CN103270170A - Hla-dqb1基因分型的方法及其相关引物 - Google Patents

Hla-dqb1基因分型的方法及其相关引物 Download PDF

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Abstract

提供了用于扩增HLA-DQB1基因的2和/或3号外显子的方法以及所述方法中使用的特异性引物对。还提供了HLA-DQB1基因分型的方法以及所述方法中使用的扩增引物对。

Description

HLA-DQB1基因分型的方法及其相关引物 技术领域 本发明涉及分子生物学领域, 具体而言, 本发明涉及用于 HLA-DQB1基因分型的方法, 以及所述方法中使用的特异性引物。 背景技术 人类白细胞抗原, 即 HLA(human leukocyte antigen, HLA), 是 迄今为止发现的多态性最高的基因系统之一, 它是调控人体特异性 免疫应答和决定疾病易感性个体差异的主要基因系统, 与同种异体 器官移植的排斥反应密切相关。 根据 HLA基因结构和分布的特点, 分为 HLA- I、 HLA- Π和 HLA-m等三类分子, 其中 HLA- I类分子 和 HLA- Π类分子功能主要与免疫排斥相关, HLA-m类分子功能主 要与免疫相关的部分补体系统以及炎症相关因子等的合成相关。 研 究发现, 移植时, 供受双方的 HLA相关基因匹配程度越高, 分辨率 越高, 移植物的存活时间越长。
HLA-DQB1属于 HLA- Π类分子, 其基因长度 6800bp左右, 由 5个内含子和 6个外显子组成。 1996年, 就发现供受双方的
HLA-DQB1基因型别相配与否对移植物的成活率有影响, 近年来, 研究发现 DQB1位点与扩张性心肌症, 病毒性乙型肝炎, 糖尿病, 银屑病等多种疾病的罹患率及预后相关。
目前国际标准的 HLA分型技术包括 PCR-SSP (序列特异引物聚 合酶链式反应), PCR-SSO (聚合酶链式反应寡核苷酸探针杂交)和 PCR-SBT (聚合酶链式反应产物直接测序分型)。
HLA-SSP的原理是设计出一整套等位基因组特异性引物, 借助 PCR技术获得 HLA型别特异的扩增产物, 通过电泳分析决定 HLA 型别。 HLA-SSO的原理是设计 HLA型别特异的寡核苷酸序列作为 探针, 把 PCR产物标记, 以 PCR产物 (待检测基因 DNA ) 与探针 杂交。通过检测荧光信号判断 HLA型别。 HLA-SSP和 HLA-SSO的 检测信号均是模拟信号, 分辨率只能到达中低水平且都不能检测新 的等位基因。 HLA-SBT ( Sequence-based typing )分型技术是通过对 HLA相 关基因序列测序, 从而判断 HLA基因型别的高分辨分型方法, 具有 直观、 高分辨且能检测新的等位基因的特点。 但现有的 HLA-SBT 是采用 Sanger法测序 (毛细管微电泳) , 整个实验流程复杂、 通量 低和实验成本高等缺点使其很难应用于大规模 HLA高分辨分型项 目。
