CN100363504C - 同步检测沙眼衣原体和细小脲原体的荧光定量pcr试剂盒 - Google Patents
同步检测沙眼衣原体和细小脲原体的荧光定量pcr试剂盒 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种快速同步检测沙眼衣原体和细小脲原体荧光定量PCR试剂盒，涉及一种性传播疾病病原体基因检测技术，适用于沙眼衣原体和细小脲原体快速同步定性定量检测。本发明由DNA裂解液、荧光定量PCR反应液、标准阳性模板pU-UP、标准阳性模板pU-CT、阴性质控标准品组成；荧光定量PCR反应液含有沙眼衣原体特异性引物对和荧光探针，以及细小脲原体特异性引物对和荧光探针。本发明特异性好，灵敏度高，定量精确，快速简便，可重复性高，可同步检测沙眼衣原体和细小脲原体，并可替代传统的培养法和ELISA(酶联免疫吸附试验)诊断方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种性传播疾病病原体基因检测技术，尤其涉及一种同步检测沙眼衣原体和细小脲原体荧光定量PCR(聚合酶链式反应)试剂盒，适用于沙眼衣原体和细小脲原体同步定性定量检测。
背景技术
沙眼衣原体(Chlamydia trachomatis，CT)和细小脲原体(Ureaplasmaparvum，UP)是非淋菌性尿道炎(或宫颈炎)的主要病原体，是引起自然流产的主要病原微生物，由这两种病原体感染并发的前列腺炎及不孕不育症也日益增多。解脲脲原体分为两个生物群和14个血清型。这两个生物群可从表型和遗传上进行鉴定。但越来越多的证据表明它可分为两个种，即Ureaplasma parvum(命名为细小脲原体，以前的生物群1，包括血清型1，3，6，14)和Ureaplasmaurealyticum(以前的生物群2，包括血清型2，4，5，7～13，保留原来的名称解脲脲原体)。在人类泌尿生殖道定殖或引起感染的绝大部分为生物群1-细小脲原体。
近年来各种报道显示，淋菌性尿道炎发病率下降，而非淋菌性尿道炎却不断上升，居性传播疾病的首位。非淋菌性尿道炎可有症状或无症状，亚临床感染可持续存在多年。无论有症状还是无症状，其后果同样严重：除尿道炎、眼结膜炎外，可引起其他生殖器官炎症，如附睾炎、前列腺炎、输精管炎、宫颈炎、阴道炎、输卵管炎及盆腔炎等，最后导致不育症和异位妊娠，也可感染婴儿引起结膜炎和肺炎。男性同性恋者，可患直肠炎及咽炎。非淋菌性尿道炎常与淋病同时感染。前者先出现淋病症状，经抗淋病治疗后，淋球菌被青霉素杀死，而衣原体、支原体依然存在。在感染1-3周后发病。临床上很易被误认为淋病未治愈或复发。由此可见，非淋菌性尿道炎给人们的身心健康造成了极大的伤害，必须找到正确有效的诊断方法。
近年来发展起来的荧光定量PCR(Fluorescence Quantitative PCR，FQ-PCR)技术以其灵敏度高、速度快、特异性强等优点在基因表达水平分析(Nellemann C，Vinggaard AM，Dalgaard M，et al.Quantification of Antiandrogen EffectDetermined by LightCycler Technology[J].Toxicology，2001，163：29-38)、病原体的定性(McGoldrick A，Lowings JP，Ibata G，et al.A Novel Approachto the Detection of Classical Swine Fever Virus by RT-PCR with aFluorogenic Probe(TaqMan)[J].J.Virol.Methods，1998，72：125-135.；Bhudevi B，Weinstock D.Fluorogenic RT-PCR assay(TaqMan)for Detectionand Classification of Bovine Viral Diarrhea Virus[J].Vet.Microbiol.，2001，83：1-10.)和定量检测(Desire N，Dehee A，Schneider V，et al.Quantification of Human Immunodeficiency Virus Type 1 Proviral Load bya TaqMan Real-Time PCR Assay[J].J.Clin.Microbiol，2001，39：1303-1310.