挿入の独特の制限
酵素部位で開裂することにより両側のベクター配列から
放出させた。すべての開裂部位はEl  0RFの外側
にあった。I−I P V配列のプラスミド源を下記第
8表に示す。
(以下、余白) 第8表(1−I P Vプラスミド) HPV型   参照文献 2b  バイルマン(C,A、)Ieilman)ら、
J。
Virol、、36.395(1980)4   バイ
ルマンら、J 、V 1ro1.、36.395(19
80) 6   デウビリエール(E、M、DeV 1llie
rs)ら、J 、V 1ro1..40.932(19
81) !1    グリスマン(L 、 G rissman
)ら、J、Virol、、44.393(19B2) 16   ダースト(M 、 D urst)ら、PN
AS  USA、80.3812(1983) 18   ボスハート(M 、 B oshart)ら
、EMBOJ、、3.1151(19,84) 31   ロリンツら、J 、V 1ro1.、58.
225(1986) 33   ボーデノンら、Nature、 321.2
46(1986) 35   ロリンツら、V irology、159.
187(1987) 52   シマダ(K 、 S himada)ら、J
、Gen、Virol、、69.2925(1988)
(C)プライマm: マックプライド(Lj、McBride)ら、Tetr
ahedron Letters、  24.245(
1983)により改良されたマチューチ(M 、 D 
、Matteucci)ら、Tetrahedron 
Letters、 21.719(1980)の−数的
な合成法に従い、プライマーIUおよびIWDOをDN
A自動合成機(モデル380、アプライド・バイオシス
テムズ、フォスターシティ、CA)上で合成した。簡単
に説明すると、まず2−デオキンヌクレオンドの3’−
OH基と固相支持体(カルボキシル化シリカゲルまたは
多孔質ガラスピーズなど)上のカルボン酸基との間でエ
ステル結合を生成することにより、該ヌクレオシドを該
固相支持体に結合させろ。その際、ヌクレオシドの5°
−011基は、たとえばジメトキシトリチル残基で保護
しておく。この反応は、縮合剤としてンシクロへキシル
カルボジイミドを用い、ピリジン中で行うことができる
。支持体上の残留するカルボキシル基をブロックした後
、5°−0I]保護基を開裂し、固定化ヌクレオシドの
OH基をホスホモノクロリグイト(phosphomo
nochloridite)ヌクレオシド[5’−0保
護ヌクレオシドを塩基の存在下、低温にてメチルポスポ
ロジクロリダイト(phosphorodichlor
idite)と反応させることにより調製]と反応さ仕
る。別法として、保護ヌクレオシドを塩基の存在下でホ
スホラミダイトと反応させることによりホスホモノクロ
リグイトのクロロ脱離基を−N I−1(iP r)を
残基で置換することができ、この場合はカップリング反
応は弱酸を用いて行う。得られた固定化ジヌクレオシド
ホスファイトを、たとえば水/ルヂジン/THF混合物
中のヨウ素を用いてホスフェートに酸化する。
POMe基をチオフェノキシトを用いて開裂してホスフ
ェート結合を生成し、塩基性アミノ基を脱保護し、完成
したオリゴヌクレオヂドは、たとえば希釈塩基を用いて
支持体から開裂する。I tJおよびIWDOを構成す
る個々のオリゴヌクレオヂドを別々に合成し結合するこ
とができるし、または保護した2つのホスホモノクロリ
グイトヌクレオシドの混合物をいずれかのプライマーの
合成の適当な工程で加えることもできる。この合成経路
の詳細は、カルサーズ(M 、 H、Caruther
s)らの米国特許第4.458,066号明細書に記載
されているので参照されたい。これらプライマーは下記
配列を有する2Iヌクレオチド残基からなる。
U 5°−T I I(AC)I(AC)I I(CT)T
AAAACGAAAGT−3および IWDO 5’−(AG)TC(AGXAT)AI GCCCA(
CT)TGIACCAT−3 4つの塩基(A、C,TSG)順列の代わりにデオキシ
イノシン(I)残基を用いてアニーリング時の安定化を
容易にした[オーツカ(E 、 Ohtsuka)ら1
.1 、r3io1.Chem、、2 G 01260
501985]。
配列決定したII P Vゲノム七へのこれらプライマ
ーの結合部位については、第A表に示しである。
(D)IjC1法 DNA配列の増幅のためのPCR法を、サイキ(S a
iki)らの5cience、  230、+350(
1985)に記載のようにして行った。その概要は、第
