(57)【要約】サンプル中の少なくとも1種の核酸の存在を決定するための方法および物質を提供し、該方法は、（1）配列特異的ハイブリッド捕捉を使用する精製ステップ、（2）増幅ステップ、および（3）2種の別々の配列特異的ポリヌクレオチドプローブを使用する検出ステップを含む。また、SEQ ID NO：1〜SEQ ID NO：727を含む核酸ならびにそれらを含む核酸プローブおよびプローブセットを提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
SEQ ID NO：1〜SEQ ID NO：727およびそれらの相補物からなる群より選択されるヌクレオチド配列に対して少なくとも75％の相同性を有する少なくとも1種のヌクレオチド配列を含む、100ヌクレオチド以下の全長を有する単離された核酸。
【請求項２】
ストリンジェントな条件下、HPV2、HPV3、HPV6、HPV10、HPV11、HPV16、HPV18、HPV26、HPV27、HPV28、HPV29、HPV30、HPV31、HPV32、HPV33、HPV34、HPV35、HPV39、HPV42、HPV45、HPV51、HPV52、HPV53、HPV54、HPV56、HPV57、HPV58、HPV59、HPV64、HPV66、HPV67、HPV68、HPV69、HPV70、HPV73、HPV82、HPV84、HPV85、HPV86、HPV87、およびHPV94からなる群より選択されるヒトパピローマウイルス（HPV）ゲノムの少なくとも一部分にハイブリダイズすることができる、請求項1記載の単離された核酸。
【請求項３】
選択的ストリンジェンシー条件下、E6、E7、およびL1からなる群より選択される遺伝子にハイブリダイズすることができる、請求項1または2記載の単離された核酸。
【請求項４】
ただし、ストリンジェントな条件下、1種を超えるヒトパピローマウイルス（HPV）ゲノムにハイブリダイズすることができない、請求項1〜3のいずれか一項記載の単離された核酸。
【請求項５】
ストリンジェントな条件下、
a）HPV18、HPV39、HPV45、HPV59、およびHPV68からなるA7グループ、ならびに
b）HPV16、HPV31、HPV33、HPV35、HPV52、およびHPV58からなるA9グループ
からなる群より選択される少なくとも2種のヒトパピローマウイルス（HPV）ゲノムにハイブリダイズすることができる、請求項1〜3のいずれか一項記載の単離された核酸。
【請求項６】
HPV2、HPV3、HPV6、HPV10、HPV11、HPV16、HPV18、HPV26、HPV27、HPV28、HPV29、HPV30、HPV31、HPV32、HPV33、HPV34、HPV35、HPV39、HPV42、HPV45、HPV51、HPV52、HPV53、HPV54、HPV56、HPV57、HPV58、HPV59、HPV64、HPV66、HPV67、HPV68、HPV69、HPV70、HPV73、HPV82、HPV84、HPV85、HPV86、HPV87、およびHPV94からなる群より選択されるヒトパピローマウイルス（HPV）のゲノムの少なくとも一部分に対して少なくとも75％の相同性を全長にわたって有する、請求項1〜5のいずれか一項記載の単離された核酸。
【請求項７】
E6、E7、およびL1からなる群より選択される遺伝子の少なくとも一部分に対して少なくとも75％の相同性を全長にわたってさらに有する、請求項1〜6のいずれか一項記載の単離された核酸。
【請求項８】
SEQ ID NO：1〜SEQ ID NO：727、それらのRNA同等物およびDNA同等物、ならびにそれらの相補物からなる群より選択される配列を含む、請求項1〜7のいずれか一項記載の単離された核酸。
【請求項９】
50ヌクレオチド以下の全長を有する、請求項1〜8のいずれか一項記載の単離された核酸。
【請求項１０】
20〜40ヌクレオチドの全長を有する、請求項1〜8のいずれか一項記載の単離された核酸。
【請求項１１】
SEQ ID NO：1〜SEQ ID NO：727およびそれらの相補物からなる群より選択されるヌクレオチド配列に対して少なくとも75％の相同性を有するヌクレオチド配列からなる、請求項1〜8のいずれか一項記載の単離された核酸。
【請求項１２】
SEQ ID NO：1〜SEQ ID NO：727、それらのRNA同等物またはDNA同等物、ならびにそれらの相補物からなる群より選択されるヌクレオチド配列からなる、請求項1〜8のいずれか一項記載の単離された核酸。
【請求項１３】
請求項1〜12のいずれか一項記載の単離された核酸を含む核酸プローブ。
【請求項１４】
検出可能な標識をさらに含む、請求項13記載の核酸プローブ。
【請求項１５】
リガンドをさらに含む、請求項13または14記載の核酸プローブ。
【請求項１６】
請求項13〜15のいずれか一項記載の核酸プローブを含む核酸プローブセット。
【請求項１７】
ストリンジェントな条件下、HPV2、HPV3、HPV6、HPV10、HPV11、HPV16、HPV18、HPV26、HPV27、HPV28、HPV29、HPV30、HPV31、HPV32、HPV33、HPV34、HPV35、HPV39、HPV42、HPV45、HPV51、HPV52、HPV53、HPV54、HPV56、HPV57、HPV58、HPV59、HPV64、HPV66、HPV67、HPV68、HPV69、HPV70、HPV73、HPV82、HPV84、HPV85、HPV86、HPV87、およびHPV94からなる群より選択されるヒトパピローマウイルス（HPV）ゲノムの少なくとも一部分にハイブリダイズすることができる少なくとも1種の核酸プローブを含む、請求項16記載の核酸プローブセット。
【請求項１８】
a. E6およびE7からなる群より選択される遺伝子の一部分に対して少なくとも75％の相同性を全長にわたって有する第一の核酸プローブ、ならびに
b. L1遺伝子の一部分に対して少なくとも75％の相同性を全長にわたって有する第二の核酸プローブ
を含む核酸プローブセットであって、
該第一の核酸プローブおよび第二の核酸プローブが、ストリンジェントな条件下、同一のHPVゲノムにハイブリダイズすることができる、
請求項17記載の核酸プローブセット。
【請求項１９】
第一の核酸プローブおよび第二の核酸プローブが、ストリンジェントな条件下、1種を超えるヒトパピローマウイルス（HPV）ゲノムにハイブリダイズすることができない、請求項18記載の核酸プローブセット。
【請求項２０】
少なくとも1種の核酸プローブが、ストリンジェントな条件下、
a）HPV18、HPV39、HPV45、HPV59、HPV68、HPV70、およびHPV85からなるA7グループ、ならびに
b）HPV16、HPV31、HPV33、HPV35、HPV52、HPV58、およびHPV67からなるA9グループ
からなる群より選択されるヒトパピローマウイルス（HPV）ゲノムグループのうちの少なくとも2種にハイブリダイズすることができる、請求項18または19項記載の核酸プローブセット。
【請求項２１】
非標的核酸を含むサンプル中の少なくとも1種の標的核酸を検出する方法であって、以下の段階を含む方法：
a.（i）該サンプルと、
少なくとも1種の精製プローブであって、該核酸プローブの少なくとも一部分が少なくとも1種の標的核酸にハイブリダイズしてDNA：RNAハイブリッドを形成する、該少なくとも1種の精製プローブと
を接触させること、
（ii）該DNA:RNAハイブリッドと、
該DNA：RNAハイブリッドに結合することができ、第一の固体支持体に結合しているかまたは結合するように適合されている、少なくとも第一の抗体と
を接触させることを含む方法によって、該DNA:RNAハイブリッドを該第一の固体支持体に固定化すること、および
（iii）少なくとも1種の精製された標的核酸を生成するために、該第一の固体支持体を該サンプルから分離すること
を含む方法によって、サンプルから標的核酸を精製する段階；
b.（i）アンプリコンを生成するために、該精製された標的核酸の少なくとも一部分を増幅すること、
（ii）該アンプリコンと、
（α）第二の固体支持体に結合しているかまたは結合するように適合されている、少なくとも1種の固定化プローブであって、
（β）該固定化プローブの少なくとも一部分が該少なくとも1種の標的核酸にハイブリダイズする、該少なくとも1種の固定化プローブと
を接触させることを含む方法によって、該アンプリコンを該第二の支持体に固定化すること、
（iii）固定化されたアンプリコンと、
ビオチン化されていてもよい少なくとも1種の検出プローブであって、該検出プローブの少なくとも一部分が該少なくとも1種の標的核酸にハイブリダイズして検出複合体を生成する、該少なくとも1種の検出プローブと
を接触させること、および
（iv）該検出複合体によって生成される少なくとも第一の検出可能なシグナルであって該標的核酸の遺伝子型を示す該シグナルを検出すること
を含む方法によって、該精製された標的核酸の遺伝子型を決定する段階。
【請求項２２】
精製された核酸が、増幅の前に断片化される、請求項21記載の方法。
【請求項２３】
精製された核酸が、等温増幅を含む方法によって増幅される、請求項21または22記載の方法。
【請求項２４】
精製された核酸が、全ゲノム増幅を含む方法によって増幅される、請求項21〜23のいずれか一項記載の方法。
【請求項２５】
第二の固体支持体が第一の検出可能なシグナルを生成する、請求項21〜24のいずれか一項記載の方法。
【請求項２６】
複数種の別個の精製された標的核酸が生成される、請求項25記載の方法。
【請求項２７】
複数種の精製された標的核酸が複数種の固定化プローブと接触され、該複数種の固定化プローブのそれぞれが、別個の精製された標的核酸に特異的である、請求項26記載の方法。
【請求項２８】
複数種の固定化プローブの少なくとも2種が、同一の精製された標的核酸に特異的である、請求項26または27記載の方法。
【請求項２９】
複数種の固定化プローブの少なくとも2種が、同一の精製された標的核酸の異なる領域に特異的である、請求項26〜28のいずれか一項記載の方法。
【請求項３０】
複数種の別個の第二の固体支持体を含む方法であって、
（α）各第二の固体支持体が、1種の標的核酸に特異的な少なくとも1種の固定化プローブを含み、かつ他の複数種の標的核酸のいずれかに特異的ないかなる固定化プローブも含まず、かつ
（β）各第二の固体支持体が、該標的核酸の遺伝子型を示す固有の第一の検出可能なシグナルを生成する、
請求項27〜29のいずれか一項記載の方法。
【請求項３１】
第二の固体支持体へのアンプリコンの固定化を示す第二の検出可能なシグナルが生成される、請求項21〜30のいずれか一項記載の方法。
【請求項３２】
検出プローブが、第二の検出可能なシグナルを生成する検出可能な標識を含む、請求項31記載の方法。
【請求項３３】
第二の検出可能なシグナルが標的核酸の遺伝子型をさらに示す、請求項31または32記載の方法。
【請求項３４】
第二の検出可能なシグナルが、各固体支持体に固定化されたアンプリコンの量をさらに示す、請求項31〜33のいずれか一項記載の方法。
【請求項３５】
第一の検出可能なシグナルが、高リスクHPV（HR-HPV）16、18、26、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、66、68、および82型ならびに低リスクHPV（LR-HPV）2、3、6、7、10、11、13、27、28、30、32、40、42、43、53、54、55、61、62、67、69、70、71、72、74、81、83、84、85、86、87、89、90、および91型からなる群より選択されるヒトパピローマウイルス（HPV）の遺伝子型を示す、請求項21〜34のいずれか一項記載の方法。
【請求項３６】
精製プローブ、固定化プローブ、および/または検出プローブの少なくとも1種が、100ヌクレオチド以下の全長を有する核酸を含み、かつSEQ ID NO：1〜SEQ ID NO：727、それらのDNA同等物およびRNA同等物、ならびにそれらの相補物からなる群より選択されるヌクレオチド配列に対して少なくとも75％の相同性を有する配列を含む、請求項35記載の方法。
【請求項３７】
精製プローブが、SEQ ID NO：1〜SEQ ID NO：727およびそれらの相補物からなる群より選択されるヌクレオチド配列を含む、請求項36記載の方法。
【請求項３８】
固定化プローブが、SEQ ID NO：344〜SEQ ID NO：727およびそれらの相補物からなる群より選択されるヌクレオチド配列を含む、請求項36または37記載の方法。
【請求項３９】
検出プローブが、SEQ ID NO：1〜SEQ ID NO：727およびそれらの相補物からなる群より選択されるヌクレオチド配列を含む、請求項36〜38のいずれか一項記載の方法。
【請求項４０】
固定化プローブが、前記高リスクHPV以外の他のHPV型の最大106コピーまでに対し、特異的である、請求項35〜39のいずれか一項記載の方法。
【請求項４１】
すべての非特異的HPV型のシグナル対ノイズ比が2.0未満である、請求項31〜40のいずれか一項記載の方法。
【請求項４２】
すべての特異的HPV型のシグナル対ノイズ比が少なくとも5である、請求項31〜41のいずれか一項記載の方法。
【請求項４３】
以下を含む、核酸の遺伝子型を決定するためのキット：
（a）請求項1記載の単離された核酸、
（b）核酸ポリメラーゼ、
（c）プライマー、
（d）第一の固体支持体、
（e）該第一の支持体に結合しているかまたは結合するように適合されている抗DNA：RNAハイブリッド抗体、および
（f）検出可能に標識された第二の固体支持体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の参照
本出願は、それぞれ参照により本明細書に組み入れられる2010年1月29日出願の米国特許仮出願第61/299,531号および2010年4月20日出願の米国特許仮出願第61/326,067号の優先権を主張する。
【０００２】
発明の分野
本開示は、核酸の精製、検出、および特徴づけのための方法および組成物に関する。
【背景技術】
【０００３】
背景
サンプル中の特異的核酸配列の存在または非存在の識別は、現代の研究室および臨床環境において使用される多くのアッセイ法および試験の中心的部分である。一般的なスキームにおいて、サンプルからの核酸は、まず、様々な物理的性質を操作することにより、サンプル中に存在する他の高分子から分離される。例えば、核酸は一般に、ホスホジエステル主鎖のせいで、中性pHにおいて正味の負電荷を有する。この性質を操作すると、アニオン交換樹脂を使用して核酸を他の高分子から分離することができる。別の例として、特定の溶媒における、他の高分子と比較して異なる核酸の溶解度を使用して核酸をサンプルから抽出する。他のそのようなスキームが数多く存在する。しかし、一般的に、精製される核酸の全量に対する標的核酸の量は非常に少ない。したがって、何らかのタイプの増幅が必要である。ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）のような標的増幅法によって特異的ヌクレオチド配列の量を増すか、特異的ヌクレオチド配列を検出可能な標識と反応させ、その標識からのシグナルを検出可能なレベルまで増幅するかのいずれかである。
【０００４】