；Martell M，Gomez J，Esteban JI，et al.High-ThroughputReal-Time Reverse Transcription-PCR Quantitation of Hepatitis C Virus RNA[J].J.Clin.Microbiol，1999，37：327-332.；Kearns AM，Turner AJL，Eltringham GJA，et al.Rapid Detection and Quantification of CMV DNA inUrine using Lightcycler-based Real-time PCR[J]. J. Clin. Virol，2002，24：131-134；Florence KP，Glaucia PB，Mireille S，et al.Quantitationof HCV RNA using real-time PCR and fluorimetry[J].J.Virol.Methods，2001，95：111-119.)等方面得到广泛应用，并且已经成为当前病毒核酸定量的主要方法，国内目前已有关于丙肝、乙肝、支原体、艾滋病、结核定量检测的试剂盒上市。
临床检测上传统的培养法和血清学方法具有灵敏度低、特异性差、假阳性、耗时费力等缺点；常规PCR法虽然有简便、快速、灵敏的优势，但是有不能精确定量和PCR后处理产生污染导致的假阳性等问题；因此焏待开发精确、灵敏、快速、无污染的临床检验方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种同步检测沙眼衣原体和细小脲原体的荧光定量PCR试剂盒。
本发明采用以下技术方案：
一、PCR试剂盒
该试剂盒包括：a)DNA裂解液，b)荧光定量PCR反应液，c)UP标准阳性模板pU-UP，d)CT标准阳性模板pU-CT，e)阴性质控标准品；
荧光定量PCR反应液含有沙眼衣原体特异性引物对和荧光探针，以及细小脲原体特异性引物对和荧光探针；
细小脲原体(UP)：
正向引物为5′-cattgatgttgcacaaggagaaa-3′；
反向引物为5′-ttagcaccaacataaggagctaaatc-3′；
荧光探针序列为5′-ttgaccacccttacgag-3′；
荧光探针5′端标记报告荧光基团HEX，3′端标记不发光的淬灭基团标记，并连接小型凹槽结合物-MGB基团(TaqMan MGB探针)，可以大大提高探针的退火温度(Tm值)，标准阳性模板pU-UP是含有细小脲原体高度保守基因-脲酶基因的111个碱基对的核苷酸片段构成的pUCm-T载体，该载体可在大肠杆菌DH5α中增殖。
沙眼衣原体(CT)
正向引物为5′-ttcagttgggccagatcatg-3′；
反向引物为5′-ctcttcatcggtggctaatgtataaa-3′；
荧光探针序列为5′-aggctcgtcctgactcatgcatttcg-3′；
荧光探针5′端标记FAM，3′端标记TAMRA基团，标准阳性模板pU-CT是含有沙眼衣原体高度保守基因trp基因73个碱基对的核苷酸片段构成的pUCm-T载体，该载体可在大肠杆菌DH5α中增殖。
具体地说：
a)DNA裂解液
DNA裂解液包含：50mmol/L NaOH，10mmol/L Tris-HCl，pH8.0，体积分数为1％Triton X-100，体积分数为1％NP-40，0.5mmol/L EDTA pH8.0。
b)荧光定量PCR反应液
荧光定量PCR反应液包含：PCR 10×buffer 3.0μl，10μmol/L UP正向引物和反向引物各1.0μl，10μmol/L CT正向引物和反向引物各0.7μl，UP 5μmol/L荧光探针1.0μl，CT5μmol/L荧光探针0.7μl，25mmol/L MgCl2 3μl，10mmol/LdNTPs 0.7μl，2.5U/μl HOTSTART Taq DNA聚合酶0.6μl，无菌双蒸水5.6μl，反应液总体积18μl。其中荧光探针为所示的核苷酸序列，UP荧光探针5′端标记HEX，3′端标记MGB，CT荧光探针5′端标记FAM，3′端标记TAMRA。
c)UP标准阳性模板pU-UP
UP标准阳性模板pU-UP是含有细小脲原体高度保守基因ureE基因111个核苷酸片段构成的pUCm-T重组质粒，该重组质粒转化大肠杆菌DH5α增殖后用碱裂解法提取，经DNA纯化试剂盒纯化，用分光光度计测A260定量并稀释至109拷贝/μl，-20℃保存。贮存浓度为109拷贝/μl，使用前进行10倍梯度的系列稀释。