2図にまとめである。簡単に説明すると、最終濃度が各
200μMのデオキシリボヌクレオチド(dATP、d
GTP、dcTP、dTTP)および各1μMのプライ
マーを用い、l OmM Tris−1−ICI(pI
−18、3)、1.5mM  MgCL、50mMKC
lを入れた0 、 5 xQ容ミクロ遠心管中、100
μeの容量中で増幅反応を行った。2.5UのTaqD
NAポリメラーゼ(パーキン−エルマー、シータス)を
加える前に、この増幅混合物(100μa)中のln9
の濃度の)IPV DNAを95℃で5分間変性させた
[エーリッヒ(Il、A、Er1ich)ら、Natu
re1331.461(1988)コ。この増幅混合物
上に鉱油(100μQ、)を載せ、DNA熱サイクラ−
(パーキン−エルマー、シータス)中で増幅を行った。
温度を90秒以上の間55℃に上げながら、37℃で2
分間DNAをアニールさせた。
第一の伸長は、55℃で1分間の後、温度を72℃に4
0〜60秒上昇させ、3分間の伸長期間で行った。DN
Aを94℃で変性させ、特に断らない限り上記工程をさ
らに24サイクル繰り返した。
(E)HPV DNAの標識: 組換えHPVDNA鋳型に由来するPCR生酸物を、低
融点アガロースゲル中で電気泳動した。
臭化エチジウム染色した850bp断片(期待される増
幅生成物とほぼ等しい分子量を有していた)を切り出し
、タレノーポリメラーゼを用いたランダムプライマー法
により、直接低融点アガロース内でα−32P−dAT
Pで標識した[ファインバーブ(A 、 P 、 F 
einberg)ら、A nal、 B iochem
、 、 I 32.6(+983)]。この方法により
、約108カウント/分/μ9DNAの比活性が通常通
り得られた。このt票識PCR生成物を、既知HPVD
NAのPst[消化生成物と厳重な条件下でハイブリダ
イズさせた。
(F)結果ニ ゲアニン+ノドノン(G+C)含量および普遍的プライ
マーIWDOおよびIUのザイズに基つき、2種のプラ
イマーの計算した解離温度(Td)はそれぞれ58℃お
よび48℃であったしヘームズ(B。
1) 、 l−[ames)ら、ニュークレイツク・ア
ンラド・ハイブリダイゼーションーア・プラクティカル
・アプローチ(Nucleic Ac1d l1ybr
idization−AP ractical App
roach)、IRI、プレス、オックスフォード、英
国(1985)]。これらプライマーのアニーリングは
、IUの解離温度(Td)よりも11’C低い温度で行
った。
予備研究においては、増幅反応をTaqポリメラーゼの
最適温度(72℃)で行ったときには検出可能な生成物
を得ることができないことがわかった。
おそらく、伸長が開始される前にプライマーの一方また
は両方が解離してしまったのであろう。プライマーの鋳
型へのアニーリングを保持するため、第一の重合期間(
1分)に反応温度を37℃から55℃にゆっくりと上昇
させ、ついで第二の伸長期間を72℃で3分とした。こ
れら条件下で増幅したHPVDNAはすへて、期待され
る850ヌクレオチド断片を含んでいた。期待したバン
ドに加えて、HPVI8は一貫して長さが約550ヌク
レオチドの断片の存在を示していた。
この別の断片の出所源を決定するため、2種のプライマ
ーのうちの一方だけを用いてPCRを行った。IWDO
をプライマーとして用いた場合は、HPV6およびHP
V  18DNAはそれぞれ約850ヌクレオチドおよ
び550ヌクレオチドの断片を示した。IWDOを単独
のプライマーとして用いた場合、HPV  I I、[
−1PV  l G、またはI−(PV  33DNA
では増幅は観察されなかった。IUをプライマーとして
用いた場合は、HPV33についてのみ約850bpの
ところに非常にかすかなバンドが検出された。単独プラ
イマー増幅の後に観察されたHr’V6およびHPV3
3の余分の断片は、期待される850bp断片と一緒に
移動する(co−migration)ため相互プライ
マー反応では検出されなかった。
ウィルス配列を調へたところ、HPV6およびHPV1
8についてのみIWDOと69%の相同性を有する可能
な別のアニーリング部位がみつかった。この程度の不一
致は、プライマーのアニーリング条件下(37℃)では
許容される乙のである。I−H’V  I 8DNA上
の[WDOに対するアニーリング(目的)部位は、コー
ド(陽)鏡上の2012位にある。正しい増幅方向にあ
るIWDOに対する可能な別の結合部位は、目的部位の
545塩基対(bp)上流に陰鏡上で検出された。他の