基于以 Illumina Solexa和 Roche 454为代表的第二代测序技术 (以下简称新测序技术) 的 HLA-SBT也是一种通过对 PCR扩增后 的 DNA产物直接测定核酸序列, 从而判断 HLA基因型别的高分辨 分型方法, 其除了原有直观、 高分辨且能检测新等位基因的特点外, 还具有单分子测序、 实验流程筒单、 高通量和低成本的特点。 但与 第一代测序技术(以 Sanger法测序原理为基础的测序技术)相比, 能用于新测序技术测序文库制备的 DNA 长度不能太长 ( 当前 Illumina Solexa的最大适用长度为 700bp ), 且新测序技术读长普遍 偏短, 当前 Illumia GA双向读长最大能达到 300bp。
鉴于新测序技术的特点, PCR产物的长度不宜超过 700bp, 原 基于 Sanger法测序方法的 HLA-SBT的 PCR引物不再适用。 因此, 有必要设计一套保守性和特异性良好且 PCR产物长度满足新测序技术 要求的引物。 发明内容 为了将第二代测序技术用于 HLA-DQB1基因分型,本发明提供了 用于扩增 HLA-DQB1的 2和 /或 3号外显子的 PCR引物, 它们是表 1中显示的 SEQ ID NO: 1-4。 所述 PCR引物具有良好的保守性和 特异性, 并且可覆盖 HLA-DQB1位点 2、 3号外显子全长序列, PCR 产物长度均小于 700bp, 满足正常 Illumina Solexa测序要求。 另外, 本发明的引物还适用于 Sanger法测序。
表 1. 用于扩增 HLA-DQB1相应外显子的 PCR引物:
SEQ ID 引物 引物序列 HLA-DQB1 扩增产 NO: 编号 外显子 长度物
1 Q-F2 GATTCCYCGCAGAGGATTTCG
2号 311bp
2 Q-R2 AGGGGCRACSACGCTCACCTC
3 Q-F3 CCTGTCTGTTACTGCCCTCAGT
3号 339bp
4 Q-R3 GGCCCATAGTAACAGAAACTCAATA 本发明还提供了一种新的 HLA-DQB1的 2和 /或 3号外显子扩增 方法, 其特征在于使用本发明的扩增引物对进行 PCR扩增, 所述扩增 引物对的序列示于表 1。
由于能够通过 PCR反应扩增出 HLA-DQB1的 2和 /或 3号外显子, 因此, 本发明的方法特别有利地可用于进行 HLA-DQB1基因分型。 与 现有的 0LA-DQB1基因分型方法相比, 由于使用本发明的方法和扩增 引物的产物被控制在 300-400bp之间, 因此在进行进一步分型时, 可以 利用基于 Illumina Solexa测序技术的 HLA-SBT。
在本发明的第三方面中, 提供了一种对样品中的 HLA-DQB1的 2和 /或 3号外显子进行测序的方法, 其包括步骤:
1 ) 提供一个样品并提取该样品的 DNA;
2 ) 将表 1中的 PCR引物用于扩增所述 DNA从而得到 PCR产 物, 优选对 PCR产物进行纯化;
3 ) 对所述 PCR产物进行测序,测序方法可以是第二代测序法, 例如 Illumina Solexa或 Roche454„
在本发明的第四方面中, 本发明提供了一种改进的 HLA-DQB1 基因分型方法, 所述方法包括:
1) 使用本发明的 PCR扩增引物对扩增待测的 HLA-DQB1的 2 和 /或 3号外显子,
2)对扩增出的外显子进行测序, 并将测序结果与数据库中的标准 序列进行比较, 从而确定基因分型结果。 其中测序方法可以是 Sanger 测序法, 或者可以是第二代测序法, 所述第二代测序方法例如
Illumina Solexa或 Roche 454.