d)CT标准阳性模板pU-CT
CT标准阳性模板pU-CT是含有沙眼衣原体trp基因73个核苷酸片段构成的pUCm-T重组质粒，该重组质粒转化大肠杆菌DH5α增殖后用碱裂解法提取，经DNA纯化试剂盒纯化，用分光光度计测A260定量并稀释至109拷贝/μl，-20℃保存。贮存浓度为109拷贝/μl，使用前进行10倍梯度的系列稀释。
e)阴性质控标准品
阴性质控标准品为无菌双蒸水。
本试剂盒的工作原理：
在本发明提供的同步快速定量检测沙眼衣原体和细小脲原体荧光定量PCR试剂盒中，有标记了荧光基团的特异性荧光探针，在探针完整时，两基团在空间结构上距离相互靠近，5′端报告基团产生的荧光因为荧光共振能量转移(FRET)而被3′端淬灭基团淬灭，故体系中没有荧光信号的变化。在PCR退火和延伸过程中，探针与模板特异性结合，随着引物的延伸，Taq DNA聚合酶利用其5′→3′外切活性对探针进行切割释放出报告基团，这样破坏了两基团之间的荧光共振能量转移(FRET)，报告基团所释放的荧光可以被内置在定量检测仪内的荧光计检测，荧光量的增加与PCR产物的积累量呈比例关系。对沙眼衣原体和细小脲原体的定量可通过与标准品的循环域值(Ct，Threshold Cycle)相比较得出。Ct值是PCR过程中，荧光量的积累超过基底荧光量的循环个数，Ct值与起始模数呈一定比例关系，Ct值越小，起始模板数越多，相反，Ct值越大，起始模板数越少。利用阳性梯度标准模板的Ct值制成标准曲线，再根据待测样品的Ct值可准确测出该样品的起始拷贝数。
在本发明提供的同步检测沙眼衣原体和细小脲原体荧光定量PCR试剂盒中，针对沙眼衣原体和细小脲原体检测中的特殊性，对不同的靶片段进行反应体系，如引物和探针浓度、Mg2+浓度、退火温度等的优化，并将FQ-PCR技术(荧光定量PCR技术)和定量检测系统相结合，将其用于沙眼衣原体和细小脲原体同步定量检测。通过优化方案，反复实验，建立了同步检测沙眼衣原体和细小脲原体荧光定量PCR方法，并研制出同步检测沙眼衣原体和细小脲原体荧光定量PCR试剂盒，该试剂盒的灵敏度可在每个反应体系中检出10拷贝，可以满足快速诊断沙眼衣原体和细小脲原体的要求。
二、本发明的使用方法包括下列步骤：
a)对贮存浓度为109拷贝/μl标准阳性模板pU-UP和pU-CT进行10倍的系列稀释，制备阳性标准品，用紫外分光光度计测定A260对标准品定量；
b)用DNA裂解液从待测标本中提取UP，CT DNA；
c)分别取b)步中的DNA和同样量的系列稀释的a)步中的两种阳性标准品加入到含HOTSTART Taq DNA聚合酶和荧光定量反应液的PCR反应体系中用荧光定量检测仪进行PCR检测；
d)通过比较待测样品和相应标准品的循环域值Ct值，对待测样品的起始拷贝数进行定量。
本发明与现有技术相比具有以下优点和效果：
1、特异性好，灵敏度高，定量准确；
2、检测速度快，仅1小时，加上样品DNA的提取制备，共仅需2小时；
3、使用步骤简单，可重复性高；
4、可同步检测沙眼衣原体和细小脲原体；
5、可同时进行高通量的样品检测。
本试剂盒可对沙眼衣原体和细小脲原体进行同步定量检测，并可替代一直沿用的传统的培养法和ELISA(酶联免疫吸附试验)诊断方法。
具体实施方式
下面结合具体实施实例，进一步阐述本发明。
应当理解，这些实施实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明要求保护的范围，下列实施例中未注明具体实验条件和方法，通常按照常规条件如：J.萨姆布鲁克等主编，科学出版社，1992，分子克隆实验指南(第二版)；D.L.斯佩克特等，科学出版社，2001，细胞实验指南；吕鸿声，科学出版社，1982，或接照制造厂商所建议的条件。
实施例1：试剂盒组成与配制
a、DNA提取试剂(裂解液)
为自己配制，裂解液：50mmol/L NaOH，10mmol/L Tris-HCl，pH8.0，体积分数为1％Triton X-100，体积分数为1％NP-40，0.5mmol/L EDTA pH8.0。
b、荧光PCR 10×Buffer组成：
500mM KCl、100mM Tris-HCl(PH9.0 25℃)、
1.0％Triton X-100；