残念ながら、これらの方法は有用性が限られる。一つの限界は、PCRのような標的特異的増幅法は本質的に誤りを生じやすいということである。例えば、プライマーハイブリダイゼーションのストリンジェンシーを制御することはできるが、それにもかかわらず、偽陽性結果を招きうる非特異的プライマー結合およびプライマー非依存性増幅の可能性が存在する。そのうえ、様々な配列が様々な速度で増幅することがあり、その結果、増幅の偏りが生じる。結果として、一つの反応における多数の核酸配列の定量分析は、多くの場合、感度の欠如が欠点である。加えて、他の核酸に対して低い濃度で存在する標的核酸がポリメラーゼから有効に「マスク」され、それが偽陰性結果を生じさせることもある。そのようなアッセイ法の特異性および感度の両方を低下させる他の要因が存在することもある。PCRの別の限界は、標的の相対的に小さな断片しか増幅されないということである。結果として、突然変異/欠失の場合、アッセイ法は偽陰性の結果を出すおそれがある。
【０００５】
したがって、少なくとも1種の特異的配列を含む少なくとも1種の標的核酸セグメントの特異的かつ高感度の単離および分析のための方法および組成物が求められている。
【発明の概要】
【０００６】
概要
本開示は、その局面および態様において、少なくとも1種の標的核酸の検出方法および遺伝子型決定方法を提供すること、ならびに同方法に有用な単離された核酸を提供することにより、これらの様々な必要性および課題に取り組む。
【０００７】
一つの態様において、SEQ ID NO：1〜SEQ ID NO：727およびそれらの相補物からなる群より選択されるヌクレオチド配列に対して少なくとも75％の相同性を有する少なくとも1種のヌクレオチド配列を含む、それからなる、または本質的にそれからなる、100ヌクレオチド以下の全長を有する単離された核酸が提供される。
【０００８】
ある局面において、単離された核酸は、ストリンジェントな条件下、HPV2、HPV3、HPV6、HPV10、HPV11、HPV16、HPV18、HPV26、HPV27、HPV28、HPV29、HPV30、HPV31、HPV32、HPV33、HPV34、HPV35、HPV39、HPV42、HPV45、HPV51、HPV52、HPV53、HPV54、HPV56、HPV57、HPV58、HPV59、HPV64、HPV66、HPV67、HPV68、HPV69、HPV70、HPV73、HPV82、HPV84、HPV85、HPV86、HPV87、およびHPV94からなる群より選択されるヒトパピローマウイルス（HPV）ゲノムの一部分にハイブリダイズすることができる。
【０００９】
ある局面において、核酸は、選択的ストリンジェンシー条件下、E6、E7、およびL1からなる群より選択されるHPV遺伝子にハイブリダイズすることができる。
【００１０】
ある局面において、核酸は、ストリンジェントな条件下、1種を超えるヒトパピローマウイルス（HPV）ゲノムにハイブリダイズすることができない。
【００１１】
ある局面において、核酸は、ストリンジェントな条件下、以下からなる群より選択されるヒトパピローマウイルス（HPV）ゲノムグループのうちの少なくとも2種にハイブリダイズすることができる：a）HPV18、HPV39、HPV45、HPV59、HPV68、HPV70、およびHPV85からなるA7グループ、ならびにb）HPV16、HPV31、HPV33、HPV35、HPV52、HPV58、およびHPV67からなるA9グループ。
【００１２】
別の局面において、核酸は、以下からなる群より選択されるHPVゲノムの対にハイブリダイズすることができる：a）HPV18およびHPV45、b）HPV39およびHPV68、c）HPV59およびHPV70、d）HPV70およびHPV85、e）HPV16およびHPV35、f）HPV31およびHPV35、g）HPV52およびHPV67、h）HPV33およびHPV58、i）HPV26およびHPV69、j）HPV51およびHPV82、k）HPV30およびHPV53、l）HPV56およびHPV66、m）HPV34およびHPV73、ならびにn）HPV6およびHPV11。
【００１３】
ある局面において、単離された核酸は、その全長にわたって、HPV2、HPV3、HPV6、HPV10、HPV11、HPV16、HPV18、HPV26、HPV27、HPV28、HPV29、HPV30、HPV31、HPV32、HPV33、HPV34、HPV35、HPV39、HPV42、HPV45、HPV51、HPV52、HPV53、HPV54、HPV56、HPV57、HPV58、HPV59、HPV64、HPV66、HPV67、HPV68、HPV69、HPV70、HPV73、HPV82、HPV84、HPV85、HPV86、HPV87、およびHPV94からなる群より選択されるヒトパピローマウイルス（HPV）のゲノムの一部分に対して少なくとも75％の相同性を有する。
【００１４】
ある局面において、単離された核酸は、その全長にわたって、E6、E7、およびL1からなる群より選択される遺伝子の一部分に対して少なくとも75％の相同性を有する。
【００１５】
ある局面において、単離された核酸は、SEQ ID NO：1〜SEQ ID NO：727、それらのRNA同等物またはDNA同等物、およびそれらの相補物からなる群より選択される配列を含む。
【００１６】
別の局面において、本明細書に開示される単離された核酸を含み、かつ検出可能な標識および/またはリガンドをさらに含んでいてもよい、核酸プローブが提供される。さらなる局面において、固体支持体に結合した核酸プローブが提供される。
【００１７】
さらなる局面において、上記のような核酸プローブはプローブセットの一部として提供される。
【００１８】
別の局面において、非標的核酸を含むサンプル中の標的核酸を検出する方法が提供され、該方法は、以下の段階を含む：
a.（i）サンプルと、
少なくとも1種の精製プローブであって、該核酸プローブの少なくとも一部分が少なくとも1種の標的核酸にハイブリダイズしてDNA：RNAハイブリッドを形成する、該少なくとも1種の精製プローブと
を接触させること、
（ii）DNA:RNAハイブリッドと、
該DNA：RNAハイブリッドに結合することができ、第一の固体支持体に結合しているかまたは結合するように適合されている、少なくとも第一の抗体と
を接触させることを含む方法によって、DNA:RNAハイブリッドを第一の固体支持体に固定化すること、および
（iii）少なくとも1種の精製された標的核酸を生成するために、第一の固体支持体をサンプルから分離すること
を含む方法によって、サンプルから標的核酸を精製する段階；
b.（i）アンプリコンを生成するために、精製された標的核酸の少なくとも一部分を、例えば、全ゲノム増幅などの等温増幅によって、増幅すること、
（ii）アンプリコンと、
（α）第二の固体支持体に結合しているかまたは結合するように適合されている、少なくとも1種の固定化プローブであって、
（β）該固定化プローブの少なくとも一部分が少なくとも1種の標的核酸にハイブリダイズする、該少なくとも1種の固定化プローブと
を接触させることを含む方法によって、アンプリコンを第二の支持体に固定化すること、
（iii）固定化されたアンプリコンと、
少なくとも1種の検出プローブであって、該検出プローブの少なくとも一部分が少なくとも1種の標的核酸にハイブリダイズして検出複合体を生成する、該少なくとも1種の検出プローブと
を接触させること、および
（iv）検出複合体によって生成される少なくとも第一の検出可能なシグナルであって標的核酸の遺伝子型を示す該シグナルを検出すること
を含む方法によって、精製された標的核酸の遺伝子型を決定する段階。
【００１９】
別の局面において、精製された核酸は増幅の前に断片化される。
【００２０】
別の局面において、第二の固体支持体は第一の検出可能なシグナルを生成する。
【００２１】
別の局面において、複数種の別個の精製された標的核酸が生成される。
【００２２】
別の局面において、複数種の精製された標的核酸は複数種の固定化プローブと接触され、複数種の固定化プローブのそれぞれが、別個の精製された標的核酸に特異的である。
【００２３】
別の局面において、複数種の固定化プローブの少なくとも2種が、同一の精製された標的核酸に特異的である。
【００２４】
別の局面において、複数種の固定化プローブの少なくとも2種が、同一の精製された標的核酸の異なる領域に特異的である。
【００２５】
別の局面において、複数種の別個の第二の固体支持体が使用され、（α）各第二の固体支持体が、1種の標的核酸に特異的な少なくとも1種の固定化プローブを含み、かつ他の複数種の標的核酸のいずれかに特異的ないかなる固定化プローブも含まず、かつ（β）各固体支持体が、標的核酸の遺伝子型を示す固有の第一の検出可能なシグナルを生成する。
【００２６】
別の局面において、第二の固体支持体へのアンプリコンの固定化を示す第二の検出可能なシグナルが生成される。
【００２７】
別の局面において、検出プローブは、第二の検出可能なシグナルを生成する検出可能な標識を含む。
【００２８】
別の局面において、第二の検出可能なシグナルは標的核酸の遺伝子型をさらに示す。
【００２９】
別の局面において、第二の検出可能なシグナルは、各固体支持体に固定化されたアンプリコンの量をさらに示す。
【００３０】
別の局面において、第一の検出可能なシグナルは、高リスクHPV（HR-HPV）16、18、26、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、66、68、および82型ならびに低リスクHPV（LR-HPV）2、3、6、7、10、11、13、27、28、30、32、40、42、43、53、54、55、61、62、67、69、70、71、72、74、81、83、84、85、86、87、89、90、および91型からなる群より選択されるヒトパピローマウイルス（HPV）の遺伝子型を示す。
【００３１】
別の局面において、精製プローブ、固定化プローブ、および/または検出プローブの少なくとも1種は、
100ヌクレオチド以下の全長を有し、かつ
SEQ ID NO：1〜SEQ ID NO：727、それらのDNA同等物またはRNA同等物、およびそれらの相補物からなる群より選択されるヌクレオチド配列に対して少なくとも75％の相同性を有する配列を含む、単離された核酸
を含む。
【００３２】
別の局面において、精製プローブは、SEQ ID NO：1〜SEQ ID NO：727およびそれらの相補物からなる群より選択されるヌクレオチド配列を含む。
【００３３】
別の局面において、固定化プローブは、SEQ ID NO：344〜SEQ ID NO：727およびそれらの相補物からなる群より選択されるヌクレオチド配列を含む。
【００３４】
別の局面において、検出プローブは、SEQ ID NO：1〜SEQ ID NO：727およびそれらの相補物からなる群より選択されるヌクレオチド配列を含む。
【００３５】
別の局面において、以下のステップを含む方法が提供される：
a. 少なくとも1種の標的核酸と、該少なくとも1種の標的核酸に特異的な少なくとも第一の核酸プローブを含むハイブリッドプローブセットとをハイブリダイズさせることによって、少なくとも1種の標的核酸の二本鎖核酸ハイブリッドを生成すること、
二本鎖核酸ハイブリッドと、該二本鎖核酸ハイブリッドに結合することができる少なくとも第一の抗体とを接触させ、少なくとも第一の抗体を第一の固体支持体に結合させることによって、二本鎖核酸ハイブリッドを第一の固体支持体に固定化すること、および
少なくとも1種の精製された核酸を生成するために、二本鎖核酸ハイブリッドをサンプルから分離すること
を含む精製ステップ；
b. 少なくとも1種の精製された核酸の少なくとも一部分を増幅させて、増幅された核酸を生成する、増幅ステップ；ならびに
c. 増幅された核酸と、少なくとも1種の標的核酸に特異的な少なくとも1種のポリヌクレオチドプローブを含む固定化プローブセットとをハイブリダイズさせることによって、増幅された核酸を少なくとも第二の固体支持体に固定化すること、および
少なくとも1種の標的核酸に特異的な少なくとも1種のポリヌクレオチドプローブを含む検出プローブセットを用いて、少なくとも1種の標的核酸の存在を検出すること
を含む遺伝子型決定ステップ。
【００３６】
さらなる局面において、増幅ステップは等温増幅を含む。
【００３７】
さらなる局面において、増幅ステップは全ゲノム増幅を含む。
【００３８】
さらなる局面において、増幅された核酸は遺伝子型決定ステップの前に断片化される。
【００３９】
さらなる局面において、固定化プローブセットは、懸濁状態におかれた複数種の固体支持体に結合される。
【００４０】
さらなる局面において、複数種の固体支持体は検出可能に標識されている。
【００４１】
さらなる局面において、本明細書に記載される方法は、複数種の標的核酸の存在を検出するように適合されている。
【００４２】
さらなる局面において、固定化プローブセットは、複数種の標的核酸のそれぞれに特異的な少なくとも1種のプローブを含む。
【００４３】
さらなる局面において、固定化プローブセットは、本質的に、複数種の標的核酸のそれぞれに特異的な2種のプローブからなる。
【００４４】
さらなる局面において、複数種の標的核酸に特異的な2種のプローブは変異体の別個の領域に結合する。
【００４５】
さらなる局面において、複数種の固体支持体の各固体支持体は、複数種の標的核酸のうちの1種の核酸のみが複数種の固体支持体のそれぞれに結合するよう、複数種の標的核酸のうちの1種の核酸に特異的なプローブのみを含む。
【００４６】
さらなる局面において、複数種の固体支持体のそれぞれは、複数種の標的核酸のうちの第一の核酸に特異的な固体支持体が、複数種の標的核酸のうちの第二の核酸に特異的な固体支持体とは異なる検出可能な標識を有するよう、検出可能に標識されている。
【００４７】
さらなる局面において、検出プローブセットは検出可能に標識されている。
【００４８】
さらなる局面において、複数種の固体支持体のそれぞれの検出可能な標識は、それに結合した標的核酸の正体を示すために使用され、検出プローブセットの検出可能な標識は、各固体支持体に結合した標的核酸の相対量を示すために使用される。
【００４９】
さらなる局面において、少なくとも1種の標的核酸はヒトパピローマウイルス（HPV）核酸である。
【００５０】
さらなる局面において、HPV核酸は、高リスクHPV（HR-HPV）16、18、26、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、66、68、および82型ならびに低リスクHPV（LR-HPV）2、3、6、7、10、11、13、27、28、30、32、40、42、43、53、54、55、61、62、67、69、70、71、72、74、81、83、84、85、86、87、89、90、および91型からなる群より選択される。
【００５１】
さらなる局面において、複数種のHPV核酸が検出される。
【００５２】
さらなる局面において、複数種のHPV核酸は、HR-HPV 16、18、26、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、66、68、および82型もしくはそれらのいずれかのサブセットならびに/またはLR-HPV 2、3、6、7、10、11、13、27、28、30、32、40、42、43、53、54、55、61、62、67、69、70、71、72、74、81、83、84、85、86、87、89、90、および91型もしくはそれらのいずれかのサブセットを含む、それらからなる、または本質的にそれらからなる。
