CN102952893A - GeXP多重基因表达遗传分析系统在9种脑炎相关病毒检测中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生物技术应用领域,涉及各级疾病预防控制机构、哨点医院等用于病毒性脑炎病患标本的9种脑炎病毒(包括版纳病毒,G I乙脑病毒、GIII乙脑病毒,蜱传脑炎病毒,Tahyna,辽宁病毒,科萨努尔森林热病毒,辛德毕斯病毒及云南环状病毒)感染的同时检测和分型。具体在NCBI下载9种脑炎相关病毒代表株的核苷酸序列,通过查阅文献和多序列比对,确定病原体相对保守区,设计多重特异性引物。进行单管多重(13重)PCR检测9种脑炎病毒保守区,整个反应不到2个小时。本专利既克服了常规单管多重荧光定性PCR检测不能分型的缺点,也克服了常规芯片检测方法的操作繁琐,时间较长,成本较高等缺点,为脑炎病毒分型技术提供了新的思路,其高特异性、高灵敏度、快速的特点为脑炎病毒的快速准确筛查和分型提供了有力的技术支撑,对研究我国脑炎症候群患者感染病原谱和分子流行病学调查有重要意义。
Description
发明领域
本发明属于生物技术应用领域,涉及各级疾病预防控制机构,哨点医院等用于脑炎相关疾病患者血液及脑脊液标本的9种脑炎相关病毒(包括版纳病毒,GI乙脑病毒、GIII乙脑病毒,蜱传脑炎病毒,Tahyna病毒,辽宁病毒,科萨努尔森林热病毒,辛德毕斯病毒,及云南环状病毒)感染的同时检测和分型。具体在NCBI下载9种脑炎病毒代表株的核苷酸序列,通过查阅文献和多序列比对,确定病原体相对保守区,设计多重特异性引物。进行单管多重(13重)PCR检测9种脑炎病毒保守区,整个反应不到2个小时。本专利克服了病毒培养法、直接荧光抗体法、芯片检测方法的操作繁琐,时间较长,成本较高等缺点,为脑炎病毒分型技术提供了新的思路,其高特异性、高灵敏度、快速的特点为脑炎相关病毒的快速准确筛查和分型提供了有力的技术支撑,对研究我国脑炎症候群的病原谱和分子流行病学调查有重要意义。
发明背景
病毒性脑炎(virus encephalitis)是指由各种病毒感染所引起的脑实质炎症。其主要临床表现为:发热、头痛、意识障碍、抽搐和脑膜刺激症状等。目前报道全世界约有100余种病毒可以引起中枢神经系统感染。其中虫媒病毒包括乙型脑炎病毒(JEV)、蜱传脑炎病毒(TBEV)及科萨努尔森林热病毒(KFDV)、西尼罗病毒(WNV)等;非虫媒病毒包括单纯疱疹病毒1型(HSV1)和2型(HSV2)、肠道病毒的柯萨奇病毒(COXV)、肠道病毒71型(EV-71)、风疹病毒,和其它病毒如朊病毒、登革热病毒等。
目前病毒性脑炎的实验室诊断主要依靠病毒分离培养、血清学检测和分子生物学方法。病毒分离培养是诊断病毒性脑炎的金标准,但由于脑组织标本难收集,脑脊液中病毒含量低,因此阳性率很低,且耗时耗力。应用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测病毒特异抗体是目前较常用的方法,其操作简单,敏感性和特异性高,但由于缺乏理想的诊断试剂因此只能对十余种病毒性脑炎做出实验室诊断。近几年,以PCR技术为基础的各种分子生物学诊断方法得到广泛应用和发展,其中包括SYBR Green I实时PCR及TaqMan PCR等,但基本都是用于单种病毒检测(如乙型脑炎病毒)而难以对未知病原感染病例做出准确诊断。本研究基于GeXP多基因遗传表达分析系统及多重逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)建立了一种多重检测方法,同时检测国内常见能引起病毒性脑炎的九种虫媒病毒:版纳病毒,GI乙脑病毒、GIII乙脑病毒,蜱传脑炎病毒,Tahyna病毒,辽宁病毒,科萨努尔森林热病毒,辛德毕斯病毒,及云南环状病毒。
发明内容
1.在NCBI(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/nucleotide/)下载上述9种脑炎相关病毒代表株的核苷酸序列,通过查阅文献和多序列比对,确定病原体相对保守区,输入GeXP eXpress Profiler软件设计多重特异性引物(Specific-Primer,SP-Primer)。将设计的引物通过NCBI Primer-Blast,Primer Premier5.0分析评价,使各引物具有相对一致的Tm值。在全部正向引物和反向引物的5’端分别加入一段非同源性序列作为通用引物(Tag),构成特异性嵌合引物。上游通用引物标签的5’端标记荧光染料Cy5(Cy5-Tag-F)。在整个引物体系中加入一对扩增人类RNase P基因的引物Rnasep(F/R),以检验人源样品质量。引物信息见表1。
2.建立了如下的检测过程,详见如下:
(1)合成引物:引物均由上海Invitrogen公司合成,除Cy5-Tag-F采用HPLC纯化外,其余引物均PAGE纯化。