c、荧光定量PCR反应液：PCR 10×buffer 3.0μl，10μmol/L UP正向引物和反向引物各1.0μl，10μmol/L CT正向引物和反向引物各0.7μl，UP 5μmol/L荧光探针1μl，CT5μmol/L荧光探针0.7μl，25mmol/L MgCl2 3μl，10mmol/LdNTPs 0.7μl，2.5U/μl HOTSTART Taq DNA聚合酶0.6μl，无菌双蒸水5.6μl组成。
d、标准阳性模板贮存液：浓度为109拷贝/μl标准阳性模板pU-UP，浓度为109拷贝/μl标准阳性模板pU-CT。
e、阴性质控标准品：为无菌双蒸水
实施实例2：使用试剂盒同步检测沙眼衣原体和细小脲原体
a、在标本试管中加入1ml无菌生理盐水，充分震荡摇匀，转至1.5ml离心管中，10000g离心5min，再重复洗涤1次。沉淀直接加50μl DNA提取液充分混匀，沸水浴10min，10000g离心5min，取上清液2μl做PCR反应。
b、将阳性标准模板(试剂d)系列稀释为108拷贝/μl、107拷贝/μl、106拷贝/μl、105拷贝/μl、104拷贝/μl、103拷贝/μl。
c、分别取荧光定量PCR反应液(试剂c)各18μl，取第a)步所得UPDNA和第b)步稀释的UP阳性标准模板各1μl，取第a)步所得CTDNA和第b)步稀释的CT阳性标准模板各1μl，并设阴性对照，分别加入不同的PCR反应管，在荧光定量检测仪上平行做PCR检测。循环条件为：95℃预变性400s；95℃ 10s，58℃ 40s，扩增40个循环。把荧光检测的程序设置在每个循环的第二步结束时进行，同步检测波长为556nm(UP-HEX)和510nm(CT-FAM)。
循环结束后，运用仪器自带软件，读取待检样品拷贝数。结果为：UP标准阳性模板108拷贝/μl、107拷贝/μl、106拷贝/μl、105拷贝/μl、104拷贝/μl、103拷贝/μl的Ct值分别为12.11，15.62，18.33，22.98，26.59，30.02；CT标准阳性模板108拷贝/μl、107拷贝/μl、106拷贝/μl、105拷贝/μl、104拷贝/μl、103拷贝/μl的Ct值分别为12.61，15.92，19.06，23.25，27.34，31.47；阴性对照为0；
反复重复试验3次，得到Ct值进行统计学分析P＞0.05，数据差异无显著意义，说明其不同批次之间的检测结果具有可比性，具有良好的重复性。
从上述实例可以说明，荧光定量PCR方法定量重复性好，定量准确，而且，荧光定量PCR检测试剂盒对样品的检测仅需2个小时就能完成，而传统的细胞培养法约需1周左右才能完成，并且传统方法对于这两种病原体的检测只能分开进行，往往周期长，成本高。因此，使用该试剂盒可以大大缩短检测时间。
该试剂盒的操作只需1人即可完成整个定量操作过程，一次可检测32-384个(由定量检测仪的型号决定)样品，这样也减少了人力资源的浪费。
序列表
<110>武汉大学
<120>一种快速同步检测沙眼衣原体和细小脲原体荧光定量PCR试剂盒
<140>200610018768.7
<141>2006-04-14
<160>2
<210>1
<211>111
<212>DNA
<213>细小脲原体(Ureaplasma parvum)
<400>
cattgatgtt gcacaaggag aaaaaattcc tcgtaagggt ggtcaaggra tgattaaatc 60
agayttattt attattaata aagttgattt agctccttat gttggtgcta a 111
r：g或者a；y：t或者c。
<210>2
<211>73
<212>DNA
<213>沙眼衣原体(Chlamydia trachomatis)
<400>
ttcagttggg ccagatcatg ccgaaatgca tgagtcagga cgagcctttt atacattagc 60
caccgatgaa gag 73
Claims (3)
1.一种同步检测沙眼衣原体和细小脲原体荧光定量PCR试剂盒，其特征在于：
由DNA裂解液、荧光定量PCR反应液、标准阳性模板pU-UP、标准阳性模板pU-CT、阴性质控标准品组成；荧光定量PCR反应液含有沙眼衣原体特异性引物对和荧光探针，以及细小脲原体特异性引物对和荧光探针；
①UP
正向引物为5＇cattgatgttgcacaaggagaaa-3′；
反向引物为5′-ttagcaccaacataaggagctaaatc-3′；
荧光探针序列为5′ttgaccacccttacgag-3′；