【００５３】
さらなる局面において、本明細書に開示される方法は、一つの反応において59種の高リスクおよび低リスクHPV型を検出および識別することができるように適合されている。
【００５４】
別の局面において、（a）本明細書に開示される単離された核酸、（b）核酸ポリメラーゼ、（c）プライマー、（d）第一の固体支持体、（e）第一の支持体に結合しているかまたは結合するように適合されている抗DNA：RNAハイブリッド抗体、および（f）検出可能に標識された第二の固体支持体を含む、核酸の遺伝子型を決定するためのキットが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】1Aは、従来の増幅結果と、ヒトゲノムDNAが所望の標的の増幅をいかに減らすのかとを示すグラフであり、1Bは、ハイブリッド捕捉および増幅結果と、所望の標的の増幅がヒトゲノムDNAによっていかに減らされないのかとを示すグラフである。
【図２】四重HPV感染を検出する20重反応の結果を示すグラフである。
【図３】3Aは、様々なアンプリコン量における標的検出結果を示すグラフであり、3Bは、一晩の増幅後の標的検出結果を示すグラフである。
【図４】4Aおよび4Bは、2種のHPV型に関する標的検出結果を示すグラフである。
【図５】26種のHPV型およびすべてのHR-HPV型に関して試験した多重実験結果を示すグラフである。
【図６】26種のHPV型およびすべてのHR-HPV型に関して試験した多重実験結果のS/N値を示すデータ表である。
【図７】単一HPV型感染の検出結果を示すグラフである。
【図８】単一HPV型感染の検出結果を示すグラフである。
【図９】四重HPV型感染の検出結果を示すグラフである。
【図１０】二重HPV型感染の検出結果を示すグラフである。
【図１１】ハイブリッド捕捉、全ゲノム増幅、および標的核酸の検出を示す図解である。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
詳細な説明
本開示は、サンプル中の少なくとも1種の標的核酸の存在を決定するための方法、組成物、試薬、およびキットを包含する。方法、組成物、試薬、システム、およびキットは、病原性微生物の検出および識別ならびに特定の疾病への遺伝的素因の検出をはじめとする臨床診断目的に使用することができる。
【００５７】
I. サンプルおよびサンプル調製
A. サンプル
臨床サンプルおよび研究室生物学的サンプルおよび環境サンプルを含む検体または培養物（例えば、細胞、微生物およびウイルス培養物）をはじめとする任意のサンプルを出発点として使用することができる。生物学的サンプルは、ヒトを含む動物、流体、固体（例えば糞便）または組織、ならびに液体および固体の食品および飼料および成分、例えば乳製品、野菜、肉および肉副産物、ならびに廃棄物からのサンプルでありうる。環境サンプルは、環境物質、例えば表面物質、土壌、水および産業サンプル、ならびに食品および乳製品加工機器、装置、装備、用具、使い捨ておよび非使い捨て品から得られるサンプルを含む。
【００５８】
例示的な生物学的サンプルは、子宮頚上皮細胞（例えば、子宮頚スワブから得られたサンプル）、アデノイド細胞、肛門上皮細胞、血液、唾液、脳脊髄液、胸膜液、乳、リンパ液、痰および精液を含むが、これらに限定されない。
【００５９】
ある局面において、生物学的サンプルは、捕集媒質中に捕集され、貯蔵される。捕集媒質は、核酸を保存し、ヌクレアーゼを阻害して分析前の核酸の分解を防止するための保存媒質としての機能を含むいくつかの機能を有する。一つの局面において、捕集媒質は界面活性剤ベースである。非限定的に、例示的な捕集媒質は、いずれも参照により本明細書に組み入れられる米国特許出願公開第2010-0105060号A1および米国特許出願公開第2010-0159463号A1に見られるものを含む。
【００６０】
一つの局面において、界面活性剤ベースの捕集媒質は、1.0％NP-40、0.25％デオキシコール酸ナトリウム、50mM Tris-HCl、25mM EDTA、150mM NaClおよび0.05％アジ化ナトリウムを含む、それらからなる、または本質的にそれらからなる。別の局面において、界面活性剤ベースの捕集媒質は、約0.5％〜約2.0％NP-40、約0.10％〜約0.40％デオキシコール酸ナトリウム、約25mM〜約75mM Tris-HCl、約10mM〜約50mM EDTA、約50mM〜約200mM NaClおよび約0.01％〜約0.10％アジ化ナトリウムを含む、それらからなる、または本質的にそれらからなる。他の局面において、界面活性剤ベースの捕集媒質は、約0.8％〜約1.5％NP-40、約0.20％〜約0.40％デオキシコール酸ナトリウム、約30mM〜約60mM Tris-HCl、約20mM〜約40mM EDTA、約100mM〜約200mM NaClおよび約0.025％〜約0.075％アジ化ナトリウムを含む、それらからなる、または本質的にそれらからなる。さらに別の局面において、界面活性剤ベースの捕集媒質は、約0.9％〜約1.2％NP-40、約0.20％〜約0.30％デオキシコール酸ナトリウム、約30mM〜約60mM Tris-HCl、約20mM〜約30mM EDTA、約100mM〜約150mM NaClおよび約0.04％〜約0.06％アジ化ナトリウムを含む、それらからなる、または本質的にそれらからなる。
【００６１】
ある局面において、捕集媒質は、NP-40およびEDTAを含む、それらからなる、または本質的にそれらからなる。別の局面において、捕集媒質は、NP-40、EDTAおよびアジ化ナトリウムを含む、それらからなる、または本質的にそれらからなる。一つの局面において、捕集媒質は、デオキシコール酸ナトリウム、EDTAおよびアジ化ナトリウムを含む、それらからなる、または本質的にそれらからなる。ある局面において、捕集媒質は、NP-40、デオキシコール酸ナトリウム、EDTAおよびアジ化ナトリウムを含む、それらからなる、または本質的にそれらからなる。ある局面において、捕集媒質は、NP-40、デオキシコール酸ナトリウム、Tris-HCl、EDTAおよびアジ化ナトリウムを含む、それらからなる、または本質的にそれらからなる。
【００６２】
別の局面において、捕集媒質は、0.5％〜約2.0％NP-40および10mM〜約50mM EDTAを含む、それらからなる、または本質的にそれらからなる。別の局面において、捕集媒質は、0.5％〜約2.0％NP-40、10mM〜約50mM EDTAおよび約0.01％〜約0.10％アジ化ナトリウムを含む、それらからなる、または本質的にそれらからなる。一つの局面において、捕集媒質は、約0.10％〜約0.40％デオキシコール酸ナトリウム、10mM〜約50mM EDTAおよび約0.01％〜約0.10％アジ化ナトリウムを含む、それらからなる、または本質的にそれらからなる。ある局面において、捕集媒質は、約0.5％〜約2.0％NP-40、約0.10％〜約0.40％デオキシコール酸ナトリウム、10mM〜約50mM EDTAおよび約0.01％〜約0.10％アジ化ナトリウムを含む、それらからなる、または本質的にそれらからなる。ある局面において、捕集媒質は、約0.5％〜約2.0％NP-40、約0.10％〜約0.40％デオキシコール酸ナトリウム、約25mM〜約75mM Tris-HCl、約10mM〜約50mM EDTAおよび約0.01％〜約0.10％アジ化ナトリウムを含む、それらからなる、または本質的にそれらからなる。特定の局面において、媒質は、1％NP-40、0.25％デオキシコール酸ナトリウム、50mM Tris-HCl、25mM EDTA、150mM NaClおよび0.09％アジ化ナトリウムを含む、または本質的にそれらからなる。この媒質は、本明細書中、しばしばDigene Collection MediumまたはDCMと呼ばれる。
【００６３】
サンプルは、他の公知の捕集媒質中に捕集し、本明細書に記載される方法に使用することもできる。他の捕集媒質の例は、PRESERVCYT、SUREPATH、尿およびSTM（Sample/Specimen Transport Medium）を含む。これらの媒質のいくつかに捕集されたサンプルは、サンプル中の核酸が検出および分析されうる前に、処理を要することがある。様々なサンプル処理法（サンプル調製法としても知られる）が当技術分野において公知である。例えば、細胞学的分析のためにPRESERVCYTなどの媒質中に捕集された子宮頚細胞サンプルを界面活性剤ベースの溶解バッファーと合わせたのち、核酸結合面を含む磁気ビーズを添加することもできる。
【００６４】
別の局面において、サンプルは、生物学的サンプルから抽出された核酸を含みうる、それからなりうる、または本質的にそれからなりうる。以下に限定されないがフェノール/クロロホルム抽出法、アニオン交換クロマトグラフィー法、塩化セシウム勾配超遠心法、サイズ排除クロマトグラフィー法およびシリカ/カオトロピック塩抽出法をはじめとする、生物学的サンプルまたは環境サンプルから核酸を抽出するための数多くの方法が公知である。特定の核酸サイズを含むサンプルが望まれるならば、抽出された核酸をゲル電気泳動法によってサイズごとにさらに分離し、ゲルから抽出することもできる。
【００６５】
B. 標的核酸
上記のように、本明細書に開示される方法は、サンプル中の少なくとも1種の標的核酸の検出および遺伝子型決定に関する。少なくとも1種の標的核酸は、DNAであっても、もしくはRNAであってもよく、またはDNAおよびRNAの両方であってもよく、一本鎖、二本鎖または部分的に一本鎖でありうる。少なくとも1種の標的核酸は、より大きな核酸の中に含まれていてもよい。少なくとも1種の標的核酸または少なくとも1種の標的核酸を含むより大きな核酸の検出が本開示によって考慮されている。
【００６６】
少なくとも1種の標的核酸は、非限定的に、生物学的サンプルおよび環境サンプルを含む検体または培養物（例えば、細胞、微生物およびウイルス培養物）中に見られる核酸を含みうる。少なくとも1種の標的核酸は、ヒトを含む動物、流体、固体（例えば糞便）または組織、ならびに液体および固体の食品および飼料および成分、例えば乳製品、野菜、肉および肉副産物、ならびに廃棄物からのサンプル中に見られることもある。少なくとも1種の標的核酸は、環境サンプル中に見られることもあり、環境物質、例えば表面物質、土壌、水および産業サンプル、ならびに食品および乳製品加工機器、装置、装備、用具、使い捨ておよび非使い捨て品から得られるサンプルを含む。
【００６７】
生物学的サンプル中に見られる少なくとも1種の標的核酸は、子宮頚サンプル（例えば、子宮頚スワブから得られたサンプル）または子宮頚細胞サンプル、アデノイド細胞、肛門上皮細胞、血液、唾液、脳脊髄液、胸膜液、乳、リンパ液、痰、尿および精液を含むが、これらに限定されない。少なくとも1種の標的核酸は、他のウイルス、細菌、マイコバクテリアまたはマラリア原虫、例えばサイトメガロウイルス（CMV）、単純ヘルペスウイルス（HSV）、ヒト免疫不全症ウイルス（HIV）、H1N1、淋菌（Neisseria gonorrhoeae）（GC）、トラコーマクラミジア（Chlamydia trachomatis）（CT）、腟トリコモナス（Trichomonas vaginalis）、黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus）、結核菌（mycobacterium tuberculosis）、SARS関連コロナウイルスまたはインフルエンザからの核酸でありうる。
【００６８】
ある局面において、少なくとも1種の標的核酸は、子宮頚サンプル（例えば、子宮頚スワブから得られたサンプル）または子宮頚細胞サンプル、アデノイド細胞、肛門上皮細胞、血液、唾液、脳脊髄液、胸膜液、乳、リンパ液、痰、尿および精液、他のウイルス、細菌、マイコバクテリアまたはマラリア原虫、例えばサイトメガロウイルス（CMV）、単純ヘルペスウイルス（HSV）、ヒト免疫不全症ウイルス（HIV）、H1N1、淋菌（GC）、トラコーマクラミジア（CT）、腟トリコモナス、黄色ブドウ球菌、結核菌、SARS関連コロナウイルスまたはインフルエンザのいずれか一つと関連する核酸と少なくとも75％、少なくとも80％、少なくとも85％、少なくとも90％、少なくとも95％、少なくとも96％、少なくとも97％、少なくとも98％、少なくとも98％、少なくとも99％または100％同一である。
【００６９】
一つの局面において、少なくとも1種の標的核酸はHPV核酸である。別の局面において、HPV核酸はHR-HPV型のHPV DNAである。別の局面において、HPV核酸はLR-HPV型のHPV RNAである。別の局面において、少なくとも1種の標的核酸は、HR-HPV 16、18、26、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、66、68、および82型のいずれか一つまたはLR-HPV 2、3、6、7、10、11、13、27、28、30、32、40、42、43、53、54、55、61、62、67、69、70、71、72、74、81、83、84、85、86、87、89、90、および91型のいずれか一つである。
【００７０】
別の局面において、複数種の標的核酸が標的とされる。一つの局面において、複数種の標的核酸は、異なるヌクレオチド配列を有する2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99または100種の核酸のセットからなる。標的とされる核酸の任意のセットを使用することができる。一つの局面において、複数種の標的核酸は、それぞれが他のものと関連するように選択される。一例として、非限定的に、核酸のセットは、互いに構造的に関連している（例えば、ある遺伝子ファミリーのメンバー）、互いに機能的に関連している（例えば、炎症誘発性サイトカインをコードする核酸）、互いに系統的に関連している（例えば、あるウイルスファミリーの様々なメンバーに特異的な、例えばHPVファミリーのウイルスに特異的な核酸）、異なる細胞または組織型での差次的発現（例えば、マクロファージ関連核酸および前立腺関連核酸）または疾病状態（子宮頚がん関連核酸）に関連しているものでありうる。別の局面において、核酸のセットは関連をもたないものである。
【００７１】
