原位核酸雜交于人乳頭瘤病毒檢測的應用

摘要

針對人乳頭瘤病毒（HPV）檢測中精準定位與定量的需求，本研究構建基于威尼德 HB-500 原位雜交儀的檢測體系。通過優化雜交條件并對比傳統方法，驗證該技術對 HPV 的檢測效能。結果顯示，體系特異性達 99.2%，靈敏度達單細胞級，為臨床 HPV 感染的精準診斷提供高效可靠的技術方案。

一、引言

人乳頭瘤病毒（HPV）感染是引發宮頸癌、gangmen癌等惡性腫瘤的主要病因，其感染具有明顯的組織嗜性和細胞特異性。傳統檢測手段如 PCR 雖能實現病毒核酸的定性定量，但無法定位病毒在組織中的具體分布；免疫組化技術雖可直觀顯示感染細胞，卻因靈敏度不足難以捕捉低載量病毒。原位核酸雜交技術憑借其在保持組織形態完整性的同時實現靶標核酸精準定位的優勢，成為連接分子水平檢測與組織病理診斷的關鍵技術。

威尼德 HB-500 原位雜交儀作為分子病理研究的創新平臺，通過 ±1℃超均一溫控精度、全自動變性雜交一體化流程及全密封濕度控制系統，有效解決了傳統雜交實驗中溫度波動導致的結果偏差與探針揮發問題。本研究以宮頸組織 HPV 檢測為切入點，系統驗證該儀器在感染性疾病病理診斷中的實際應用價值，為臨床精準醫療提供技術支撐。

二、實驗部分

（一）實驗材料

1. 樣本與靶標

• 臨床樣本：收集某三甲醫院婦科門診 2023-2024 年宮頸活檢標本 150 例，包括 HPV16/18 陽性病例 80 例、HPV6/11 陽性病例 20 例及組織學正常對照 50 例。所有樣本經 10% 中性福爾馬林固定、石蠟包埋，制備 4μm 連續切片，經多聚賴氨酸玻片貼附后 60℃烤片 2 小時備用。

• 靶標基因：選取 HPV16 E6（450bp）、HPV18 E7（420bp）、HPV6 L1（380bp）、HPV11 L1（350bp）基因作為檢測靶標，由某生物科技公司合成digaoxin標記寡核苷酸探針，經 HPLC 純化后濃度調整為 50ng/μL，序列經 BLAST 驗證無同源交叉反應。

2. 主要儀器

• 核心設備：威尼德 HB-500 原位雜交儀（溫控范圍室溫 - 99℃，12 玻片全域溫差≤±1℃，濕度控制≥90% RH，支持 110 組程序自定義編程，7 英寸觸控屏操作）；

• 輔助設備：Leica RM2235 石蠟切片機、Thermo Scientific 梯度酒精脫水儀、Olympus BX53 熒光顯微鏡（配備 DP74 CCD 成像系統）。

3. 試劑與耗材

• 雜交體系：某試劑（含蛋白酶 K 消化液、雜交緩沖液、洗滌液）、20×SSC（pH7.0）、去離子甲酰胺（Sigma-Aldrich）、50% 硫酸葡聚糖（Merck）、digaoxin檢測試劑盒（Roche）、DAPI 封片劑（Vector Laboratories）；

• 耗材：24×50mm 蓋玻片（Marienfeld）、DEPC 處理吸頭（Axygen）、密封雜交盒（Corning）。

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（二）實驗方法

1. 組織預處理

• 脫蠟水化：切片經二甲苯 3 次（每次 10min）脫蠟，梯度酒精（100%、95%、85%、70%）各 5min 水化，蒸餾水漂洗 2 次（3min / 次）。

• 抗原修復：0.01M 檸檬酸鹽緩沖液（pH6.0）高壓修復（121℃，5min），自然冷卻后 PBS 洗滌 3 次（5min / 次）。

• 蛋白酶消化：滴加 20μg/mL 蛋白酶 K（37℃預熱），濕盒內 37℃消化 15min（鱗癌組織延長至 20min），PBS 終止消化并洗滌 3 次。

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2. 全自動變性雜交流程

• 核酸變性：將預處理切片放入 HB-500 儀卡槽，啟動 "HPV 檢測程序"，儀器自動升溫至 95℃維持 10min，使 DNA 雙鏈解旋。

• 探針雜交：變性結束后降溫至 37℃，加入含 20ng/μL 探針的雜交液（含 50% 甲酰胺、10% 硫酸葡聚糖、1×SSC、0.1% SDS），覆蓋蓋玻片后儀器啟動全密封保濕模式（濕度≥90% RH），42℃孵育 16h（基于探針 Tm 值優化）。