另一方面, 本发明还提供了一种用于进行 HLA-DQB1基因分型的 试剂盒, 所述试剂盒中包含本发明的 PCR扩增引物对。 在一个实施方 案中, 所述试剂盒还包含其他试剂, 例如用于 DNA扩增、 DNA纯化和 /或 DNA测序的试剂。
应用本发明提供的扩增引物对和基因分型方法, 能够在扩增
HLA-DQB1的 2和 /或 3号外显子的基础上进行基因分型。 相对于现 有技术而言, 该分型方法利用了 Illumina Solexa测序技术, 该技术具 有可高通量、 低成本地获得高分辨的 HLA分型结果的特点。 附图说明 图 1为 94个样本 HLA-DQB1 2+3外显子 PCR产物电泳结果, 从 电泳图上看, PCR产物片段大小为位于 250bp-500bp之间的单一条带, 其中泳道 M是 DNA标准分子量参照物 (DL 2000, Takara公司) , 泳 道 PI-1至 PI-94为 94个样本的 HLA-DQB1 2+3外显子 PCR扩增产物, 阴性对照 (N )无扩增条带。
图 2显示对 HLA-Q-Mix打断后 DNA电泳凝胶割胶的情况, 割 胶区域为 350-550bp区域。 其中泳道 M是 DNA标准分子量参照物 ( EB-50bp DNA Ladder ) , 泳道 1示出割胶前 HLA-Q-Mix的胶 图, 泳道 2示出割胶后 HLA-Q-Mix的胶图。
图 3示出 7号样本一致性(consensus )序列构建程序部分截图, 示例性说明了数据分析的主要流程。 首先, 该样本的 DQB1位点的 测序序列通过 BWA软件比对到参考序列上,构建出该样本 DQB1 2,3 外显子的一致性序列,再根据 SNP之间的连锁关系来确定 DQB1 2,3 外显子单体型序列。如图所示:在 7号样本 DQB1基因序列 2322-2412 区域含有 6个杂合 SNP, 由 readl可确定 SNP1-SNP5的连锁关系为 T-G-T-C-C,由 read2 可确定另一组 SNP1-SNP5 的连锁关系为 C-C-A-G-T, 由 read3可确定 SNP3-SNP6的连锁关系为 A-G-T-G,由 read4 可确定另一组 SNP3-SNP6 的连锁关系为 T-C-C-A,通过上述 SNP的连锁关系可确定 readl与 read4连锁, read2与 read3连锁, 在此区域完整的 SNP组合为: T-G-T-C-C-A和 C-C-A-G-T-G, 其序 列对应 DQB1*0303和 DQB1*0602型别序列的阴影部分。 其它区域 的连锁关系的判定与此类似。
图 4示例性显示了两对 PCR引物分别单独扩增 HLA-DQB1位 点 2和 3号外显子和同时扩增 2和 3号外显子产物电泳图, 图中显 示来自 7个 DNA模板的三組 PCR产物,所有 PCR产物长度均小于 500bp, 且电泳条带单一, 无明显的非特异性条带。 阴性对照 (N ) 无扩增条带,泳道 M是 DNA标准分子量参照物 (DL 2000, Takara 公司 ) 。
图 5示例性显示了 HLA-DQB1扩增 7 号模板 2和 3号外显子的 PCR 产物的测序峰图经 uType 软件分析的结果, 左侧结果输出栏中显示 DQB1*03:03 DQB1*06:02的结果, 与 7号模板原已知结果相同。 具体实施方式 下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述。 本领域技 术人员应理解, 下列实施例仅用于说明本发明, 而不应视为限定本发 明的范围。
本发明采用如下方法设计扩增 HLA-DQB1的 2和 /或 3号外显子 的 PCR引物对,从 IMGT/HLA因特网站点下载所有最新 HLA-DQB1 基因序列, 然后保存到本地磁盘中做为 HLA-DQB1数据集; 同时下栽 所有最新非 HLA-DQB1的 HLA-II类基因序列做为比较数据集。 将两 数据集进行比较, 在 2, 3号外显子两端和内部寻找各基因位点保守和 特异序列,并将设计的 PCR引物序列与人类全基因组序列进行同源性 比较。 在设计 PCR引物时尽量保证引物 3,末端特异, 确保引物扩增 HLA-DQB1基因的特异性。 同时使 PCR产物的长度小于 700bp, 且正 反引物的退火温度基本保持一致。