一つの局面において、標的核酸のセットは、HR-HPV 16、18、26、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、66、68、および82型またはそれらのいずれかのサブセットを含む、それらからなる、または本質的にそれらからなる。別の局面において、標的核酸のセットは、LR-HPV 2、3、6、7、10、11、13、27、28、30、32、40、42、43、53、54、55、61、62、67、69、70、71、72、74、81、83、84、85、86、87、89、90、および91型またはそれらのいずれかのサブセットを含む、それらからなる、または本質的にそれらからなる。別の局面において、標的核酸のセットは、HR-HPV 16、18、26、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、66、68、および82型またはそれらのいずれかのサブセットならびにLR-HPV 2、3、6、7、10、11、13、27、28、30、32、40、42、43、53、54、55、61、62、67、69、70、71、72、74、81、83、84、85、86、87、89、90、および91型またはそれらのいずれかのサブセットを含む、それらからなる、または本質的にそれらからなる。別の局面において、少なくとも1種の標的核酸は、HPV、HPVの遺伝子変異体、HR-HPV型のHPV DNA、またはHR-HPV型のHPV RNAのいずれか一つと関連する核酸と少なくとも75％、少なくとも80％、少なくとも85％、少なくとも90％、少なくとも95％、少なくとも96％、少なくとも97％、少なくとも98％、少なくとも98％、少なくとも99％または100％同一である。別の局面において、少なくとも1種の標的核酸は、HR-HPV 16、18、26、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、66、68、および82型のいずれか一つまたはLR-HPV 2、3、6、7、10、11、13、27、28、30、32、40、42、43、53、54、55、61、62、67、69、70、71、72、74、81、83、84、85、86、87、89、90、および91型のいずれか一つと関連する核酸と少なくとも75％、少なくとも80％、少なくとも85％、少なくとも90％、少なくとも95％、少なくとも96％、少なくとも97％、少なくとも98％、少なくとも98％、少なくとも98％、少なくとも99％または100％同一である。
【００７２】
前記のように、少なくとも1種の標的核酸はDNAまたはRNAでありうる。少なくとも1種の標的核酸がDNAである場合、プローブはRNAでありえ、少なくとも1種の標的核酸がRNAである場合、プローブはDNAでありうる。しかし、DNAプローブを、少なくとも1種の標的核酸としてのDNAとともに使用することもできるし、RNAプローブを、少なくとも1種の標的核酸としてのRNAとともに使用することもできる。
【００７３】
C. サンプル調製
上記のようにサンプルを捕集媒質中に捕集したのち、サンプルを変性試薬によって処理して、少なくとも1種の標的核酸がハイブリダイゼーションを達成しやすいようにすることができる。一つの局面において、サンプルはアルカリ性溶液で変性される。非限定的に、適当なアルカリはNaOHおよびKOHを含む。
【００７４】
タンパク質のアルカリ処理は、検体を効果的に均質化し、所与のサンプルに関する分析結果の再現精度を保証する。また、サンプル中の内在性一本鎖RNA核酸、DNA-RNAハイブリッドまたはRNA-RNAハイブリッドを破壊することにより、サンプルの粘度を下げて反応速度を増し、サンプルを均質化し、バックグラウンドを減らすことができる。また、サンプル中に存在するおそれのあるRNA分解酵素およびDNA分解酵素などの酵素を不活性化するのに役立つ。当業者は、RNAが少なくとも1種の標的核酸であるならば（DNAとは反対に）、以下に限定されないがフェノール抽出およびTCA/アセトン沈殿およびグアニジニウムチオシアネート-フェノール-クロロホルム抽出をはじめとする様々な試薬が好ましいこともあることを理解するであろう。
【００７５】
加熱ステップを使用して、例えばサンプルを約95℃に加熱して核酸の鎖を分離させる方法のような他の変性方法を使用することもできる。また、ヘリカーゼのような酵素を使用することもできる。
【００７６】
II. 精製
サンプル中の核酸を検出するための一般的なアッセイ法においては、大規模の非特異的核酸抽出が実施される。そして、ユーザは、非特異的核酸のこの大規模プールの存在において標的核酸を増幅または検出しようとする。しかし、非特異的な核酸のプールは、多くの場合、特に標的核酸が非特異的核酸と比べて低濃度である場合、所望の増幅または検出ステップを妨害する。したがって、ここに開示される方法は、検出を実施する前に、（1）配列特異的ポリヌクレオチド精製プローブと標的核酸とをハイブリダイズさせて二本鎖核酸ハイブリッドを形成すること、（2）二本鎖核酸ハイブリッドを、二本鎖核酸ハイブリッドに特異的に結合する少なくとも1種の分子と複合化すること、および（3）複合体を固体支持体上に捕捉することにより、標的核酸を非特異的な核酸のプールから分離する。
【００７７】
A. プローブのハイブリダイゼーション
核酸を含むサンプルをハイブリダイゼーションに備えて調製したのち、それを、少なくとも1種のポリヌクレオチドハイブリッドプローブと、1種または複数種のポリヌクレオチドハイブリッドプローブがサンプル中の少なくとも1種の標的核酸にハイブリダイズして二本鎖核酸ハイブリッドを形成するのに十分な条件下で接触させる。少なくとも1種のポリヌクレオチドプローブは、完全長、切断型、もしくは合成のDNAまたは完全長、切断型、もしくは合成のRNAでありうる。少なくとも1種の標的核酸がDNAであるならば、少なくとも1種のポリヌクレオチドハイブリッドプローブはRNAでありえ、少なくとも1種の標的核酸がRNAであるならば、プローブはDNAでありうる。
【００７８】
一つの局面において、1種のポリヌクレオチドプローブを使用して標的核酸を精製する。1種のポリヌクレオチドプローブは、1種の標的核酸だけに特異的であってもよく、または複数種の標的核酸にストリンジェントな条件下でハイブリダイズするように設計されてもよい。一例として、非限定的に、ポリヌクレオチドプローブを、特異的な遺伝子産物をコードする核酸の高度に保存された領域に対して設計して、該ポリヌクレオチドプローブが、ストリンジェントな条件下、その遺伝子産物をコードする実質的にすべての核酸にハイブリダイズすることが見込まれるようにすることもできる。
【００７９】
別の局面において、複数種のポリヌクレオチドプローブを使用して標的核酸を精製する。複数種のポリヌクレオチドプローブは、1種の標的核酸だけに特異的であってもよく、または複数種の標的核酸に特異的であってもよい。一例として、非限定的に、1種の標的核酸に特異的な複数種のポリヌクレオチドプローブは、標的核酸を断片化することによって生成することもできる。一つの局面において、各標的核酸に対して少なくとも1種のポリヌクレオチドハイブリッドプローブが提供される。別の局面において、各標的核酸に対して少なくとも2種のポリヌクレオチドハイブリッドプローブが提供される。
【００８０】
ある局面において、ポリヌクレオチドハイブリッドプローブは、HPV、HPVの遺伝子変異体、HR-HPV型のHPV DNA、またはHR-HPV型のHPV RNA、またはHR-HPV 16、18、26、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、66、68、および82型のいずれか一つ、またはLR-HPV 2、3、6、7、10、11、13、27、28、30、32、40、42、43、53、54、55、61、62、67、69、70、71、72、74、81、83、84、85、86、87、89、90、および91型のいずれか一つと関連する核酸と少なくとも75％、少なくとも80％、少なくとも85％、少なくとも90％、少なくとも95％、少なくとも96％、少なくとも97％、少なくとも98％、少なくとも98％、少なくとも99％または100％同一である核酸にハイブリダイズまたは結合することができる。別の局面において、プローブは、HPV、HPVの遺伝子変異体、HR-HPV型のHPV DNA、HR-HPV型のHPV RNA、またはHR-HPV 16、18、26、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、66、68、および82型のいずれか一つ、またはLR-HPV 2、3、6、7、10、11、13、27、28、30、32、40、42、43、53、54、55、61、62、67、69、70、71、72、74、81、83、84、85、86、87、89、90、および91型のいずれか一つに相補的である。
【００８１】
別の局面においては、複数種のポリヌクレオチドハイブリッドプローブが提供され、その複数種は、標的核酸のセットそれぞれにハイブリダイズし、それを精製するように選択されている。一つの局面において、複数種のポリヌクレオチドハイブリッドプローブは、HR-HPV 16、18、26、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、66、68、および82型の核酸からなる標的核酸のセットまたはそれらのいずれかのサブセットの各核酸にハイブリダイズすることができる。一つの局面において、複数種のポリヌクレオチドハイブリッドプローブは、LR-HPV 2、3、6、7、10、11、13、27、28、30、32、40、42、43、53、54、55、61、62、67、69、70、71、72、74、81、83、84、85、86、87、89、90、および91型からなる標的核酸のセットまたはそれらのいずれかのサブセットの各核酸にハイブリダイズすることができる。一つの局面において、複数種のポリヌクレオチドハイブリッドプローブは、HR-HPV 16、18、26、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、66、68、および82型からなる標的核酸のセットまたはそれらのいずれかのサブセットならびにLR-HPV 2、3、6、7、10、11、13、27、28、30、32、40、42、43、53、54、55、61、62、67、69、70、71、72、74、81、83、84、85、86、87、89、90、および91型からなる標的核酸のセットまたはそれらのいずれかのサブセットの各核酸にハイブリダイズすることができる。
【００８２】
アルカリ処理を使用して少なくとも1種の標的核酸を変性させたならば、1種または複数種のポリヌクレオチドプローブを、中和ハイブリダイゼーションバッファーとしても働くことができるプローブ希釈剤中で希釈することもできる（塩基性変性試薬を中和するため）。
【００８３】
DNAまたはRNAプローブに使用されるプローブ希釈剤は、DNA対RNAの安定性に必要な様々な要件によって異なる。例えば、プローブがRNAであるならば、サンプルをまず中和し、次いでプローブを加えるか、または過度のアルカリ性はRNAを破壊しうるが、RNAプローブと中和剤（プローブ希釈剤）を同時にサンプルに加えることが好ましい。プローブ希釈剤は、プローブを溶解および希釈し、また、サンプルをほぼ中性のpH、例えば約6〜約9のpHに復元することを支援して、ハイブリダイゼーションにとってより好ましい環境を提供するために使用することができる。塩基処理されたサンプルを中和するのに十分な量、好ましくはサンプルの半分の量のプローブ希釈剤を使用することができる。
【００８４】
完全長プローブの場合、加熱されたアルカリ性溶液をサンプルに加え、次いでプローブ希釈剤を室温のサンプルに加え、次いでサンプルを再加熱してもよい。このようなプロセスは、二次構造が形成されるのを阻止することができる。抗体は、二次構造を有する構造に不可逆的に結合する傾向がある。非完全長プローブ、例えば切断型または合成プローブを使用する場合、二次構造問題が存在しないため、溶液またはサンプルの加熱は必要ではない。ある局面において、切断型または合成プローブとともに使用される場合、サンプルは加熱されない。
【００８５】
変性試薬による処理ののち、中和バッファー、ある局面においては、1種または複数種のプローブが溶解している前記プローブ希釈剤のアリコートを、適切な条件下でサンプルに加えて、プローブと少なくとも1種の標的核酸とのハイブリダイゼーションまたは結合を起こすことができる。中和バッファーは一つの緩衝塩を含有することができる。ある局面において、中和バッファーは二つ以上の緩衝塩を含有しない。ハイブリダイゼーション条件は、1種または複数種のポリヌクレオチドプローブがサンプル中の対応する相補的核酸配列（あるならば）にアニールして二本鎖核酸ハイブリッドを形成することを許容するのに十分な条件である。
【００８６】
本明細書に記載される特定のプローブおよび希釈剤に適したハイブリダイゼーション条件が用いられる。例えば、プローブおよびサンプル核酸は、ハイブリダイゼーションの時間、好ましくは少なくとも約5〜約30分間、約5〜約20分間、または約7〜約15分間、または約10分間、および1種または複数種のポリヌクレオチドプローブが対応する相補的核酸配列にアニールすることを許容するのに十分な前記範囲内の任意の時間インキュベートすることができる。ハイブリダイゼーション条件は、少なくとも約65℃、約68.5℃、および約67℃〜約70℃、ならびに前記範囲内の任意の℃数のハイブリダイゼーション温度を含みうる。所与の少なくとも1種の標的核酸および所与のプローブに関して、当業者は、所望のハイブリダイゼーション条件を通常実験によって容易に決定することができる。当業者はさらに、ハイブリダイゼーションの時間と温度とが互いに最適化されなければならないことを理解する。したがって、高めの温度でのハイブリダイゼーションを短めの期間で実施することもできるし、低めの温度でのハイブリダイゼーションを長めの期間で実施することもできる。非限定的に、ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件は、温度を上げる、イオン状態を0.5M超まで高める（例えばNaCl）、またはPAAの濃度を下げることによって制御することもできる。非限定的な例として、ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件は、高温、例えば少なくとも約65℃、少なくとも約68.5℃、約67℃〜約70℃、および約69℃〜約70℃でハイブリダイゼーション反応を実施することを含みうる。ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件はまた、高温、例えば少なくとも約65℃、少なくとも約68.5℃、および約67℃〜約70℃を含みうる。核酸のハイブリダイゼーションに関する広範囲な手引きが、参照により本明細書に組み入れられるTijssen, Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular Biology-Hybridization with Nucleic Acid Probes, Part I, Chapter 2 "Overview of principles of hybridization and the strategy of nucleic acid probe assays", Elsevier, New York (1993)およびCurrent Protocols in Molecular Biology, Chapter 2, Ausubel, et al, Eds., Greene Publishing and Wiley-Interscience, New York (1995)に見られる。
【００８７】
