薄威 王旭光 張忠 韓瑩
[摘要] 目的 探討從石蠟包埋胃鏡組織中提取幽門螺桿菌菌體DNA的方法和策略。 方法 選取2008年5月~2010年5月中國醫(yī)科大學(xué)263例胃癌術(shù)后石蠟包埋標本及2011年6月~2014年6月醫(yī)學(xué)院附屬中心醫(yī)院和沈陽醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院206例幽門螺桿菌陽性石蠟包埋標本,利用試劑盒提取菌體DNA、PCR擴增,對擴增的結(jié)果進行統(tǒng)計分析。 結(jié)果 263例胃癌大體標本中, 231例檢測出隨意選取基因片段,陽性率為87.83% ;206例胃鏡標本中,194例檢測出幽門螺桿菌cagA基因,陽性率為89.81%。胃大體標本和胃鏡標本DNA提取陽性率之間比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。 結(jié)論 從石蠟包埋胃鏡組織中提取幽門螺桿菌菌體DNA是高效可行的。
[關(guān)鍵詞] 石蠟包埋組織;幽門螺桿菌;DNA;基因擴增
[中圖分類號] R735.2 [文獻標識碼] B [文章編號] 1673-9701(2016)08-0121-03
從胃癌術(shù)后石蠟包埋組織中提取人體基因組DNA已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種回顧性研究,隨著研究的深入和方法的改進,人們從石蠟包埋的少量胃鏡組織也可獲得較理想的DNA[1-3],但國內(nèi)尚未見從石蠟包埋胃鏡組織提取幽門螺桿菌菌體DNA的報道,主要是由于胃鏡組織塊本身很小,并且H.pylori主要定殖部分胃小凹和腺體內(nèi),數(shù)量少之又少,限制了對H.pylori DNA特點的深入研究。目前為分析H.pylori的DNA,人們多采用胃鏡獲取新鮮胃黏膜,隨即在培養(yǎng)基上進行涂抹,于體外進行細菌培養(yǎng),從而獲得菌體DNA,這樣改變H.pylori生存的微環(huán)境,無形中增加了人為因素。因此,我們在從胃癌術(shù)后石蠟包埋組織中提取人體基因組DNA的研究基礎(chǔ)上,進行多方面嘗試從石蠟包埋的胃鏡組織中提取H.pylori DNA。
1 材料與方法
1.1 材料來源
263例胃癌術(shù)后石蠟包埋標本來自于中國醫(yī)科大學(xué)(2008~2010年),206例胃鏡石蠟包埋標本來自于沈陽醫(yī)學(xué)院附屬中心醫(yī)院和沈陽醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院(2011~2014年)室溫保存至今。
1.2 H.pylori的HE染色及特染
206例胃鏡標本按常規(guī)方法每例標本制作切片3張,厚度為5 μm,分別進行常規(guī)HE染色、H.pylori特殊染色——吉姆薩染色(吉姆薩染色液G1010 北京索萊寶科技有限公司)和亞甲藍(MST-8027 胃幽門螺桿菌染色試劑盒邁新試劑)染色。具體方法見試劑盒。
1.3 DNA提取方法
石蠟組織提取DNA采用的是北京基因公司的試劑盒(GT pureTMFFPE tissue DNA Extraction KIT NO. 56404),胃癌術(shù)后標本,每例標本連續(xù)切10~12片,每片厚5 μm,胃鏡標本每例連續(xù)切18~20片,切片厚度為4 μm,放入1.5 mL離心管中,然后按試劑盒操作提取DNA。
1.4 PCR反應(yīng)
胃癌術(shù)后標本隨機選取一對基因進行PCR擴增,上游引物5 CAA GCA GTC ATC CTT CTC TC 3; 下游引物5GCA CTT AGG GAT CCC AT GAA 3; 擴增條件94℃ 7min,94℃ 30s,54℃ 20s,72℃ 30s,72℃ 10min,40個循環(huán),4℃保存。
胃鏡標本對H.pylori的cagA基因進行巢式PCR擴增。引物序列為cagA 1F 5 CGT TGA TAA CGA TAG GGA TAA C 3;cagA1R 5 GAT CCC CAA ATT TCT GAA AGC TCT T 3;cagA 2F 5 CGA TAG GGA TAA CAG GCA AGC TT 3;cagA1R 5 CTG AAA GCT CTT TGT GGA AGA TTC3兩次PCR反應(yīng)體系均為20 μL,其中含模板DNA 2 μL、10×PCR buffer 2.5 μL、dNTP 2 μL、引物1.25 μL、taq酶0.2 μL,去離子水補足到20 μL。第二次PCR中DNA模版為第一次PCR產(chǎn)物,PCR反應(yīng)條件為:95℃ 5 min,95℃ 1 min,54℃ 1 min,72℃ 1 min,72℃ 5 min, 兩次PCR各進行30個循環(huán)。
1.5 統(tǒng)計學(xué)方法