荧光探针5′端标记报告荧光基团HEX，3′端标记不发光的淬灭基团标记，并连接小型凹槽结合物-MGB基团，可以大大提高探针的退火温度，标准阳性模板pU-UP是含有细小脲原体高度保守基因-脲酶基因的111个碱基对的核苷酸片段构成的pUCm-T载体，该载体在大肠杆菌DH5α中增殖；
②CT
正向引物为5＇ttcagttgggccagatcatg-3′；
反向引物为5′-ctcttcatcggtggctaatgtataaa-3′；
荧光探针序列为5′-aggctcgtcctgactcatgcatttcg-3′；
荧光探针5′端标记FAM，3′端标记TAMRA基团，标准阳性模板pU-CT是含有沙眼衣原体高度保守基因trp基因73个碱基对的核苷酸片段构成的pUCm-T载体，该载体在大肠杆菌DH5α中增殖；
所述的PCR即聚合酶链式反应，所述的UP即细小脲原体，所述的CT即沙眼衣原体。
2.根据权利要求1所述的试剂盒，其特征是：
荧光定量PCR反应液是由PCR10×buffer，10μmol/L的UP正向引物和反向引物，10μmol/L的CT正向引物和反向引物，5μmol/L UP荧光探针，5μmol/LCT荧光探针，25mmol/LMgCl2，10mmol/L dNTPs和无菌双蒸水组成。
3.根据权利要求1所述的试剂盒，其特征是：
UP标准阳性模板pU-UP包含的ureE基因的核苷酸序列为cattgatgttgcacaaggagaaaaaattcctcgtaagggtggtcaaggratgattaaatcagayttatttattattaataaagttgatttagctccttatgttggtgctaa；
r：g或者a；y：t或者c。
CT标准阳性模板pU-CT包含的trp基因的核苷酸序列为ttcagttgggccagatcatgccgaaatgcatgagtcaggacgagccttttatacattagccaccgatgaagag。
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Denomination of invention: Fluorescence quantitative PCR kit for detecting eye chlamydia and Urealpasma parvum synchronistically Effective date of registration: 20110425 Granted publication date: 20080123 Pledgee: Bank of Hankou, Limited by Share Ltd, Optics Valley branch Pledgor: Wuhan Biotech Gene Engineering Co., Ltd. Registration number: 2011990000142 |
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Date of cancellation: 20120608 Granted publication date: 20080123 Pledgee: Bank of Hankou, Limited by Share Ltd, Optics Valley branch Pledgor: Wuhan Biotech Gene Engineering Co., Ltd. Registration number: 2011990000142 |
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Denomination of invention: Fluorescence quantitative PCR kit for detecting eye chlamydia and Urealpasma parvum synchronistically Effective date of registration: 20120608 Granted publication date: 20080123 Pledgee: Bank of Hankou Limited by Share Ltd Optics Valley branch Pledgor: Wuhan Biotech Gene Engineering Co., Ltd. Registration number: 2012990000286 |
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