本趣旨に関して、「ストリンジェントな条件」は、ハイブリダイゼーション分子と標的配列との間のミスマッチが25％以下である場合のみハイブリダイゼーションが起こる条件を包含する。「ストリンジェントな条件」は、より正確な定義のために特定のレベルのストリンジェンシーに細分することができる。例えば、本明細書に使用される「ゆるいストリンジェンシー」の条件とは、25％を超える配列ミスマッチを有する分子がハイブリダイズしない条件であり、「中間的ストリンジェンシー」の条件とは、15％を超える配列ミスマッチを有する分子がハイブリダイズしない条件であり、「高いストリンジェンシー」の条件とは、10％を超えるミスマッチを有する配列がハイブリダイズしない条件である。「非常に高いストリンジェンシー」の条件とは、6％を超えるミスマッチを有する配列がハイブリダイズしない条件である。また、特定の程度のストリンジェンシーを達成するために求められるハイブリダイゼーション条件に関する計算が、参照により本明細書に組み入れられるSambrook et al. (ed.), Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd ed., vol. 1-3, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y., 1989, chapters 9 and 11によって詳述されている。
【００８８】
ある局面において、ハイブリダイゼーション/捕捉ステップは、50℃で約15〜25分間、50℃で約20〜25分間、または50℃で約22.5分間で完了する。
【００８９】
一つの局面において、サンプルを捕集媒質中に懸濁させ、少なくとも1種の標的核酸を変性試薬によって変性させ、中和バッファー中に懸濁した核酸プローブとハイブリダイズさせる。別の局面において、中和バッファーは本発明のプローブ希釈剤である。別の局面において、プローブ希釈剤は、2.2M BES（N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-2-アミノエタンスルホン酸）、2.6％ポリアクリル酸、0.7N NaOHおよび0.05％アジ化ナトリウムを含む。
【００９０】
B. 二本鎖核酸ハイブリッドの複合化および捕捉
プローブと少なくとも1種の標的核酸とをハイブリダイズさせ、二本鎖核酸ハイブリッドを形成させたのち、そのハイブリッドを、二本鎖核酸ハイブリッドに特異的な分子によって捕捉する。二本鎖核酸ハイブリッドに特異的な分子は、モノクロナール抗体、ポリクロナール抗体、非限定的にRNA分解酵素Hなどのタンパク質、アプタマーを非限定的に含む核酸、または配列特異的核酸を含むが、これらに限定されない。アプタマーとは、標的にハイブリダイズし、ハイブリダイズしたアプタマーを増幅し、選択プロセスを繰り返すことによって配列のライブラリから連続的に選択されるランダムな配列の短い区分である。
【００９１】
一つの局面において、二本鎖核酸ハイブリッドに特異的な分子は、抗ハイブリッド抗体として公知の抗体によって捕捉される。別の局面において、抗ハイブリッド抗体は、二本鎖核酸ハイブリッドが捕捉される前に支持体に固定化される。抗体を固体支持体に固定化する方法は当技術分野において周知である。一例として、非限定的に、抗体は、固体支持体に共有結合させることができる。別の例として、抗体は、吸着、例えばタンパク質-タンパク質相互作用、プロテインGビーズ、ビオチン-ストレプトアビジン相互作用、カルボキシルもしくはトシル基などに結合するためのEDACにより、または例えばアフィニティーカラム中で配列特異的核酸を使用する固体支持体への直接的なハイブリダイゼーションにより、吸着させることができる。
【００９２】
別の局面において、抗ハイブリッド抗体は、固体支持体に固定化される前に、二本鎖核酸ハイブリッドと複合化させることもできる。一例として、非限定的に、抗ハイブリッド抗体をビオチン標識とコンジュゲートさせ、支持体をストレプトアビジンモイエティとコンジュゲートさせることもできる。そして、固体支持体の非存在において、抗ハイブリッド抗体/二本鎖核酸ハイブリッド複合体を許容することができる。固体支持体が反応混合物に加えられると、抗ハイブリッド抗体/二本鎖核酸ハイブリッド複合体は、ビオチンコンジュゲートとストレプトアビジンモイエティとの間の相互作用によって、固体支持体に固定化される。
【００９３】
支持体は、ビーズ、常磁性、反磁性、強磁性、強磁性および反磁性ビーズを含む磁性ビーズ、カラム、プレート、ろ紙、ポリジメチルシロキサン（PDMS）、ディップスティック、コーティングされた管、プレートおよびディッシュ、ならびに樹脂カラムを含むが、これらに限定されない。液相の抽出を可能にし、結合した抗体と結合していない抗体とを分離する能力を提供する限り、任意の支持体を使用することができる。溶液中に残すことができ、ビーズを固定化するために磁場が印加されるならば液相を抽出またはデカントすることができるという点で常磁性ビーズが特に有用である。大きな表面積を有する小さなビーズ、例えば直径約1μmのビーズが好ましい。電荷切り替えまたはシリカ捕捉（磁場とは対照的に）を使用する他のビーズを使用することもできる。
【００９４】
ハイブリッドは、固定化された抗ハイブリッド抗体による二本鎖核酸ハイブリッドの捕捉を可能にするのに十分な期間、支持体に付着された抗ハイブリッド抗体とともにインキュベートされる。ある局面において、支持体はビーズである。
【００９５】
抗ハイブリッド抗体はモノクロナール抗体でもよいしポリクロナール抗体でもよい。一つの局面において、抗体はモノクロナール抗体である。一つの局面において、抗体は、1-エチル-3-[3-ジメチルアミノプロピル]カルボジイミド塩酸塩（EDAC）リンカーによって支持体に結合される。一つの局面において、支持体はポリスチレンビーズである。ある局面において、抗体に結合した支持体またはビーズはビーズ希釈バッファー中で希釈される。ビーズ希釈バッファーは、ビーズ上でのタンパク質変性を最小化するのに役立つ。ビーズ希釈バッファーの一例は、6％カゼイン、100mM Tris-HCl、300mM NaClおよび0.05％アジ化ナトリウムを含む。
【００９６】
ある局面において、抗ハイブリッド抗体でコーティングされたビーズは、サンプルとともに約67℃〜約70℃で約30分間インキュベートされる。別の局面において、ビーズおよびサンプルは、約68℃〜約69℃で約30分間インキュベートされる。さらに別の態様において、ビーズおよびサンプルは、約68.5℃で約30分間インキュベートされる。インキュベーション時間は、約5分〜約60分間、約15分〜約45分間、約20分〜約40分間、または前記範囲内の任意の時間であることができ、一般には温度に反比例する。当業者には、インキュベーション時間、温度および/または振とう条件を変化させて、望むような代替の捕捉速度を達成することができることが理解されよう。
【００９７】
上記のように少なくとも1種の標的核酸/プローブハイブリッドを捕捉したのち、捕捉されていない核酸を洗い落とすことにより、捕捉されたハイブリッドをサンプルの残りから分離することができる。
【００９８】
III. 増幅
ひとたび少なくとも1種の標的核酸を精製したならば、それを増幅する。増幅は、このとき、少なくとも1種の標的核酸の量を増すことによって方法の感度を高めるために実施される。
【００９９】
核酸増幅は、二つのカテゴリー―温度サイクル増幅および等温増幅に大きく分けることができる。
【０１００】
温度サイクル増幅においては、一般に、温度を標的核酸の融点よりも高くして二本鎖部分を「融解」させ、次いで、オリゴヌクレオチドプライマーが標的核酸の一本鎖部分とアニールする温度まで下げ、その後、再び、プライマーがアニールしたままであり、ポリメラーゼが活性になる温度まで高める。
【０１０１】
等温増幅においては、温度サイクリングなしで増幅を可能にするための薬剤が反応混合物に加えられる。例えば、ヘリカーゼ依存性増幅（「HDA」）においては、ヘリカーゼ活性を有する酵素が増幅混合物に加えられる。本明細書において使用される「ヘリカーゼ」または「ヘリカーゼ活性を有する酵素」とは、二本鎖核酸を解くことができる酵素をいう。ヘリカーゼは、二本鎖核酸を解き、それによって融解サイクルの反復の必要性をなくすように機能する。例示的なヘリカーゼは、大腸菌ヘリカーゼI、II、IIIおよびIV、Rep、DnaB、PriA、PcrA、T4 Gp41ヘリカーゼ、T4 Ddaヘリカーゼ、T7 Gp4ヘリカーゼ、SV40大型T抗原、酵母RADを含む。有用でありうるヘリカーゼは、RecQヘリカーゼ、T. テンコンジェンシス（T. tengcongensis）およびT. サーモフィラス（T. thermophilus）からの熱安定性UvrDヘリカーゼ、T.アクアティカス（T. aquaticus）からの熱安定性DnaBヘリカーゼならびに古細菌および真核生物からのMCMヘリカーゼを含む。別の例として、ニック開始増幅（「NIA」）においては、核酸主鎖のホスホジエステル結合に切れ目を誘発するためにニック誘発剤が使用される。そして、鎖置換活性を有するポリメラーゼが、核酸の一方の鎖をプライマーとして使用し、他方の鎖を鋳型として使用して、ニックの部位で増幅を開始することができる。本明細書において使用される「ニック誘発剤」とは、二本鎖核酸の一方の鎖における二つの隣接するヌクレオチド間のホスホジエステル結合に切れ目を入れる酵素もしくは化学試薬または物理的処理をいう。ニック誘発剤の例は、Bpu10 I、BstNB I、Alw I、BbvC I、BbvC I、Bsm I、BsrDおよび大腸菌エンドヌクレアーゼIを含む。
【０１０２】
開示される方法における増幅は、温度サイクル増幅または等温増幅でありうる。例示的な増幅法は、ポリメラーゼ連鎖反応（「PCR」）、逆転写酵素（「RT」）反応、RT-PCR、HDA、RT-HDA、好熱性ヘリカーゼ依存性増幅（「tHDA」）、RT-tHDA、全ゲノム増幅（「WGA」）、RT-WGA、リガーゼ連鎖反応（「LCR」）、RT-LCR、NIA、およびRT-NIAを含むが、これらに限定されない。
【０１０３】
増幅反応はさらに、配列依存性増幅または配列非依存性増幅に分けることができる。
【０１０４】
「配列依存性増幅」とは、標的特異的プライマーを使用する、サンプル中に存在する非標的配列に対する標的配列の増幅をいう。本明細書において使用される「標的特異的プライマー」とは、選択的に増幅される標的核酸のポリメラーゼ依存性複製を容易にするために標的核酸上の所定の一本鎖領域に結合することができる一本鎖核酸をいう。
【０１０５】
一つの局面において、増幅は配列特異的増幅である。別の局面において、一方が各標的核酸内の標的配列の5'隣接部にハイブリダイズし、他方が標的配列の3'隣接部にハイブリダイズする一対の標的特異的プライマーを使用して標的配列の指数関数的増幅を達成する。この構成は、標的核酸のすべてが、遺伝子型を決定することが望まれる可変領域を含み、その可変領域の両側が保存領域と隣接している場合に有用である。別の局面において、多数の標的核酸を同時に増幅するために多数対の標的特異的プライマーが一つの反応において使用される。
【０１０６】
一般に、適当な標的特異的プライマー対は、例えば10ヌクレオチド超かつ50ヌクレオチド未満の長さを有する短い合成オリゴヌクレオチドである。標的特異的オリゴヌクレオチドプライマーの設計は、様々なパラメーター、例えばストリングベースのアライメントスコア、融解温度、プライマー長およびGC含量を含む。標的特異的プライマーを設計するとき重要な要因の一つが、増幅される核酸分子に特異的な標的断片内の配列を選択することである。別の重要な要因は、反応のための標的特異的プライマーの融解温度を計算することである。標的特異的プライマーの融解温度は、そのオリゴヌクレオチドの長さおよびGC含量によって決まる。好ましくは、プライマーの融解温度は、プライマーハイブリダイゼーションおよび標的増幅が起こる温度よりも約10〜30℃高い。
【０１０７】
「プライマーハイブリダイゼーション」とは、プライマーが鋳型鎖の一つにおけるその相補的配列だけに特異的に結合し、鋳型の他の領域においては結合しない条件下の、一本鎖核酸鋳型の領域へのオリゴヌクレオチドプライマーの結合をいう。ハイブリダイゼーションの特異性は、オリゴヌクレオチドプライマーの長さ、ハイブリダイゼーション反応が実施される温度、イオン強度および反応混合物のpHによって影響されることがある。
【０１０８】
各標的特異的プライマーは、標的核酸の各端にハイブリダイズし、標的ヌクレオチド配列を鋳型として用いて、ポリメラーゼにより3'→5'方向に伸長されうる。特異的増幅を達成するためには、相同または完全適合標的特異的プライマーが好ましい。しかし、標的特異的プライマーは、標的ヌクレオチド配列に非相補的である配列を5'末端に含むこともできる。または、標的特異的プライマーは、標的核酸に完全には相補的ではないヌクレオチドまたは配列をいたる所に含むこともできる。
【０１０９】
標的特異的プライマーは、デオキシリボヌクレオチド塩基A、T、G、もしくはCおよび/または1種もしくは複数種のリボヌクレオチド塩基A、C、U、Gおよび/または1種または複数種の修飾ヌクレオチド（デオキシリボヌクレオチドまたはリボヌクレオチド）（修飾は、核酸へのプライマーのハイブリダイゼーションまたは標的特異的プライマーの伸長または二本鎖分子の変性を阻止しない）のいずれを含むこともできる。標的特異的プライマーは、ホスホロチオエートもしくはメチルホスホネートなどの化学基で、または非ヌクレオチドリンカーで修飾して、それらの性能を高める、または増幅産物の特徴づけを容易にすることもできる。
【０１１０】
一般に、標的特異的プライマーの鋳型認識およびその後のアニーリングの特異性を許容するのに適した変性の温度は、一定の温度範囲、例えば20℃〜75℃で起こりうる。好ましい変性温度は、融解プロセスのためにどのヘリカーゼが選択されるのかにしたがって選択することができる。選択されたヘリカーゼの存在における核酸の増幅に最適な温度を決定するための試験は、通常の実験により、反応混合物の温度を変化させ、ゲル電気泳動法を使用して増幅産物を比較することによって決定することができる。
【０１１１】
さらなる局面において、増幅は配列非依存性増幅である。本明細書において使用される「配列非依存性増幅」とは、特異的配列を増幅しない増幅をいう。一例として、非限定的に、配列非依存性増幅を開始するために、ランダムプライマー混合物またはニック誘発剤を使用することもできる。
【０１１２】
本明細書において使用される「ランダムプライマー混合物」とは、ランダムに生成された短いオリゴヌクレオチド配列の混合物をいう。
【０１１３】
本明細書において使用される「ニック開始ポリメラーゼ活性」とは、鋳型中の一本鎖切れ目によって開始される、外因性プライマーの非存在におけるポリメラーゼ活性をいう。合成は、外因性合成プライマーの末端ではなく、DNA中の一本鎖切れ目で開始する。ニック開始合成の場合、プライマーの除去は不要であり、コスト、取扱い時間および産物の損失または分解の危険性が減る。加えて、ニック開始合成は、プライマーの自己伸長によって生じる偽増幅シグナルを減らす。ニックは、認識配列にニックを入れる酵素を使用することによって所定の位置に入れることもできるし、標的ポリヌクレオチド中にランダムに入れることもできる。本明細書において使用される「ニック誘発剤」とは、二本鎖核酸の一方の鎖における二つの隣接するヌクレオチド間のホスホジエステル結合に切れ目を入れる酵素もしくは化学試薬または物理的処理をいう。ニック誘発酵素の例は、Bpu10 I、BstNB I、Alw I、BbvC I、BbvC I、Bsm I、BsrDおよび大腸菌エンドヌクレアーゼIを含む。一つの局面において、反応混合物中のヘリカーゼの代わりとして少なくとも一つのニック誘発酵素が含まれる。別の局面において、少なくとも一つのヘリカーゼに加えて少なくとも一つのニック誘発酵素が反応混合物に加えられる。
【０１１４】
