115年:(醫檢)免疫病毒(1)

利用PCR定量巨細胞病毒 viral load 之檢驗中,不需要使用到下列何種材料?

Areverse transcriptase
BDNA polymerase
CdNTP
DHSV-1 specific primers

詳細解析

本題觀念:

利用 PCR 定量巨細胞病毒(cytomegalovirus, CMV) viral load 的核心原理。CMV 是 DNA 病毒,定量 PCR(即 qPCR 或 real-time PCR)直接以 DNA 為模板,故此題要從 PCR 反應所需試劑中找出「不需要」的成分。

選項分析

本題問「不需要使用到」的材料,即反向題:用 ✅ 標記「正確(有需要)」的陳述,❌ 標記「不需要(=答案候選)」的陳述。

(A) reverse transcriptase
Reverse transcriptase(逆轉錄酶)是 RNA→cDNA 的酵素,用於 RT-PCR(先逆轉錄再 PCR),目的是定量 RNA 病毒或 mRNA。CMV 是 DNA 病毒,定量 viral load 直接以 DNA 為模板,不需經過逆轉錄步驟,故不需要 reverse transcriptase。

(B) DNA polymerase
PCR 反應必須有 DNA polymerase(通常為 Taq 或 hot-start 聚合酶)來複製模板 DNA,這是 PCR 的核心成分,需要

(C) dNTP
dNTP(deoxynucleoside triphosphate)是合成新股 DNA 的原料,所有 PCR 反應均需 dATP、dTTP、dGTP、dCTP,需要

(D) HSV-1 specific primers
Primers(引子)的設計必須與目標病毒基因序列互補。定量 CMV viral load 時,使用的是 CMV-specific primers(如針對 CMV DNA polymerase UL54 基因區域的引子)。HSV-1 specific primers 是針對第一型單純疱疹病毒(herpes simplex virus type 1, HSV-1)設計的,對 CMV 基因序列不具互補性,不需要使用,亦不能用於偵測 CMV。

答案解析

本題 correct_optionA;D,表示考選部公告 A 和 D 均為正確答案(可得分):

  • 選項 A:CMV 屬於雙股 DNA 病毒(dsDNA virus),屬於疱疹病毒科(Herpesviridae)。定量 PCR 直接擴增 CMV 的 DNA 模板,流程為:DNA 萃取 → qPCR。整個流程不需要 reverse transcriptase,因為沒有 RNA 轉 DNA 的步驟。(若是 RNA 病毒如 HIV、HCV,才需先用 reverse transcriptase 進行 RT-PCR。)

  • 選項 D:PCR 具有極高的序列特異性(sequence specificity),primers 必須與目標序列精確互補才能進行擴增。CMV 定量 PCR 使用 CMV-specific primers(例如針對 CMV UL54 DNA polymerase 基因的 CPOL-F720 / CPOL-R780 等引子)。HSV-1 specific primers 的序列與 CMV 基因組序列不同,無法用於 CMV 的擴增偵測,且研究顯示 CMV 與 HSV PCR 引子之間無交叉反應(cross-reactivity)。

考選部修正答案為 A;D,表示 A 和 D 均為此題的正確答案。

核心知識點

  1. CMV 分類:CMV 是 dsDNA 病毒(疱疹病毒科β亞科),複製以 DNA 為中心,定量偵測 viral load 使用 DNA-based qPCR,不需逆轉錄步驟。
  2. PCR 必要試劑:DNA polymerase、dNTP(4種)、specific primers(與目標配對)、buffer、Mg2+\text{Mg}^{2+}
  3. RT-PCR vs. qPCR 差異:RT-PCR 適用於 RNA 病毒(如 HIV、HCV、流感病毒)或偵測 mRNA 表現量,多了 reverse transcriptase 步驟;CMV viral load 定量使用直接 qPCR(real-time PCR),無需 reverse transcriptase。
  4. 引子特異性:PCR 引子對序列高度特異,HSV-1 引子 ≠ CMV 引子,不可混用;研究顯示兩者之間無交叉反應。

臨床重要性

CMV viral load 定量(以 EDTA 抗凝全血或血漿為樣本)是器官移植受者、HIV/AIDS 患者免疫監測的重要指標。WHO 國際標準化(IU/mL)有助於不同實驗室結果的比較,指引先制性治療(preemptive therapy)決策(如 ganciclovir 或 valganciclovir)。

參考資料

  1. Detection of Human Cytomegalovirus DNA by Real-Time Quantitative PCR - PMC
  2. Quantification of Human Cytomegalovirus DNA by Real-Time PCR - ASM Journals
  3. CMVQN - Overview: CMV DNA Detection and Quantification by Real-Time PCR - Mayo Clinic Labs
  4. Interpreting Quantitative CMV DNA Testing - PMC