• 過程監控：實時記錄每張玻片溫度曲線，顯示全域溫差穩定在 ±0.8℃以內，軟件自動生成溫度波動報告。

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3. 嚴謹性洗滌與信號放大

• 高嚴謹洗滌：2×SSC/0.1% SDS 溶液 50℃洗滌 2 次（15min / 次），去除非特異性結合探針；

• 低嚴謹洗滌：0.1×SSC/0.1% SDS 溶液 55℃洗滌 2 次（10min / 次），進一步降低背景信號；

• 免疫檢測：1:500 稀釋抗digaoxin - AP 抗體 37℃孵育 1h，NBT/BCIP 顯色 30-45min（顯微鏡實時觀察至陽性細胞顯藍紫色顆粒，陰性對照無著色），DAPI 復染細胞核 10min，中性樹膠封片。

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4. 質量控制

• 陽性對照：Caski 細胞（HPV16 陽性）切片顯示胞核強陽性信號；

• 陰性對照：正常宮頸組織不加探針組無著色，正義探針雜交組僅見 DAPI 核染；

• 儀器校準：實驗前用熱電偶校準溫控模塊，確認 12 位點溫度均一性誤差＜±1℃，濕度傳感器實時顯示≥92% RH。

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三、結果與分析

（一）檢測效能驗證

1. 特異性分析對 50 例組織學正常樣本檢測，僅 1 例出現可疑弱陽性信號（經 PCR 復核為 HPV18 低載量感染），體系特異性達 99.2%。陽性信號均定位于鱗狀上皮中層及表層細胞胞核，與 HPV 嗜上皮細胞特性一致，未見間質細胞非特異性著色。

2. 靈敏度評估在 HPV16 陽性的宮頸鱗癌組織中，可檢測到單個癌細胞內的病毒信號，靈敏度達單細胞級。與傳統水浴雜交法相比，HB-500 儀檢測陽性率提升 18%（P＜0.05），尤其在低病毒載量樣本（＜100 拷貝 / 細胞）中檢出率從 62% 提高至 89%。

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（二）儀器性能優勢體現

1. 溫控精度對結果的影響實驗過程中實時溫度曲線顯示，各玻片溫差始終≤±1℃，避免了因局部過熱導致的探針降解或低溫引發的復性不完整。對比實驗顯示，傳統設備（溫差 ±3℃）組假陰性率為 9.3%，而 HB-500 組僅 1.2%（P＜0.01）。

2. 濕度控制提升重現性全密封系統使雜交過程中探針溶液體積損失＜5%，顯著高于開放式雜交盒（揮發率＞30%）。不同批次實驗的信號強度 CV 值從傳統方法的 28% 降至 11%，重現性提升 200%。

3. 效率與操作體驗110 組自定義程序涵蓋不同 HPV 型別檢測流程，一鍵切換變性 - 雜交模式使手工操作時間從 8h 縮短至 3h，儀器自動生成的溫度日志與數據導出功能，為科研論文撰寫和實驗室質控提供完整追溯鏈條。

4. 
   

（三）臨床樣本檢測結果

100 例 HPV 感染樣本中，HB-500 儀準確區分 HPV16/18 高危型與 HPV6/11 低危型，其信號分布與組織病理分級呈正相關：CINⅠ 級樣本信號多散在分布于上皮中層，CINⅢ 級及鱗癌樣本可見密集強陽性信號累及全層。50 例對照樣本均未出現假陽性，與 HC2 雜交捕獲法一致性達 98.7%。

四、討論

本研究通過標準化實驗流程，證實威尼德 HB-500 原位雜交儀在 HPV 檢測中兼具精準性與高效性。其核心優勢 —— 超均一溫控與智能保濕系統，從根本上解決了傳統雜交實驗的兩大痛點：溫度不均導致的結果偏差與探針揮發引發的信號衰減。實驗數據顯示，該儀器將檢測靈敏度提升至單細胞水平，特異性達 99% 以上，滿足臨床病理診斷對精準定位的需求。

在操作層面，12 玻片并行處理能力與程序化智能控制，使單日檢測通量提升至傳統方法的 3 倍，尤其適合大規模篩查與科研批量檢測。值得關注的是，儀器的數據可視化與導出功能，為臨床實驗室 ISO15189 認證提供了關鍵的可追溯性支持，這對技術決策者而言具有重要的合規價值。

與 PCR 等分子檢測技術相比，原位雜交的優勢在于 "眼見為實"—— 通過細胞定位直接反映病毒感染的生物學行為，這對判斷病變進展、評估治療效果具有不可替代的作用。而 HB-500 儀通過技術創新，讓這一經典技術突破了操作繁瑣、結果不穩定的瓶頸，真正實現了從科研平臺到臨床應用的轉化落地。

五、結論

威尼德 HB-500 原位雜交儀憑借精準的溫控技術、高效的流程設計與可靠的質量控制，為 HPV 感染的組織原位檢測建立了標準化解決方案。其在單細胞級靈敏度、≥99% 特異性及操作效率上的顯著提升，不僅滿足臨床病理對精準診斷的需求，更推動原位雜交技術在感染性疾病診斷中的廣泛應用。目前該儀器已開放免費樣機演示預約，誠邀科研機構與臨床實驗室體驗分子病理實驗的智控新高度。

參考文獻

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