一つの局面において、増幅は等温増幅である。別の局面において、等温増幅は全ゲノム増幅（「WGA」）である。WGAは、標的核酸配列を鋳型として用い、非特異的プライマーを使用してアンプリコンを生成する等温プロセスである。多数のランダムプライマーが使用されるため、WGAを使用すると、実質的に標的核酸を含む分子全体を増幅することができる。例えば、φ29DNAポリメラーゼを非特異的プライマーと組み合わせて使用して、標的核酸配列を増幅することができる。ポリメラーゼは、相補鎖を置換しながら標的核酸配列に沿って移動することができる。置換された鎖は複製のための鋳型となり、高分子量DNAを高い収率で生成することを可能にする。一つの局面において、WGA反応は、少なくとも一つのヘリカーゼ、少なくとも一つのニック誘発剤または両方を含むように改変される。
【０１１５】
さらなる局面において、増幅ステップによって生成されたアンプリコンを、増幅後、断片化することができる。
【０１１６】
IV. 遺伝子型決定
A. 捕捉
少なくとも1種の標的核酸を増幅したのち、それを、1種または複数種のポリヌクレオチド捕捉プローブが少なくとも1種の標的核酸にハイブリダイズするのに十分な条件下、少なくとも1種のポリヌクレオチドプローブと接触させる。少なくとも1種のポリヌクレオチド捕捉プローブは、完全長、切断型、もしくは合成のDNAまたは完全長、切断型、もしくは合成のRNAでありうる。
【０１１７】
複数種の標的核酸の遺伝子型を決定することが望まれる場合、各標的核酸に特異的な少なくとも1種のポリヌクレオチド捕捉プローブが提供されるべきである。ある局面において、標的核酸を精製するために複数種のポリヌクレオチドプローブが使用される。複数種のポリヌクレオチドプローブは、各標的核酸に特異的な1種の核酸プローブからなることもあり、各標的核酸に特異的な複数種の核酸プローブからなることもある。一つの局面において、1種の標的核酸につき特異的な1、2、3、4、5、6、7、8、9または10種のポリヌクレオチド捕捉プローブが提供されてもよい。別の局面において、各ポリヌクレオチド捕捉プローブは、1種の標的核酸だけに特異的であり、ストリンジェントな条件において他の標的核酸とは交差反応しないように選択される。さらに別の局面において、各標的核酸に対して少なくとも2種のポリヌクレオチド捕捉プローブが提供され、各ポリヌクレオチド捕捉プローブが標的核酸の別個の領域にハイブリダイズする。一例として、標的核酸がHPV核酸を含む場合、試験される各HPV核酸のE6/E7領域およびL1領域それぞれに対してハイブリダイズするよう、少なくとも1種のポリヌクレオチド捕捉プローブを選択することができる。
【０１１８】
ポリヌクレオチド捕捉プローブは、第二の固体支持体に固定化されるように適合されうる。一つの局面において、ポリヌクレオチド捕捉プローブは、少なくとも1種の標的核酸とハイブリダイズする前に、第二の固体支持体に固定化される。支持体は、ビーズ、常磁性、反磁性、強磁性、強磁性および反磁性ビーズを含む磁性ビーズ、カラム、プレート、ろ紙、ポリジメチルシロキサン（PDMS）、ディップスティック、管、ディッシュ、マイカチップを含むが、これらに限定されない。
【０１１９】
さらなる局面において、第二の固体支持体はビーズを含む。一つの局面において、複数種のビーズが提供され、複数種のビーズの各ビーズは、1種の標的核酸のみを特異的に固定化するよう、1種の標的核酸だけに特異的なポリヌクレオチド捕捉プローブのみを固定化する。さらなる局面において、複数種のビーズの各ビーズは検出可能な標識を有し、検出可能な標識は、そのビーズに特異的とされた標的核酸の遺伝子型に対応する。
【０１２０】
一つの局面において、ポリスチレン微粒子が第二の固体支持体として提供される。ポリスチレン微粒子は様々な色素を充填されて、個々の微粒子それぞれを検出可能に標識することを可能にしている。一つの局面において、商品名Luminex（登録商標）として市販されているポリスチレン微粒子が使用される。Luminex（登録商標）微粒子は、100種の異なるスペクトルシグナチャを生成することができるよう、様々な濃度の赤色および赤外フルオロフォアによって内部的に染色されている。このように、100種の異なる標的核酸に特異的な微粒子は、1種の標的核酸に特異的なポリヌクレオチド捕捉プローブを、1種の識別可能な標識を有するビーズのセットに固定化することによって生成することができる。
【０１２１】
ある局面において、ポリヌクレオチド捕捉プローブは、HPV、HPVの遺伝子変異体、HR-HPV型のHPV DNA、またはHR-HPV型のHPV RNA、またはHR-HPV 16、18、26、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、66、68、および82型のいずれか一つ、またはLR-HPV2、3、6、7、10、11、13、27、28、30、32、40、42、43、53、54、55、61、62、67、69、70、71、72、74、81、83、84、85、86、87、89、90、および91型のいずれか一つと関連する核酸と少なくとも75％、少なくとも80％、少なくとも85％、少なくとも90％、少なくとも95％、少なくとも96％、少なくとも97％、少なくとも98％、少なくとも98％、少なくとも99％または100％同一である核酸にハイブリダイズまたは結合することができる。別の局面において、固定化プローブは、HPV、HPVの遺伝子変異体、HR-HPV型のHPV DNA、HPV RNA、またはHR-HPV 16、18、26、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、66、68、および82型のいずれか一つ、またはLR-HPV 2、3、6、7、10、11、13、27、28、30、32、40、42、43、53、54、55、61、62、67、69、70、71、72、74、81、83、84、85、86、87、89、90、および91型のいずれか一つに相補的である。
【０１２２】
別の局面において、標的核酸の各セットにハイブリダイズするように選択される複数種のポリヌクレオチド捕捉プローブが提供される。一つの局面において、複数種のポリヌクレオチド捕捉プローブは、HR-HPV 16、18、26、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、66、68、および82型の核酸からなる標的核酸のセットまたはそれらのいずれかのサブセットの各核酸にハイブリダイズすることができる。一つの局面において、複数種のポリヌクレオチド捕捉プローブは、LR-HPV 2、3、6、7、10、11、13、27、28、30、32、40、42、43、53、54、55、61、62、67、69、70、71、72、74、81、83、84、85、86、87、89、90、および91型からなる標的核酸のセットまたはそれらのいずれかのサブセットの各核酸にハイブリダイズすることができる。一つの局面において、複数種のポリヌクレオチド捕捉プローブは、HR-HPV 16、18、26、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、66、68、および82型からなる標的核酸のセットまたはそれらのいずれかのサブセットならびにLR-HPV 2、3、6、7、10、11、13、27、28、30、32、40、42、43、53、54、55、61、62、67、69、70、71、72、74、81、83、84、85、86、87、89、90、および91型からなる標的核酸のセットまたはそれらのいずれかのサブセットの各核酸にハイブリダイズすることができる。さらなる局面において、HR-HPV 16、18、26、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、66、68、および82型からなる標的核酸のセットまたはそれらのいずれかのサブセットならびにLR-HPV 2、3、6、7、10、11、13、27、28、30、32、40、42、43、53、54、55、61、62、67、69、70、71、72、74、81、83、84、85、86、87、89、90、および91型からなる標的核酸のセットまたはそれらのいずれかのサブセットの各核酸に特異的な固体支持体からなる複数種の第二の固体支持体が提供される。
【０１２３】
本明細書に記載される特定のプローブおよび希釈剤に適したハイブリダイゼーション条件が用いられる。例えば、プローブおよびサンプル核酸は、ハイブリダイゼーションの時間、好ましくは少なくとも約5〜約30分間、約5〜約20分間、または約7〜約15分間、または約10分間、および1種または複数種のポリヌクレオチドプローブが対応する相補的核酸配列にアニールすることを許容するのに十分な前記範囲内の任意の時間インキュベートすることができる。ハイブリダイゼーション条件は、少なくとも約65℃、約68.5℃、および約67℃〜約70℃、ならびに前記範囲内の任意の℃数のハイブリダイゼーション温度を含みうる。所与の少なくとも1種の標的核酸および所与のプローブに関して、当業者は、通常の実験によって所望のハイブリダイゼーション条件を容易に決定することができる。当業者はさらに、ハイブリダイゼーションの時間と温度とが互いに最適化されなければならないことを理解する。したがって、高めの温度でのハイブリダイゼーションを短めの期間で実施することもできるし、低めの温度でのハイブリダイゼーションを長めの期間で実施することもできる。非限定的に、ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件は、温度を上げる、イオン状態を0.5M超まで高める（例えばNaCl）、またはPAAの濃度を下げることによって制御することもできる。非限定的な例として、ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件は、高温、例えば少なくとも約65℃、少なくとも約68.5℃、約67℃〜約70℃、および約69℃〜約70℃でハイブリダイゼーション反応を実施することを含みうる。ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件はまた、高温、例えば少なくとも約65℃、少なくとも約68.5℃、および約67℃〜約70℃を含みうる。
【０１２４】
B. 検出
一つの局面において、固定化プローブは、アンプリコンにハイブリダイズすると、そのアンプリコンとDNA：RNAハイブリッドを形成する。そのような状況において、検出は、二本鎖DNA：RNAハイブリッドにも特異的である第二の抗体を使用することによって実施することもできる。第二の抗体は、直接的または間接的に検出可能に標識することができ、かつモノクロナール抗体またはポリクロナール抗体でありうる。
【０１２５】
または、アンプリコンはさらに、少なくとも1種の標的核酸に特異的な少なくとも1種のポリヌクレオチド検出プローブにハイブリダイズすることもできる。検出プローブは、DNA、RNA、synRNA、またはPNAでありえ、かつ任意で検出可能に標識してもよい。一つの局面において、検出可能な標識はビオチンであり、ビオチンは、フィコエリスリンを含むフルオロフォアで標識されたストレプトアビジンとコンジュゲートさせることによって検出することができる。
【０１２６】
一つの局面において、各検出プローブは、1種の標的核酸だけに特異的であり、別の標的核酸とは交差反応しない。
【０１２７】
別の局面において、複数種のポリヌクレオチド検出プローブが使用される。複数種のポリヌクレオチドプローブは、各標的核酸に特異的な1種の核酸プローブからなることもあり、各標的核酸に特異的な複数種の核酸プローブからなることもある。一つの局面において、1種の標的核酸につき特異的な1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10種のポリヌクレオチド捕捉プローブが提供されてもよい。別の局面において、各ポリヌクレオチド捕捉プローブは、1種の標的核酸だけに特異的であり、ストリンジェントな条件において任意の標的核酸とは交差反応しないように選択される。さらに別の局面において、各標的核酸に対して少なくとも2種のポリヌクレオチドプローブが提供され、各ポリヌクレオチド捕捉プローブが標的核酸の別個の領域にハイブリダイズする。一例として、標的核酸がHPV核酸を含む場合、HPV核酸のE6/E7領域およびL1領域それぞれに対して少なくとも1種のポリヌクレオチドが選択されうる。
【０１２８】
別の局面において、ストリンジェントな条件下、すべての標的核酸にハイブリダイズすることができる1種のポリヌクレオチド検出プローブが提供される。
【０１２９】
ある局面において、ポリヌクレオチド検出プローブは、HPV、HPVの遺伝子変異体、HR-HPV型のHPV DNA、またはHR-HPV型のHPV RNA、またはHR-HPV 16、18、26、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、66、68、もしくは82型、またはLR-HPV 2、3、6、7、10、11、13、27、28、30、32、40、42、43、53、54、55、61、62、67、69、70、71、72、74、81、83、84、85、86、87、89、90、もしくは91型と関連する核酸と少なくとも75％、少なくとも80％、少なくとも85％、少なくとも90％、少なくとも95％、少なくとも96％、少なくとも97％、少なくとも98％、少なくとも98％、少なくとも99％または100％同一である核酸にハイブリダイズまたは結合することができる。別の局面において、検出プローブは、HPV、HPVの遺伝子変異体、HR-HPV型のHPV DNA、HR-HPV型のHPV RNA、またはHR-HPV 16、18、26、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、66、68、および82型のいずれか一つ、またはLR-HPV 2、3、6、7、10、11、13、27、28、30、32、40、42、43、53、54、55、61、62、67、69、70、71、72、74、81、83、84、85、86、87、89、90、および91型のいずれか一つに相補的である。
【０１３０】
別の局面において、標的核酸のセットそれぞれにハイブリダイズするように選択される複数種のポリヌクレオチドプローブが提供される。一つの局面において、複数種のポリヌクレオチド検出プローブは、HR-HPV 16、18、26、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、66、68、および82型の核酸からなる標的核酸のセットまたはそれらのいずれかのサブセットの各核酸にハイブリダイズすることができる。一つの局面において、複数種のポリヌクレオチド検出プローブは、LR-HPV 6、11、40、43、53、61、67、69、70、71、72、81、および83型からなる標的核酸のセットの各核酸にハイブリダイズすることができる。一つの局面において、複数種のポリヌクレオチド検出プローブは、HR-HPV 16、18、26、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、66、68、および82型からなる標的核酸のセットまたはそれらのいずれかのサブセットならびにLR-HPV 2、3、6、7、10、11、13、27、28、30、32、40、42、43、53、54、55、61、62、67、69、70、71、72、74、81、83、84、85、86、87、89、90、および91型からなる標的核酸のセットまたはそれらのいずれかのサブセットの各核酸にハイブリダイズすることができる。
