熒光定量PCR對照詳解
前言
吾日三省吾身，定量實(shí)驗(yàn)做對照了嗎？
在熒光定量PCR實(shí)驗(yàn)中遇到?jīng)]有曲線、曲線異常等情況，我們總是會(huì)在第一時(shí)間去看陽性對照和陰性對照的擴(kuò)增情況來分析原因。由此可見，實(shí)驗(yàn)中做對照的重要性不言而喻。
在熒光定量PCR實(shí)驗(yàn)中，我們通常會(huì)按照如下的流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：樣品采集，運(yùn)輸，樣品處理，核酸提取，反轉(zhuǎn)錄（RNA 病毒），擴(kuò)增 ，結(jié)果讀取。為了提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精準(zhǔn)度，我們通常會(huì)通過設(shè)置對照的方式對檢測的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控。
陰性對照
熒光定量PCR的靈敏度較高，對實(shí)驗(yàn)室的污染也非常敏感，陰性對照可以用來監(jiān)控和發(fā)現(xiàn)污染的發(fā)生。常用的陰性對照包括以下幾種：
無模板對照（No Template Control, NTC）
使用水代替熒光定量 PCR反應(yīng)中的核酸，其它試劑按比例正常加入，用于監(jiān)控?cái)U(kuò)增反應(yīng)體系中的污染。正常情況下，NTC孔不會(huì)有擴(kuò)增；當(dāng)NTC出現(xiàn)擴(kuò)增，則預(yù)示體系中有污染。在SYBR Green實(shí)驗(yàn)中，引物二聚體的形成也可能導(dǎo)致NTC出現(xiàn)擴(kuò)增。
陰性樣本對照（Negative Sample Control）
陰性樣本對照指不含有目的基因或者靶序列的樣本，也可以是樣本保存液。和含有目的基因的樣本一起進(jìn)行核酸提取等過程。如果出現(xiàn)擴(kuò)增，則說明實(shí)驗(yàn)過程中存在污染，結(jié)合NTC結(jié)果進(jìn)行判斷。
無逆轉(zhuǎn)錄酶對照（No Reverse-Transcriptase Control, No RT）
當(dāng)進(jìn)行RNA定量實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果引物和探針設(shè)計(jì)在同一個(gè)外顯子上，擴(kuò)增有可能來源于未去除干凈的DNA，此時(shí)可以設(shè)置無逆轉(zhuǎn)錄酶對照。無逆轉(zhuǎn)錄酶對照中不加逆轉(zhuǎn)錄酶。由于沒有cDNA，DNA聚合酶無法擴(kuò)增mRNA，則不應(yīng)發(fā)生擴(kuò)增。如果檢測到擴(kuò)增，則樣本中可能含有未去除干凈的DNA。
陽性對照
陽性對照必然是陽性的結(jié)果，用于排除假陰性。如果檢測出來了這個(gè)樣本不是陽性，則說明實(shí)驗(yàn)有問題，不可靠。
陽性樣本對照（Positive Sample Control）
陽性內(nèi)對照雖然可以在一定程度上反應(yīng)核酸提取效率，但是卻很難反饋提取流程中對核酸釋放的效率。為了能更好的反映提取效率，可以選擇已知陽性的樣本或者保存在相似基質(zhì)中已知濃度的病原體，作為單獨(dú)的樣本進(jìn)行提取和后續(xù)的RT-PCR，通過Ct值評斷實(shí)驗(yàn)流程。
內(nèi)參基因（Endogenous Control）
內(nèi)參基因可以用于反應(yīng)樣本本身的質(zhì)量，比如拭子是否刮取到樣本、RNA在運(yùn)輸和保存過程中是否有嚴(yán)重的降解等問題。內(nèi)參基因一般選擇在取樣組織或細(xì)胞中均有足量表達(dá)的基因，且其表達(dá)量不受環(huán)境、實(shí)驗(yàn)處理?xiàng)l件和取樣時(shí)間等因素影響，常用內(nèi)參基因如表1所示。沒有某個(gè)內(nèi)參基因是萬能的，內(nèi)參基因需要根據(jù)樣本類型和實(shí)驗(yàn)處理方式進(jìn)行評估和選擇。實(shí)驗(yàn)中通過內(nèi)參基因的Ct值來判斷取樣和樣本降解情況。在相對定量實(shí)驗(yàn)中，內(nèi)參基因亦可用于對取樣量進(jìn)行均一化。
▲ 表1: 已報(bào)道的部分物種qPCR內(nèi)參基因
擴(kuò)增對照（Amplification Control）
可使用含有擴(kuò)增片段的質(zhì)粒、假病毒或者基因組DNA/cDNA作為擴(kuò)增陽性對照，監(jiān)控?zé)晒舛縋CR的體系是否正常。當(dāng)擴(kuò)增對照沒有擴(kuò)增，或者Ct值大于預(yù)期，則說明定量PCR體系存在問題。
內(nèi)部陽性對照（Internal Positive Control, IPC）
如果想監(jiān)控每一份樣本的整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，可以在提取之前在每個(gè)樣本中加入一段外源DNA或RNA（不含目的片段），并在定量PCR時(shí)進(jìn)行單管多重PCR，同時(shí)檢測目的基因和這段序列。在每個(gè)樣本中加入特定拷貝數(shù)的IPC，進(jìn)而從該段序列的Ct值判斷對應(yīng)樣品孔中的核酸富集和擴(kuò)增效率。