アニーリング部位もまた位置していたが、1セツトのみ
が正しい方向を向いているため増幅か可能であった。一
方の部位は陽鏡上の3783位にあり、他方の部位は陰
鏡上の575ヌクレオチド下流にあった。HPV6につ
いては、別のアニーリング部位が1セツトだけ検出され
た。一方の部位は陽鏡上の3006位にあり、他方の部
位は陰鏡上の859bp下流にあった。HPV33につ
いては、10の目的結合部位はコード鎖上の1122位
にあった。しかしながら、正しい方向にあって約850
bpの断片を生成し得る別の結合部位は非コード鎖上に
は検出されなかった。しかしながら、陽鏡上の976位
および陰鏡上に正しい方向で845bp下流に!セット
の別の結合部位があった。
別のプライマー結合部位を除くため、アニーリング温度
を上昇させた。1種のプライマーのみを用い、アニーリ
ング温度を37℃から46℃に上昇させてHPV  6
、HPV18およびHP V33についてPCRを繰り
返した。BPV6およびBPV33についてはこの温度
では増幅は認められなかったが、HPVI8では550
bpのバンドが依然として存在していた。アニーリング
温度を46℃から52℃に上昇さ仕たときには、1−I
PVI8は単独のプライマーを用いて増幅することがで
きなかった。52℃のアニーリング温度では伸長時間が
含まれていなかったが、90秒かけて温度を52℃から
72℃にゆっくりと上界さ仕た後に伸長を行ってサイク
ルを完成させた。
温度を52℃に上昇させることにより、第二の部位への
IUまたはIWDOのアニーリングを防ぐことができた
。このことは、HPV  6、BPV18およびBPV
33においてこれら別のバンドが消失したことにより確
認された。これら2種のプライマーを用いた増幅は、I
Uについての最も低い’l’ dよりら4℃低い温度で
アニーリングを行った場合でも首尾よく行うことができ
た。
46℃および52℃でアニーリングして生成した臭化エ
チジウム染色断片の強度の間に違いは認められなかった
。しかしながら、HPV  6鋳型の系列希釈によれば
、限定量の鋳型で増幅させる場合のDNA量が約2次数
異なることが示された。
46℃ではo、o+p9の増幅断片で検出できたが、5
2℃では40サイクルの増幅後に1 、0 p9の増幅
断片でしか検出されなかった。ハイブリダイゼーション
によれば、46℃ではわずかに0.00Ir9(1〜1
0分子)(7)HPV  6DNAから増幅生成物を検
出できたが、52℃ではlP9すなわち2X10’分子
から検出可能であることがわかった。
本発明プライマーのHP Vコンセンサスプライマーと
しての有用性を評価するため、配列がわかっていない種
々のヒトおよび動物パピロマウイルスDNAの増幅を試
みた。クローン化HPV2.11PV4、HPV  3
1.HPV  35およびBPV52並びにウシパピロ
マウイルス7型(IMPV  7)およびイヌロ腔パピ
ロマウイルス(COPY)DNA配列を試験した。52
℃のアニーリング温度にて、BPV  7以外は、これ
らすべてのDNAの増幅により長さが約850bpの断
片が生成した。増幅用に等量(l ng)のウィルスD
NAを用いたにもかかわらず、BPV2は検出可能では
あるが一層弱いシグナルを生成し、プライマーの一方ま
たは両方か鋳型に充分にアニールしなかったことを示唆
していた。
増幅した断片を標識し、既知1(PVDNAのPstl
消化生成物と標準(Tm−25)条件下でハイブリダイ
ズさけた。各場合において、gHPVのPCR生成物は
、それぞれ個々の鋳型DNAとのみハイブリダイズした
。さらに、プライマーに対する目的部位を含む断片のみ
がPCR生成物とハイブリダイズした(第A表参照)。
従って、ウィルス型、およびウィルスDNAの予想領域
に特異的なPCR生成物が生成された。
実施例2 臨床試料からのHPVDNAの増幅: 本発明の普遍的プライマーを用いて増幅さ仕るために、
サザーンブロットハイブリダイゼーションにより前以て
型分けしておいた臨床試料からのDN、Aを選択した。
I3amHIおよびHindlllで二重消化した後、
試料をIUおよびI W D O並びにB−グロビンプ
ライマーの存在下、46℃のアニーリング温度での25
サイクル増幅に供した。増幅混合物のアリコート(15
μρ)を0.8%アガロースゲル中で電気泳動し、ナイ
ロン膜に移し、ついでIIPV 6、HPVII、HP
VI6、HpvtsまたはHl)V31並びにB−グロ
ビンオリゴマーの標識増幅断片に標準条件下でハイブリ
ダイズした。陰性コントロールとして、サザーンプロッ