(2)使用QIAamp Viral RNAMini Kit提取病毒RNA,洗脱体积为30μl,分装置于-80℃保存。
(3)建立同时检测9种脑炎相关病毒的多重RT-PCR反应体系,并对其特异性和灵敏度进行验证。
(4)用该13重RT-PCR检验临床标本,对体系进行验证评估。
表1GeXP 13重RT-PCR检测9种脑炎相关病毒引物信息表
兼并碱基代码:M=A/C R=A/G W=A/T S=G/C Y=C/T K=G/T V=A/G/C H=A/C/T D=A/G/T B=G/C/T
注:下划线表示的是上、下游通用引物序列(tag F、tag R)
具体实施方式
实施方案1:单重RT-PCR验证引物
分别用多株已知病毒核酸的单一感染阳性标本作为模板,阴性样品为阴性对照,重蒸水作为空白对照,进行单引物PCR反应。采用Qiagen公司One-step RT-PCR试剂盒。25μl PCR反应体系:5*buffer 5ul,dNTPMix 1ul,enzyme mix 1ul,上、下游嵌合引物(1μmol/L)各1.25μl,上、下游通用引物各(10μmol/L)各1.25μl,模板RNA 2μl,RNase抑制剂0.1ul,去RNase水补足至25μl。反应条件为:逆转录50℃30min;预变性95℃15min;特异性引物扩增95℃30s、55℃30s、72℃30s,10个循环;嵌合引物扩增95℃30s、68℃30s、72℃30s,10个循环;通用引物扩增95℃30s、53℃30s、72℃30s,20个循环。取2ul PCR产物进行GeXP system分析,确定各型特异引物扩增片段的实际检测大小。
实施方案2:多重反应体系特异性验证
配制多重混合引物(Mix-Primer)工作液,使RT-PCR体系中各SP-Primer终浓度为50nmol/L,其余成分与引物验证的相同。以多株已知病毒核酸的单一阳性标本作为模板,进行多引物PCR反应。
实施方案3:多重检测体系单模板灵敏度试验
以不含tag的特异性引物扩增靶核酸区域,PCR产物连接至pGEM-T载体进行单克隆,提取克隆质粒,Spe I酶切使之线性化,使用RiboMAX Large Scale RNA Production System-T7试剂盒进行体外转录,RNeasy MinElute Cleanup Kit对体外转录的RNA片段纯化,利用NanoDrop ND-1000紫外分光光度计定量,根据分子量和核酸浓度计算RNA的拷贝数。体外转录RNA梯度稀释至106、105、104、102、101copies/μL,各取1μl作为模板,检测多重体系的灵敏度。非同日三次平行实验。
实施方案4:多重检测体系多模板灵敏度试验
根据多引物单模板灵敏度实验结果及扩增片段长度调整各对引物浓度,确定PCR体系中各对引物最佳引物浓度:嵌合引物浓度均为50nmol/L,通用引物(Cy5-Tag-F和Tag-R)各500nmol/L。将13种体外转录RNA等拷贝混合,并梯度稀释至105、104、103、102、101copies/μL,其余反应成分和反应程序不变,非同日三次重复。
实施方案5:临床标本检测验证体系
中国CDC脑炎室提供33份标本验证体系。标本均为蚊子碾磨液。提取病毒RNA进行单管13重RT-PCR,GeXP毛细管电泳检测。以病毒分离或测序结果作为金标准,验证体系。
Claims (5)
1.一种单管13重PCR同时检测9种脑炎相关病毒,包括:用于检测脑炎相关病毒版纳病毒,G I乙脑病毒、GIII乙脑病毒,蜱传脑炎病毒,Tahyna,辽宁病毒,科萨努尔森林热病毒,辛德毕斯病毒及云南环状病毒的型特异性引物。
2.权力要求1所述的13重PCR技术的引物和通用引物包括核酸序列表所列的基因序列及其每种序列的互补序列或变体。
3.权力要求1所述的13重PCR检测技术包括脑炎相关病毒版纳病毒,G I乙脑病毒、GIII乙脑病毒,蜱传脑炎病毒,Tahyna,辽宁病毒,科萨努尔森林热病毒,辛德毕斯病毒及云南环状病毒。
4.权力要求1所述的本发明的应用范围包括各级疾病预防控制机构,哨点医院用于脑炎相关病毒版纳病毒,G I乙脑病毒、GIII乙脑病毒,蜱传脑炎病毒,Tahyna,辽宁病毒,科萨努尔森林热病毒,辛德毕斯病毒及云南环状病毒同时检测。
5.权力要求1所述的同时检测脑炎相关病毒版纳病毒,G I乙脑病毒、GIII乙脑病毒,蜱传脑炎病毒,Tahyna,辽宁病毒,科萨努尔森林热病毒,辛德毕斯病毒及云南环状病毒的多重PCR技术的反应程序和检测程序。
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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Application publication date: 20130306 |