将满足设计要求的多对候选 HLA-DQB1引物用于扩增少数具有 HLA-DQB1常见血清型的模板 DNA,从中筛选出保守性和特异性最好 的, 分别用于扩增 2和 3号外显子的 2对 HLA-DQB1的 PCR引物。
本发明中涉及的 DNA扩增方法、 从样品提取 DNA的方法、 DNA 述方法可以由本领域技术人员'根据^具体情况进行选择。 DNA测序 的方法, 本领域技术人员可以根据常规的方法进行, 或者根据测序仪 器的使用说明书进行。
例如, 在利用二代测序技术进行测序过程中, 可以使用 5,末端添加 引物标签( primer index )序列的标签引物进行, 可以将扩增后的 PCR 产物进行打断, 并且打断后产物进行末端修复并在其 3,端连接脱氧腺苷 ( A ) , 然后连接不同的 PCR-free接头。
在扩增引物前端连接一段标签序列是为了实现同时对多个样品进行 测序。 具体而言, 可以结合 PCR-index/barcode技术, 通过在 PCR引物 的 5,末端添加引物标签( primer index )序列合成标签引物, 在 PCR过 程中对每个样本引入独特的引物标签。这样,在利用第二代 DNA测序技 术检测过程中, 除 PCR环节必须逐个样本处理外, 其它实验环节可把多 个样本混在一起同时处理, 最终每个样本的检测结果可以通过其独特的 引物标签序列找回。引物标签的设计根据所应用的实验平台不同而不同, 考虑 Illumina GA测序平台本身的特点, 本发明在设计引物标签时主要 考虑了以下几点: 1: 引物标签序列中避免 3个以上(包括 3个)单碱基 重复序列, 2: 所有引物标签的同一位点中碱基 A和碱基 C的总含量占 所有碱基含量的 30%-70%之间, 3: 引物标签序列本身的 GC含量在
40-60%之间, 4: 引物标签之间序列差异度大于 4个碱基, 5: 引物标签 序列中避免出现与 Illumina GA测序引物相似度高的序列, 6: 减少引物 标签序列添加到 PCR引物上后,对 PCR引物造成的严重发卡( hairpin ), 二聚体(dimer ) 情况的出现。
术语" PCR-Free文库接头(adapter ) "是指经设计的一段碱基, 其主 要作用是辅助固定 DNA分子在测序芯片上以及提供通用测序引物的结 合位点, PCR-Free文库接头可以通过 DNA连接酶将其直接连接至测序 文库中的 DNA片段两端,接头的导入过程因为没有 PCR的参与, 因此称 作 PCR-Free文库接头。 "接头( adapter ) "或"文库接头( library adapter )" 标签技术是指通过对多个测序文库添加不同文库接头 (不同文库接头的 组成序列不同, 序列不同的部分称为接头标签(adapter index ) ) , 构 建标签测序文库, 从而可实现多个不同标签测序文库混合测序, 且最终 各个标签测序文库的测序结果可相互区分的一种文库标签技术。 例如, 本发明实施例中使用 PCR-FREE文库接头来自 ILLUMIA。
在如下的实施例中,用筛选出的 2对 PCR引物,对 94例已知 HLA 常见基因型别的血样进行 HLA-DQB1位点 PCR扩增, 扩增产物经
Sanger法和第二代测序方法进行测序。 将测序结果用于 HLA-DQB1 分型, 并通过与原分型结果比较来验证 PCR引物的保守性和特异性。
实施例 1: 用第二代测序技术( Illumina Solexa )进行 HLA-DQB1 因分型
1. 样本提取
使用 KingFisher自动提取仪(美国 Thermo公司) 从 94份已知 HLA-SBT分型结果的血样(中国造血干细胞捐献者资料库,也称为 "中 华骨髓库") 中提取 DNA。 主要步骤如下: 取出 6个 Kingfisher自动 提取仪配套的深孔板及 1个浅孔板, 根据说明书分别加入一定量配套 的试剂并做好标记,将所有已加好试剂的孔板按要求置于相应的位置, 选定程序" Bioeasy_200 l Blood DNA_KF.msz,,程序,按下" star"执行该 程序进行核酸提取。 程序结束后收集 plate Elution中的 100 μΐ左右的 洗脱产物即为提取的 DNA。 2. PCR扩增