トで前以て陰性であった3つの試料、並びにヒト細胞株
293からのDNA(Iμg)を用いた。
すべての試料がB−グロビンプローブにハイブリダイズ
したが、このことは試料中に充分な細胞DNAが存在す
ること、および増幅反応が抑制されなかったことを示し
ていた。増幅DNAについてのHPVハイブリダイゼー
ションの結果は、前以て行ったサザーンプロットの結果
と相関関係を有していた。サザーンプロットで前以て陰
性であった試料のうち2つは、HPV31に関してはわ
ずかに陽性であった。これら試料は、正常外陰部の生検
および頚部の偏平細胞癌であった。陽性外陰部は潜伏感
染の結果であり、また偏平細胞癌はウィルスDNA濃度
が低いためにサザーンプロットでは陰性であったものと
思われる。別の考え方としては、これら2つの試料は、
DNA抽出、制限酵素消化およびPCRに含まれる数多
くの操作の間にコンタミネートされたと思われる。しか
しながら、他の陰性コントロール(正常頚部)およびヒ
ト細胞株293からのDNAが陰性のままであったこと
を考慮すると、この後者の考えは蓋然性が薄い。さらに
、いずれの試料においても2種の異なる型から1−IV
 DNAが検出されることは決してなかった。
以上の結果から、ItJとIWDOとは、生殖路感染を
伴うHP Vの増幅のための普遍的プライマーとして組
み合わせて使用可能なことが確実である。本発明のプラ
イマーは、PCR法において型特異的なプライマーの必
要性をなくするという意味において「普遍的」である。
これらプライマーは鋳型とは種々の程度の相同性を示す
ので、可能な最も低いTdに基づくアニーリング温度を
しばしば用いた。この温度での増幅では予期しないバン
ドが得られたが、これらバンドはアニーリング温度を上
げることにより消失さ仕た。しかしながら、この温度上
昇により、増幅の効率は2倍の次数で低下する結果とな
った。
このことは、全プライマーのごく一部のみが鋳型と熱安
定な二本鎖を生成するというプライマーの縮重(deg
eneracy)によって説明することができる。
デオキシイノシンは、4塩基重複のあり得るところに用
いてプライマーの熱安定性を高めた。これは、縮重位置
のあるときにプライマーの濃度が減少するのを防ぐとい
う別の利点も有する。本発明の普遍的プライマーを用い
て低アニーリング温度で正常細胞DNAを増幅さU゛て
も、HP Vプローブにハイブリダイズず・S l) 
N A断片を生成させることはできなかった。
本発明のコンセンサスプライマーは、I−I P V6
、 HPV  I  I S HPV  1 6 、 
HPV18 およびHPV  33DNAの増幅に有効
であることが期待されたが(これら配列のDNAは知ら
れているので)、種々の組織源に由来する配列のわから
ない幾つかのHPVDNAを増幅することができた。本
発明の普遍的プライマーは被験HP Vの間で高度に保
存された配列とアニールするので、これら配列は全ウィ
ルス属に特徴的な配列であるように思われる。それゆえ
、本発明の普遍的プライマーは、未だ特徴付けられてい
ないウィルス型の検出にも用いることができる。本発明
の普遍的プライマーはまた、I−I P V感染には通
常伴わない病変中のI−I P Vを確認するためにも
用いろことができる。このような広い有用性は、C0P
Y DNAは増幅されたけれどもBI’V  7DNA
は増幅することができなかったので、I−I P Vに
限られてよいかもしれない。[UはBPV−1およびC
0PY配列に対して殆ど相同性を示さなかったが、一方
、IWDOは高い相同性を有していた。このことは、ア
ニーリング部位が2種のプライマーの一方にのみ存在す
ることを示していた。
良性お上び前癌性病変はエピソームHPV DNA配列
を含んでいるので、これら普遍的プライマーを用いたP
CR法は、臨床試料中のウィルス配列の検出のための一
般的スクリーニング法として有用である。得られた増幅
断片は、ついで特定のオリゴヌクレオチドプローブを用
いて型分けすることができる。
以上、本発明を種々の特別の好ましい態様および技術に
関して記載した。しかしながら、本発明の範囲内で多く
の変更および修飾をすることができるが理解されるべき
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、PCR法によるDNAの目的配列の増幅を示
す模式図である。実線枠および斑点を付けた枠は、それ
ぞれ目的の配列に近似した2種のオリゴヌクレオチド(
増幅プライマー)を表す。縦の線は多数の塩基対を表す