【０１３１】
別の局面において、各ポリヌクレオチド検出プローブは、同一の検出可能な標識を有する。
【０１３２】
別の局面において、ポリヌクレオチド検出プローブを使用して二本鎖核酸ハイブリッドを生成し、次いで、二本鎖核酸ハイブリッドにも特異的である第二の抗体を提供することによってそれを検出することができる。第二の抗体は、直接的または間接的に検出可能に標識することができ、かつモノクロナール抗体またはポリクロナール抗体でありうる。ある局面において、第二の抗体はモノクロナール抗体である。別の局面において、第二の抗体は、検出可能なマーカで直接的に標識され、モノクロナール抗体である。第二の抗体は、二本鎖核酸ハイブリッドの存在を検出するために使用される。一つの局面において、第二の抗体は、検出することができるシグナルを提供するために基質と反応しなければならない標識を有する。第二の抗体は、適当なバッファー中に溶解させることができる。一つの局面において、バッファーは、100mM Tris-HCl、pH7.4、0.5M NaCl、0.1mM ZnCl2、1.0mM MgCl2、0.25％ Tween 20、0.2mg/ml RNA分解酵素A、4％ヒドロキシプロピル-b-シクロデキストリン（シクロデキストリン）、上述した30％ビーズ希釈バッファー、0.05％ヤギIgG、0.05％アジ化ナトリウムを含む。
【０１３３】
当業者には、非限定的に酵素、放射性分子、蛍光分子、または金属粒子、例えば金粒子などの、検出可能な標識を使用することができることが理解されよう。特定の局面において、検出可能な標識はアルカリホスファターゼでありうる。標識を抗体にコンジュゲートする方法は公知である。例えば、抗体をジチオトレイトール（DTT）で還元して一価の抗体断片を生じさせることができる。そして、いずれも参照により本明細書に組み入れられるIshikawa et al, J. Immunoassay 4:209-237 (1983)およびMeans et al, Chem. 1:2-12 (1990)の方法により、還元された抗体をマレイン化アルカリホスファターゼに直接コンジュゲートし、得られたコンジュゲートをHPLCによって精製することができる。コンジュゲートはまた、任意のタイプのサイズ排除クロマトグラフィーを使用して精製することもできる。精製の一つの利点は、タンパク質一つと抗体一つとのコンジュゲートを、他の比率のタンパク質と抗体とのコンジュゲートから分離することができることである。
【０１３４】
別の局面において、二本鎖核酸ハイブリッドは、直接的に標識されていない第二の抗ハイブリッド抗体によって検出することができる。例えば、第二の抗体は、標識されたヤギ抗マウス抗体によって検出されるマウス免疫グロブリンでありうる。
【０１３５】
標識された固体支持体上に存在する標識は、標的核酸の特定の遺伝子型を識別するために使用することができる。検出プローブまたは検出抗体上の標識は、精製される各核酸の量に関する情報を伝えることができ、加えて、標的核酸の遺伝子型に関するさらなる情報を伝えることができる。
【０１３６】
様々な標識を検出する方法は当技術分野において公知である。例えば、比色法、放射能、表面プラズモン共鳴法、または化学発光法が、例えば、参照により本明細書に組み入れられるCoutlee et al, J. Clin. Microbiol. 27: 1002-1007 (1989)によって記載されている。例えば、結合したアルカリホスファターゼコンジュゲートは、LUMI-PHOS 530試薬（Lumigen, Detroit, MI）またはDR2（Applied Biosystems, Foster City, CA）などの試薬を用いる化学発光によって、E/LUMINA luminometer（Source Scientific Systems, Inc., Garden Grove, CA）、OPTOCOMP I Luminometer（MGM Instruments, Hamden, CT）など、例えばTurner BiosystemsによるVeritas Microplate Luminometerのような検出器を使用して検出することができる。また、多数の検出技術を順次にまたは並行して使用することができる。例えば、コンジュゲートは、化学発光および蛍光によって検出することができる。別の局面において、コンジュゲートは、化学発光によって検出することができる。
【０１３７】
コンジュゲートに関して様々な検出技術を使用する検出器を、サンプル中の少なくとも1種の標的核酸の存在を決定する方法を実施することができる機械に対して、可逆的または不可逆的に、例えばモジュール方式で取り付けることができる。
【０１３８】
本明細書において使用されるすべてのプローブ（ハイブリッドプローブ、捕捉プローブ、および検出プローブを含む）は、少なくとも1種の標的核酸のみに特異的に結合する短い合成RNAプローブであってもよい。例が、参照により本明細書に組み入れられる米国特許出願公開第2009-0298187号A1に記載されている。
【０１３９】
本開示はまた、標準的なFDA認可HPVアッセイ法およびプローブセットと比較した場合、HR-HPVプローブセットとLR-HPV型との間の交差反応性が劇的に低下したアッセイ組成物、プローブ、および条件を提供する。一つの局面において、HPV高リスクプローブセットは、HPV高リスク16、18、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、66、68、および82型またはLR-HPV 2、3、6、7、10、11、13、27、28、30、32、40、42、43、53、54、55、61、62、67、69、70、71、72、74、81、83、84、85、86、87、89、90、および91型からなる群より選択される。これらのHR-HPVプローブとともに本アッセイ法を使用すると、LR-HPV型とHR-HPVプローブとの間の交差反応性が低下する。例えば、米国特許出願公開第2009-0298187号A1を参照すること。
【０１４０】
本開示はまた、サンプル中の少なくとも1種の標的核酸、例えばHPVの存在を検出することによってがん、例えば子宮頚がんを検出する方法およびアッセイ法を提供する。
【０１４１】
当業者には、本発明が、以下に限定されないが管、ディップスティック、マイクロアレイ、マイクロプレート、384穴プレート、他のマイクロタイタプレートおよびマイクロ流体システムをはじめとする数多くのプラットフォームで実施されうることが理解されよう。当業者には、本発明が、発展途上国に該当するように、液体の移動を伴うステップに関して、滴瓶、ゴム球、パスツールピペットまたは噴射ボトルのようなローテク法を利用することもできることが理解されよう。これらの装置は、アッセイ法に求められるおおよその範囲内で比較的正確な量を送り出す。ある局面において、本開示の方法は、自動ピペッターまたは他のバッテリー駆動もしくはエネルギー駆動のピペット装置を含まない。
【０１４２】
ある局面において、本明細書に記載される方法により、少なくとも1種の標的核酸の10コピー以下について、約1ml〜20mlの量の捕集媒質中、約30分〜約3時間の期間で精製し、遺伝子型を決定することができる。他の局面において、本明細書に記載される方法により、少なくとも1種の標的核酸の10コピー以下、25コピー以下、または50コピー以下を、約1mlの量の捕集媒質中、約30分〜約1時間の期間で検出することができる。ある局面において、少なくとも1種の標的核酸は、HPV高リスク 16、18、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、66、68、および82型ならびにLR-HPV 6、11、40、43、53、61、67、69、70、71、72、81、および83型からなる群より選択される少なくとも1種のHPV核酸である。
【０１４３】
V. キット
同じく提供されるものは、サンプル中の少なくとも1種の標的核酸の検出のためのキットであって、
i.  捕集媒質、
ii.  変性試薬、
iii.  少なくとも1種のポリヌクレオチドハイブリッドプローブ、
iv.  第一の抗ハイブリッド抗体でコーティングされたビーズ、
v.  ポリメラーゼ、
vi.  ヘリカーゼ、
vii.  1種の標的核酸に特異的な固定化プローブでそれぞれがコーティングされ、それぞれが検出可能に標識された複数種のビーズ、
viii.  ビオチン、Hisタグ、プロテインG、フルオロフォアからなる群より選択される任意の標識によって任意で標識されていてもよい検出プローブ、および
ix.  任意で、
検出プローブ上の検出可能な標識と反応する化合物（ストレプトアビジン：HRP複合体を含む）、第二の検出可能な標識を有する第二の抗ハイブリッド抗体
からなる群より選択される検出試薬、および
x.  洗浄バッファー
を含む、それらからなる、または本質的にそれらからなるキットである。
【０１４４】
捕集媒質、変性試薬、ビーズ、第一および第二の抗体、ポリヌクレオチドプローブ、検出試薬、および洗浄バッファーはすでに記載されている。
【０１４５】
ある局面において、複数種のハイブリッドプローブ、複数種の捕捉プローブ、および複数種の検出プローブがキットとともに提供され、複数種の各プローブは、HR-HPV 16、18、26、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、66、68、および82型からなる標的核酸のセットまたはそれらのいずれかのサブセットならびにLR-HPV 2、3、6、7、10、11、13、27、28、30、32、40、42、43、53、54、55、61、62、67、69、70、71、72、74、81、83、84、85、86、87、89、90、および91型からなる標的核酸のセットまたはそれらのいずれかのサブセットに特異的である。
【０１４６】
キットはまた、開示される方法およびアッセイ法と関連する手順を記載する指示を含みうる。キットはまた、患者情報を転記するための手段を含みうる。ある局面において、手段は、紙、コンピュータ、または患者情報を伝達することができる装置を含む。キットには、患者サンプルが採取されたのと同じ場所で方法を完了するのに必要なすべての構成要素を含めることができる。
【０１４７】
ある局面において、キットは、検出アッセイ法と関連する色分けされた試薬を含みうる。試薬バイアルは、使いやすさのために色分けされ、キットに含めることができる。試薬ボトルもまた、記号、文字、または他の公知の識別子によって識別されうる。
【０１４８】
キットの個々の構成要素を合わせて使いやすいプラットフォームにしているが、本明細書に記載されるキットの一つの利点は、それによって、サンプルの即時の試験が提供されるということである。これにより、患者の結果を速やかに決定することが可能になる。
【０１４９】
ある局面において、本開示の方法は、現場において患者サンプルに対して捕集、処理、および精製ステップを実施することを含みうる。一つの局面において、サンプルが捕集されたのち、方法ステップのいくつかは、患者サンプルが捕集されたのと同じ場所で実施される。場所は、村落、診療所、研究施設、または個人が健康診断および評価を受けるコミュニティー区域でありうる。場所は、永久的なものでもよいし、一時的なものでもよい。ある局面において、核酸は、サンプルが採取された場所とは異なる、研究施設または診療所などの場所で検出される。ある局面において、キットは、医療へのアクセスが容易には利用できない発展途上国または地理的区域における使用のために設計されている。
【０１５０】
この方法はさらに、STMおよびPCサンプルと適合性である。
【０１５１】
以下の実施例は例を示すだけであり、本開示をいかなるふうにも限定することを意図したものではない。
【実施例】
【０１５２】
上記方法によって精製、検出、および/または特徴づけを行うことができる数多くの実行可能な標的核酸配列のうち、HPV核酸配列が優れた例を提供する。
【０１５３】
HPVファミリーのメンバーは、尋常性疣贅、性器疣贅、ならびに頭部、頚部、喉、陰茎、肛門、子宮頚、陰門、および膣のがんを含む、数多くの様々な障害および/または感染と関連している。100種を超える型のHPVウイルスが記載され、そのうち56種が今日まで粘膜および/または皮膚の病変と関連づけられている。これら56種の粘膜および/または皮膚病変関連HPV型は一般に「高リスク」群と「低リスク」群とに分けられる。HR-HPVは、悪性病変と関連するものであり、例えば、HPV 16、18、26、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、66、68、および82型を含みうる。LR-HPVは、良性病変と関連し、例えば、HPV 2、3、6、7、10、11、13、27、28、30、32、40、42、43、53、54、55、61、62、67、69、70、71、72、74、81、83、84、85、86、87、89、90、および91型を含みうる。
【０１５４】
しかし、上記方法の開発よりも前には、すべての既知のHR-HPVおよびLR-HPV型の遺伝子型を決定することができる利用可能な試験は存在しなかった。HPVを検出する他の分子診断法は、その多重化能力が限られ、それらの遺伝子型決定法の有用性を減じている。Hybrid Capture 2などの化学発光法は高感度で確実であるが、アウトプットが均一であり、検出される遺伝子型ごとに別々のウェルを要する。PCRおよびPCR様の試験はコンセンサスプライマー（例えばGP5+/6+、MY09/MY11など）の使用に依存する。これらの試験は本質的に、異なる標的に関して異なる効率を有して、増幅の偏りを生じさせ、多重HPV感染の検出を困難かつ不確実にする。さらには、フルオロフォア間のクロストーク、増幅中の競合、およびプライマーダイマーの問題の増加がマイナスに影響し、同時に増幅および検出することができる標的の数が制限される。そのうえ、別の制限としては、標的アンプリコン領域のサイズが相対的に小さいことであり、それによって、アッセイは欠失、突然変異、または挿入に対して敏感となる。例えば、ホストゲノムへのウイルス組込み中にこの標的領域が欠失すれば（L1領域関して示したように）、感染は見逃される。さらには、検出プローブによって標的とされる領域の中に突然変異または欠失がある場合、偽陰性が生じることもある。
【０１５５】
以下の実施例においては、上記方法を使用して、現在知られるすべてのHR-HPVを含む26種のHPV型の精製、検出、および特徴づけを行った。
【０１５６】
実施例1：アッセイ設計
以下の実施例はすべて同じ一般的なアッセイ設計を使用する。まず、ハイブリッド捕捉の使用によってHPV核酸をサンプルから単離する。次いで、全ゲノム増幅を使用して、単離したHPV核酸を増幅する。そして、固有に標識されたビーズに固定化された個々のHPVセロタイプそれぞれに特異的な捕捉プローブを使用して、増幅されたHPV核酸をHPVセロタイプにしたがって分ける。そして、ビオチン化検出プローブと、分けられたHPV核酸とをハイブリダイズさせ、ストレプトアビジン/フィコエリスリン（SA-PE）コンジュゲートを検出プローブに結合させてシグナルを生成する。フローサイトメトリを使用して、ビーズの固有の標識とSA-PEによって生成されたシグナルとの両方を計測する。ビーズ標識は、ビーズに結合した遺伝子型を示すために使用され、SA-PEシグナルは、各ビーズに結合したHPV核酸の存在または非存在を示すために使用される。