通过合成在 5,末端具有不同引物标签的 PCR引物制作不同的 PCR标签引物, 这样不同的 PCR标签引物可以用于不同的样本, 所 述 PCR引物是针对 HLA-DQB1的 2和 3号外显子的 PCR扩增引物。 其后通过 PCR反应在 PCR产物两端引入引物标签, 从而特异地标记 了来自不同样本的 PCR产物。
以 94套 PCR标签引物来分别扩增 94份 DNA样本,每套 PCR标 签引物由用于扩增 HLA-DQB1的 2或 3号外显子的 PCR引物(表 1 ) 和一对双向引物标签(表 2 )组成, 其中每个正向 PCR引物的 5,末端 上连接一对引物标签的正向引物标签,而反向 PCR引物的 5,末端上连 接一对引物标签的反向引物标签。 引物标签在引物合成时直接添加在 PCR引物的 5,末端, 引物由上海英潍捷基( Invitrogen )公司合成。
把样本提取步骤中所得的 94份 DNA, 依次编号 1-94, PCR反应 在 96孔板中进行, 每个样本的 DQB1 2,3外显子在同一个反应孔中进 行扩增。 板内设置两个不添加模板的阴性对照, 阴性对照所用引物对 应标签号为 PI-95和 PI-96。 实验的同时, 记录下每对引物标签对应的 样本编号信息。
表 2. 引物标签的相关信息:
引物标 对应 96
正向引物标签 反向引物标签 对应模板 签编号 孔板位置
PI-1 TCGCAGACATCA TGACACGATGCT A1 1
PI-2 TACATCGCACTA TACAGATGCTGA A2 2
PI-3 CTCGATGAGTAC ACGTCTAGACAC A3 3
PI-4 TCTGTATACTCA TGCTGTAGTGAC A4 4
PI-5 TATCTGCTCATA AGATATCGAGCT A5 5
PI-6 TACATGCTGAGC ACGTGTCTATCA A6 6
PI-7 TCATATCGCGAT AGATCGTATAGC A7 7
PI-8 ACAGATGCACGC ATCTCGTGACAG A8 8
PI-9 TAGATCGTACAT ACTAGTACACGC A9 9
PI-10 ACTACACGTCTC ATAGTCACGCGT A10 10
PI-11 AGACTCGCGTAT TACTAGCTGACG All 11
PI-12 ATACTAGTGCTC TGTATCGTGCTC A12 12
PI-13 CACGATGACATC TAGTGAGCGCAC B1 13
PI-14 TGCTGTCTCGAG CATAGCAGTGTC B2 14
PI-15 TGTGCTCGAGTC TCTGATCGAGCA B3 15
PI-16 CACTCGTACATC AGCGATGCTCAT B4 16
PI-17 CGACGTGCTCGC CGCGTACTGCAG B5 17
PI-18 ACGCATCTATAC CTAGTATCGCAG B6 18
PI-19 CGAGATGACTCT TGTATACACGAT B7 19
PI-20 ACTGTCTCGAGC ACGTAGCGCACA B8 20 69 6Λ VX3XDV3VXOV3 69-Id
89 XV3XDOXOX3V3 03X31V0XVX0X 89-W
L9 £Λ 3X301VDVX9DX V 3V0X0XV3VX L9 ld
99 9Λ 丄:) 丄 X3010DX3V3VX 99-W
S9 Sd VXVOIOI3IOD1 X3X VXVOVJV1 S9"Id t9 d V03XVXV3I3V3 IV3I30V03V3V fr9 Id
£9 £Λ V3D3XV1V3X3V £9-ld
Z9 ΖΛ V0X0VXVX03VD 3VOXODX3VX31 Z9-ld
19 ΙΛ 3I01VDVIV3V1 X3XVXOX3VXV3 T9-U
09 ΖΪΉ V0X3V3IVI30I 03V0XDI03I3V 09-Id
6S ΙΤ3 VXVDI0V03D3V OYDIDDY OIDY 6S Id