。変性DNAと混合しアニールさせたとき、これらプラ
イマーは該DNA上の相補的配列とハイブリダイズする
。ついで、DNAポリメラーゼは、該DNAを鋳型とし
て用い該オリゴヌクレオヂドをプライマーとして用いて
新たなりNA鎖を合成する。変性、アニーリング、およ
びプライマー伸長のサイクルを繰り返して増幅された目
的配列のプールが生成される。そのような配列の−っを
最下段に示しである。 第2A図は、HPV6bゲノムの模式図である。 0−7902ヌクレオチドスケール上の記号rAJはポ
リアデニル化部位を示す。HPVORFを示す枠中の破
線は、A T G開始コドンのおよその位置を示す。 第2B図は、本発明のプライマーを用いた、I!PVの
EI  ORF中のDNA配列を増幅するためのPCR
法を示す模式図である。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)生理学的試料中のヒトパピロマウイルス(HPV
    )の検出方法であって、 (a)該試料中のHPVのE1オープンリーディングフ
    レームから二本鎖DNAを分離して第一の一本鎖HPV
    DNAおよび第二の一本鎖HPVDNAを生成し、 (b)該第一の一本鎖HPVDNAをモル過剰のオリゴ
    デオキシヌクレオチドプライマーIU(該第一の鎖に対
    する相補領域)と反応させ、該第二の一本鎖HPVDN
    Aをモル過剰のオリゴデオキシヌクレオチドプライマー
    IWDO(該第二の鎖に対する相補領域)と反応させ、
    その際の反応条件を、各プライマーが各相補領域とアニ
    ールし、かつ各プライマーがアニールしている鎖に相補
    的な各プライマーの伸長生成物が合成されるようなもの
    とし、 (c)その上にプライマー伸長生成物が合成されている
    鎖から該プライマー伸長生成物を分離して4つの一本鎖
    分子を生成し、 (d)工程(c)で生成した4つの一本鎖分子を工程(
    b)の2種のプライマーとプライマーのモル過剰にて反
    応させ、その際の反応条件を、各プライマーが各相補領
    域とアニールし、かつ各一本鎖分子を鋳型として用いて
    各プライマーの伸長生成物が合成されるようなものとし
    、 (e)工程(c)〜(d)を繰り返して、該2種のオリ
    ゴデオキシヌクレオチドプライマーのDNA配列に相補
    的なHPVDNA配列間にあるHPVDNAに対応する
    二本鎖DNAを検出可能な量まで蓄積させ、ついで (f)該検出可能な量のDNAを検出する ことを特徴とする方法。
  2. (2)検出可能な量のDNAの検出を、該二本鎖HPV
    DNAを変性させて2つの一本鎖HPVDNAとし、該
    一本鎖DNAの少なくとも一方を標識オリゴヌクレオチ
    ドプローブとアニールさせ、ついで該標識を検出するこ
    とにより行う、請求項(1)に記載の方法。
  3. (3)標識オリゴヌクレオチドプローブが、検出可能な
    標識との結合部位を用いて標識されている、請求項(2
    )に記載の方法。
  4. (4)検出可能な量のDNAの検出を、検出可能な標識
    を該二本鎖HPVDNAに結合させ、ついで該標識を検
    出することにより行う、請求項(1)に記載の方法。
  5. (5)工程(c)〜(d)を約10〜50回繰り返す、
    請求項(1)に記載の方法。
  6. (6)工程(a)および(c)における分離を、該二本
    鎖DNAを熱変性することにより行う、請求項(1)に
    記載の方法。
  7. (7)工程(b)および(d)を、4種の異なるヌクレ
    オチド三リン酸および重合剤で処理することにより行い
    、その際、該ヌクレオチド三リン酸および重合剤をプラ
    イマーIUおよびプライマーIWDOと一緒にまたは別
    々に添加する、請求項(1)に記載の方法。
  8. (8)式: 5′−TIIN_1IN、IIN_2TAAAACGA
    AAGT−3′(式中、N_1はAまたはG、N_2は
    CまたはTである)で示されるオリゴヌクレオチドまた
    はその相補配列。
  9. (9)式: 5′−N_1TCN_1N_3AIGCCCAN_2T
    GIACCAT−3′(式中、N_1はAまたはG、N
    _2はCまたはT、N_3はAまたはTである)で示さ
    れるオリゴヌクレオチドまたはその相補配列。
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