【０１５７】
A. 精製プローブの調製
存在するHPVセロタイプすべての核酸を単離することができるように精製プローブセットを設計した。原則的に、プローブはいかなる長さであってもよいが、プローブ設計の融通性および製造しやすさを提供するために短い25merのプローブを選択した。
【０１５８】
精製プローブセットは、二つの基本的基準を使用して調製した。第一に、プローブは、ゲノムの全領域を捕捉するために、標的ゲノムのいたる所に分散するように選択した。第二に、多数のプローブを特異的領域の周囲に密集させて、試験される各領域が確実に精製されるようにした。
【０１５９】
必要なプローブの総数を最小化するために、1種のプローブを2種以上のHPV型のためのコンセンサスプローブとして使用することができるようにプローブを設計した。コンセンサス配列を発見するために、試験されるHPV配列のアライメントをファミリーごとに実施した。例えば、HPV16、31、33、35、52、58、および67を含むA9（HPV16）ファミリーの全メンバーまたはHPV18、HPV39、HPV45、HPV59、HPV68、HPV70、およびHPV85を含むA7（HPV18）ファミリーの全メンバーをClustalWによってアライメントし、隣接する25merの配列の存在に関してコンセンサス配列を解析した。そして、そのような配列をプローブ候補として選択した。そして、解析中に構築した系統樹に基づき、もっとも密接に関連する二つの配列を互いにアライメントし、コンセンサス配列のサーチを繰り返した。このようにして、表1（以下）に列挙するプローブを設計した。
【０１６０】
（表１）27種のHPV型のための精製プローブ配列
2013517802.tif 000002
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【０１６１】
B. 固定化および検出プローブの設計
固定化および検出プローブを設計するために、利用可能なすべてのHPVゲノム配列をアライメントした。これらのアライメントから、系統樹分類にしたがってもっとも密接に関連するHPV型のサブグループを選択した。これらの密接に関連するHPVサブループを、全長、E6/E7領域およびL1領域に関して、より小さなグループに再アライメントした。再アライメントした配列の非コンセンサス領域から各HPV型に特異的なオリゴヌクレオチドプローブを抽出した。25〜32bpおよび55℃〜70℃のTmを有するプローブを選択した。そして、BLASTサーチを使用して、それらのプローブを、NCBIデータベース中に存在する他のHPV型に対して比較して、各特異的HPV型に関するそれらの一意性を確認した。各HPV型のために多数のプローブを設計した。この方法にしたがって生成されたプローブの完全なリストが表2（以下）に見られる。欠失または突然変異がアッセイにおいて偽陽性を生じさせることを防ぐために、HPVゲノムのE6/E7領域およびL1領域それぞれに1種のプローブを開発した。いくつかの領域は組込み中に破壊されることがあるため、これは、組込まれた標的の場合に特に有用である。
【０１６２】
固定化プローブは、検出ビーズへの結合を容易にするように修飾される。以下の例においては、捕捉プローブの固定化を容易にするためにカルボキシ基でコーティングされているLuminex（登録商標）微粒子を検出ビーズとして使用する。したがって、固定化プローブはすべて5'アミノ-C12修飾を含む。
【０１６３】
以下の例においては、SA-PEを使用して、捕捉された核酸を検出する。したがって、以下の例における検出プローブはすべて、SA-PEによる検出を容易にするために5'ビオチン修飾を有する。
【０１６４】
（表２）E6/E7特異的な固定化/検出プローブ
2013517802.tif 000011
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【０１６５】
（表３）L1特異的な固定化/検出プローブ
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【０１６６】
C. ハイブリッド捕捉によるサンプル精製
子宮頚臨床スワブ、液状細胞診サンプル、および尿のすべてが、ここに開示される方法によって試験され、適合性であると決定された。原則として、任意のタイプのサンプルを使用することができる。
【０１６７】
サンプルの50μlアリコートをポリスチレンハイブリダーゼーションプレートのウェルに入れ、Qiagen Gaithersburg, Inc.（Gaithersburg, MD）から市販されているアルカリ変性剤（DNR）25μlと混合する。プレートを密封し、振とうして混合したのち、900rpmで振とうしながら57.5℃で15分間インキュベートしてサンプル中の核酸を変性させる。
【０１６８】
変性ののち、実施例1において調製した精製プローブそれぞれを低粘度NextGen PD中に含む精製プローブミックスを、各反応物に1nMの最終濃度まで加える。プレートを振とうして中和させる。YTブロッカー中0.02％の固体常磁性ビーズストックを調製し、そのうち25μlを各反応物に加える。次いで、プレートを透明なシーラで覆い、900rpmで振とうしながら57.5℃で30分間インキュベートする。
【０１６９】
D. 増幅
実施例1（C）から得られたプレートを磁気ラック上に2分間配置した。上澄みをデカントしたのち、プレートを、Kimwipes（登録商標）（Kimberly-Clark Worldwide, Inc.）のような清浄な低リント吸収性ティッシュで吸い取った。全ゲノム増幅（WGA）洗浄バッファー（Qiagen Gaithersburg, Inc.（Gaithersburg, MD）から市販）120μlを各ウェルに加え、1〜2分間待ち、デカントし、吸い取ることにより、ビーズを4回洗浄する。低容積マルチチャネルを使用して洗浄バッファーを抜く。次いで、WGA反応ミックス（以下、表3に記す）20μlを各ウェルに加える。
【０１７０】
（表３）QIAGEN REPLI-g Midi RXN Mixを含むWGA反応ミックス
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* 反応物20μlあたりREPLI-g Midi 0.5μl
* dNTPおよびプライマーは、反応混合物に加える前にボルテックスでかく拌混合すること。
【０１７１】
プレートを振とうして混合したのち、30℃で2時間インキュベートする。アンプリコンは-20℃で貯蔵してもよく、または検出を直接実施してもよい。
【０１７２】
E. 遺伝子型決定
実施例1Dにおいて生成したアンプリコンの5μlアリコートを新品の丸底96穴プレートに移し、0.75×DNR 10μlと混合する。次いで、プレートを70℃で30分間インキュベートして核酸を変性させる。
【０１７３】
変性ののち、70℃に加熱した各検出プローブの5nMストック5μlを各ウェルに加え、プレートを70℃で2分間インキュベートする。0.75×HC2プローブ希釈剤（Qiagen Gaithersburg, Inc.（Gaithersburg, MD）から市販）の10μlアリコートを加えたのち、800rpmのプレートシェーカ上、室温で1分間混合する。1000ビーズ/μl（合計5000ビーズ/アッセイ）のLuminex（登録商標）微粒子溶液の5μlアリコートを各ウェルに加えたのち、プレートを、400〜450rpmで振とうしながら50℃で30分間インキュベートする。ストレプトアビジン-フィコエリスリン溶液（3％ TWEEN-20を含有する1×リン酸緩衝食塩水中10％ヤギ血清中で調製）の10μlアリコートを各ウェルに400ng/ウェルのSA-PE最終濃度まで加える。次いで、プレートを、400〜450rpmで振とうしながら50℃で10分間インキュベートする。最後に、150μl H2Oを各ウェルに加えることによって反応混合物を希釈する。
【０１７４】
このようにして、各Luminex（登録商標）微粒子を、そのビーズのHPV型に特異的な2種のオリゴヌクレオチドプローブ（E6/E7領域およびL1領域それぞれに1種）とコンジュゲートさせる。HPV型に特異的な各ビーズは固有の蛍光標識を有する。標的検出は、特異的なビオチン化プローブを各捕捉された標的に結合することによって達成される。レーザによるフィコエリスリンの励起ののち、ビオチン化プローブに結合したSA-PEおよび蛍光シグナルが認められる。次いで、各ビーズのフィコエリスリン標識および蛍光標識をルミノメーター上で独立に計測した。ビーズ標識の計測は、各ビーズに結合した標的核酸の遺伝子型を示す。フィコエリスリン標識の計測を使用して、各ビーズに結合した標的の相対量を決定する。次いで、蛍光データを編集して、サンプル中に存在する各標的核酸の相対量を示す。
【０１７５】
実施例2：HPV核酸の検出に対するハイブリッド捕捉サンプル調製の効果の実証
以下の実施例は、実施例1に記載された方法を使用するHPV核酸の検出に対するヒトゲノムDNAによる阻害の影響を実証する。
【０１７６】
HPV16ゲノムを含むプラスミドの0、102、または103コピーをヒトゲノムDNA0、50、100、200、1000、または5000ngと混合した。サンプルの一つのセットをハイブリッド捕捉精製に供したが、他はそうしなかった。ハイブリッド捕捉ののち、サンプルを全ゲノム増幅によって増幅し、HPV16の存在または非存在を決定した。ハイブリッド捕捉サンプル調製なしの結果を図1Aに示し、ハイブリッド捕捉サンプル調製を用いた結果を図1Bに示す。見てとれるように、ハイブリッド捕捉サンプル調製は阻害性DNAを効率的に除去して、全ゲノム増幅が効率的に進行することを可能にした。これは、従来の方法においては、外来性ヒトゲノムDNAが存在する場合、望まれない標的の無駄な増幅のせいで、HPV標的の従来の増幅が減少することを実証する。
【０１７７】
実施例3：四重感染の検出
四重感染を含むサンプルを、実施例1に記載した20重アッセイ法において、HPV 6、11、16、18、31、33、45、34、35、52、53、58、59、66、67、68、69、70、73、および82型のためのハイブリッド捕捉プローブ、固定化プローブ、および検出プローブを使用して試験した。試験したサンプルは、以下の四重感染の一つを有するものであった：（1）HPV6、11、16、18；（2）HPV31、33、45、34；（3）HPV35、52、53、58；HPV59、66、67、68；ならびにHPV69、70、73および82。結果を図2に示す。上記の方法により、各HPV型102〜107からの四重感染を20重反応において良好な特異性および感度で同時に検出することができる。
【０１７８】
実施例4：少量のアンプリコンによる検出
アンプリコン1、2、5、7および20μlを個別に使用したことを除き、実施例1にしたがってHPV16を試験した。結果を図3Aに示す。結果は、少ないコピー数の頑健な検出には少量のアンプリコンしか必要ないことを示す。増幅は非常に頑健であり、使用される検出法を満たすにはごく僅かのアンプリコンで足りる。少量のアンプリコンは、低コピーアンプリコンおよび高コピー（＞107）アンプリコンの両方で強いシグナルを与える。
【０１７９】
プロセスを0.5および5μlで一晩繰り返した。結果を図3Bに示す。明らかであるように、増幅を一晩行うならば、さらに少量のアンプリコンを有効に使用することができる。
【０１８０】
実施例5：特異的検出
HPV33型および58型の両方を含むサンプルに関して、実施例1に概説したプロセスを繰り返した。同一の検出プローブを使用し（HPV33およびHPV58のコンセンサス）、両方のアンプリコンが存在している時に、HPV33またはHPV58いずれかの捕捉プローブを使用した。HPV33捕捉プローブを使用した場合には、HPV33だけが検出される（図4Aを参照）。HPV58検出プローブを使用した場合には、HPV58だけが検出される（図4Bを参照）。各捕捉プローブの結果を図4Aおよび4Bに示す。このように、検出プローブが両方のアンプリコンに結合していたという事実にもかかわらず、特異的アンプリコンの検出は正しい捕捉ビーズだけで起こった。
【０１８１】
実施例6：多重実験の感度
HPV 6、11、16、18、26、31、33、34、35、39、45、51、52、53、54、56、58、59、66、67、68、69、70、73、82、および85型に関して実施例1に概説したプロセスを繰り返すことによって26種のHPV型の感度を試験するための多重実験。結果を図5に示す。これらの結果は、試験される型それぞれ1000コピーでのアッセイ感度を示す。特異的に、26種のHPV型すべてで2よりも大きいS/Nが達成された。
【０１８２】
実施例7：多重実験の特異性
26種のHPV型に関して、実施例1に概説したプロセスを繰り返すことにより、HPV 6、11、16、18、26、31、33、34、35、39、45、51、52、53、54、56、58、59、66、67、68、69、70、73、82、または85型を含むサンプルに関して多重実験を実施して、開示されるプロセスの感度を試験した。結果を図6に示す。これらの結果は、すべてのHR-HPV型が、他の型の最大106コピーまでに対し、特異的であったことを示す。見てとれるように、すべての非特異的HPV型のS/Nは、試験した各データポイントで2.0未満であった。唯一の例外を除き、すべての特異的HPV型のS/Nは約5以上であった。
【０１８３】
実施例8：臨床サンプル中の単一HPV感染の検出
HPV16型感染を有することが参照試験によって示されている臨床サンプルに対し、実施例1に概説したプロセスを実施した。結果は図7に示され、HPV16の検出の成功を示す。
【０１８４】
実施例9：臨床サンプル中の単一HPV感染の検出
HPV18型感染を有することが参照試験によって示されている臨床サンプルに対し、実施例1に概説したプロセスを実施した。結果は図8に示され、HPV18の検出の成功を示す。
【０１８５】
実施例10：臨床サンプル中の四重HPV感染の検出
HPV16型、51型、59型、および82型感染を有することが参照試験によって示されている臨床サンプルに対し、実施例1に概説したプロセスを実施した。結果は図9に示され、HPV16、51、59および82の検出の成功を示す。
【０１８６】
実施例11：臨床サンプル中の二重HPV感染の検出
HPV18型および70型感染を有することが参照試験によって示されている臨床サンプルに対し、実施例1に概説したプロセスを実施した。結果は図10に示され、HPV18および70の検出の成功を示す。
【０１８７】
様々な開示された特徴および機能ならびに他の特徴および機能またはそれらの代替を望みどおり多くの他の異なるシステムまたは用途に組み合わせることができることが理解されよう。また、今のところは予見または予想されていない、それらにおける代替、改変、変形または改善がのちに当業者によって加えられることもあり、それらもまた、特許請求の範囲によって包含されることになる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【配列表】
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【国際調査報告】
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