采用SPSS16.0統(tǒng)計學(xué)軟件進行數(shù)據(jù)分析,計數(shù)資料組間比較進行χ2檢驗,P<0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。
2 結(jié)果
2.1 H.pylori判定
分別進行HE染色、亞甲藍染色、吉姆薩染色,三者之一陽性,即為陽性,見封三圖10、11、12。
2.2 胃鏡標本和大體標本菌體
DNA提取的比較(χ2=0.449,P=0.45>0.05),所以大體和胃鏡標本DNA提取陽性率之間無顯著性差異。見表1。
2.3 菌體DNA的檢測
擴增產(chǎn)物以2%瓊脂糖凝膠電泳檢測,F(xiàn)lourChem FC2紫外凝膠成像系統(tǒng)觀察結(jié)果(封三圖13)。胃鏡206例標本中有194例檢測出cagA條帶,檢出率為89.81%。大體263例標本中有231例檢測出隨意選取基因條帶,檢出率為87.83% 。
3 討論
每年約有900萬的胃癌新發(fā)病例,其中75%是與幽門螺桿菌(H.pylori)的感染密切相關(guān)的[4]。相關(guān)領(lǐng)域?qū)<覍.pylori致病性特別是菌體 DNA的特性進行了廣泛而深入的研究[5-7]。在對菌體DNA研究時,多采用活檢胃黏膜體外菌培養(yǎng)的方法,雖然菌培養(yǎng)可以獲得高濃度和純度的菌體DNA,但菌培養(yǎng)是人為制造的體外環(huán)境,所以并不能完全反映H.pylori在人體內(nèi)微環(huán)境的變化。那么有沒有更好的方法能替代菌培養(yǎng)呢?人們試想從甲醛固定-石蠟包埋(FFPE)組織中提取菌體DNA,臨床上對于石蠟包埋組織的制備多在取得新鮮組織1周內(nèi)完成,這不但可以較好地表達H.pylori在人體內(nèi)微環(huán)境中的生長和繁殖情況,并且可以解決在短時間內(nèi)收集到大量新鮮標本的難題。但由于石蠟包埋胃鏡組織中菌體量極少,國內(nèi)尚無人嘗試。我們借鑒了大量在FFPE組織中提取人體基因組DNA的經(jīng)驗[8-10],并且采用巢式PCR的方法成功地提取到菌體DNA。結(jié)果顯示應(yīng)用FFPE從組織中提取菌體cagA的DNA陽性率為89.81%,這與國內(nèi)宮月華[11]在體外培養(yǎng)中選取菌株cagA基因檢測的陽性率94.4%(101/107)的結(jié)果是相似的。在我們前期的實驗研究中,對263例福爾馬林固定的大材標本進行DNA提取,其中有231例提取得到DNA,陽性率87.83%,低于此次的石蠟包埋標本提取DNA的陽性率,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義。充分說明從FFPE組織中提取菌體DNA的方法是可行的,可替代體外菌培養(yǎng)。
從FFPE組織中提取菌體DNA有助于追蹤長時間的腫瘤分子標志的改變,利于回顧性研究[12]。但我們對菌體DNA提取的陽性率并不是100%的,盡管在提取菌體DNA之前我們對H.pylori進行了特染,選擇了H.pylori陽性的標本??紤]的主要原因為經(jīng)過石蠟包埋容易造成DNA不可逆降解、堿基與組蛋白交聯(lián)以及苯、寡聚核苷酸片段等一些PCR抑制劑的存在,這使PCR擴增成為難題[13-15]。在應(yīng)用傳統(tǒng)PCR方法無法從FFPE組織中擴增出清晰的電泳條帶時,我們選擇兩對嵌套的引物,即應(yīng)用巢式PCR后,獲得了清晰條帶,增加了可重復(fù)性,提高了特異性。另外,我們還發(fā)現(xiàn)其他一些策略可提高DNA產(chǎn)量:①在熔蠟的次數(shù)選擇兩次效果最好,次數(shù)過少蠟不能被完全溶解掉,次數(shù)過多易造成DNA的損失,而且第一次根據(jù)包埋組織石蠟的熔點的溫度不同,選擇65℃水浴融蠟2 h比較徹底。②在傾倒離心后的上清液時力度一定要溫和,因為組織很輕,力度大易造成菌體DNA的流失。③切片的厚度在4~6 μm較適宜,過厚不利于蛋白酶消化,影響DNA產(chǎn)量,過薄易造成人為DNA損傷。我們認為由于切片的大小不同,以切片的重量計算更加準確,每次抽提25~35 mg切片較適宜,既能充分消化又能提高DNA的產(chǎn)量。盡管我們在石蠟包埋組織中提取菌體DNA取得了一些成效,但是也存在著問題。如果選擇H.pylori通用引物可能陽性率會更高些。另外,如何控制菌體過少時的離心時間和轉(zhuǎn)速,避免菌體微滴流失,也尚需解決,下一步我們將擴大樣本例數(shù)進一步改進方法,總結(jié)經(jīng)驗,以提高菌體DNA的陽性率。
[參考文獻]
[1] Scholte GH,van Doorn LJ,Quint WG,et al. Polymerase chain reaction for the detection of Helicobacterpylori in formaldehyde-sublimate fixed,paraffin-embedded gastric biopsies[J]. Diagn Mol Pathol,1997,6(4):238-243.
[2] Schmitt BH,Regner M,Mangold KA. PCR detection of clarithromycin-susceptible and -resistant Helicobacter pylori from formalin-fixed,paraffin-embedded gastric biopsies[J]. Mod Pathol,2013,26(9):1222-1227.
[3] Rabelo-Goncalves E,Roesler B,Guardia AC,et al. Evaluation of five DNA extraction methods for detection of H. pylori in formalin-fixed paraffin-embedded(FFPE) liver tissue from patients with hepatocellular carcinoma[J]. Pathol Res Pract,2014,210(3):142-146.
[4] Ameer A,Memon,Nawfal R,et al. Vacuolating cytotoxin genotypes are strong markers of gastric cancer and duodenal ulcer-associated helicobacter pylori strains:A matched case-control study[J]. J Clin Microbiol,2014,52(8):2984-2989.
[5] Heydt C,F(xiàn)assunke J,Künstlinger H,et al. Comparison of pre-analytical FFPE sample preparation methods and their impact on massively parallel sequencing in routine diagnostics[J]. J Clin Microbiol,2014,9(8):23-29.
[6] Mitui M,Datel A,Leos NK,et al. Novel Helicobacter pylorisequencingtest indentifies high rate of clarithromycin resistance[J]. J Pediatr Gastroenterol Nutr,2014,59(1):6-9.
[7] Shah RH,Scott SN,Brannon AR,et al. Comparison of five protocols to extract DNA from paraffin-embedded tissues for the detection of human papillomavirus[J]. J Pathol Res Pract,2015,211(2):150-155.
[8] F Byeong,Hwa Yun,Lihua Yao,et al. Ormalin-fixed paraffin-embedded tissue as a source for quantitation of carcinogen DNA adducts:Aristolochic acid as a prototype carcinogen[J]. Carcinogenesis,2014,35(9):2055-2061.
[9] Anthony N Snow,Aaron A Stence,Jonathan A Pruessner,et al. A simple and cost-effective method of DNA extraction from small formalin-fixed paraffinembedded tissue for molecular oncologic testing[J]. Carcinogenesis Clinical Pa-thology,2014,30(14):1-10.
[10] Gailey MP,Stence AA,Jensen CS,et al. Multiplatform comparison of molecular oncology tests performed on cytology specimens and formalin-fixed,paraffin-embedded tissue[J]. Cancer Cytopathol,2011,123(1):30-39.
[11] 宮月華,柳云恩,孫麗萍. 中國遼寧地區(qū)人群幽門螺桿菌感染菌株與相關(guān)性胃疾病的關(guān)系[J]. 世界華人消化雜志,2007,15(33):3462-3467.
[12] Kerick M,Isau M,Timmermann B,et al. Targeted high throughput sequencing in clinical cancer settings:Formaldehyde fixed-paraffin embedded(FFPE) tumor tissues,input amount and tumor heterogeneity[J]. BMC Med Genomics,2011,68(4):1775-1779.
[13] Bonin S,Hlubek F,Benhattar J,et al. Multicentre validation study of nucleic acids extraction from FFPE tissues[J].Virchows Arch,2010,457(3):309-317.
[14] Hu YC,Zhang Q,Huang YH,et al. Comparison of two methods to extract DNA from formalin-fixed,paraffin-embedded tissues and their impact on EGFR mutation detection in non-small cell lung carcinoma[J]. Asian Pac J Cancer Prev,2014,15(6):2733-2737.
[15] Huijsmans1 CJ,Damen J,van der Linden JC,et al. Comparative analysis of four methods to extract DNA from paraffin-embedded tissues:Effect on downstream molecular applications[J]. BMC Research Notes,2010,239(3):1756-1761.
(收稿日期:2015-12-21)