8S 0X3 VOV3V03XOX03 8S-Id m 6Ή 039VX3DJV 31 IS Id
83 VOXVO OVIVX OVDDXVXV3X03 9S-W ίΆ 3VXVX0303V0X :) 丄 SS-Id
93 VXDVXDVOIV3X 3VX3D313V03V
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PI-71 CACTATACAGAT CGACACGTACTA Fll 71
PI-72 ATATCGTAGCAT TCGTGATCACTA F12 72
PI-73 TAGTCTATACAT AGACGCTGTCGA Gl 73
PI-74 TGTCACAGTGAC TCATATGATCGA G2 74
PI-75 ATCGACTATGCT CGATCATATGAG G3 75
PI-76 ATACTAGCATCA TCATGCTGACGA G4 76
PI-77 CACTGACGCTCA CACTACATCGCT G5 77
PI-78 TCGCTCATCTAT TAGTACAGAGCT G6 78
PI-79 TGTATCACGAGC ATGATCGTATAC G7 79
PI-80 TACTGCTATCTC CGCTGCATAGCG G8 80
PI-81 CGCGAGCTCGTC ACTCGATGAGCT G9 81
PI-82 TAGAGTCTGTAT TGTCTATCACAT G10 82
PI-83 TACTATCGCTCT TATGTGACATAC Gil 83
PI-84 TAGATGACGCTC TACTCGTAGCGC G12 84
PI-85 TCGCGTGACATC ATCTACTGACGT HI 85
PI-86 ACACGCTCTACT ACAGTAGCGCAC H2 86
PI-87 TACATAGTCTCG CTAGTATCATGA H3 87
PI-88 TGAGTAGCACGC TCGATCATGCAG H4 88
PI-89 TAGATGCTATAC TACATGCACTCA H5 89
PI-90 ATCGATGTCACG CAGCTCGACTAC H6 90
PI-91 ATCATATGTAGC CTCTACAGTCAC H7 91
PI-92 TAGCATCGATAT AGATAGCACATC H8 92
PI-93 TGATCGACGCTC CTAGATATCGTC H9 93
PI-94 TGCAGCTCATAG TACAGACTGCAC H10 94
PI-95 CGACGTAGAGTC CAGTAGCACTAC Hll 阴性对照
PI-96 CACTGTATAGCT CGACTAGTACTA H12 阴性对照
HLA-DQBl的 PCR程序如下:
96 °C 2分钟; 95°C 30秒 30秒" >72°C 20秒 (32个循环); °C∞。
HLA-DQBl的 PCR反应体系如下:
其中 PInf-Q-F2/3表示引物 5,末端带有第 n号正向引物标签序列 (表 1 ) 的 HLA-DQB1的 F引物, PInf-Q-R 2/3表示引物 5,末端带 有第 n号反向引物标签序列的 HLA-DQB1的 R引物 (此处 n≤96 ) , 其它依次类推。 且每个样本对应特定的一套 PCR引物。
PCR反应在 Bio-Rad公司的 PTC-200 PCR仪上运行。 PCR完成 后, 取 2 l PCR产物经 1.5%的琼脂糖凝胶电泳检测。 图 1显示了 94 个样本 HLA-DQB1 2+3外显子 PCR产物电泳结果, DNA标准分子量 参照物 (M ) 为 DL 2000 ( Takara公司) 。
3. PCR产物混合和纯化
从 96孔板 HLA-P-DQB1剩余的 PCR产物中 (阴性对照除外)各 取 20 μΐ混合在一个 3 ml的 ΕΡ管中,标记为 HLA-Q-Mix并混合均匀。 从 HLA-Q-Mi 中取 500 μΐ DNA混合物经 Qiagen DNA Purification kit 过柱纯化 (具体纯化步骤详见说明书) , 纯化所得的 200 μ1 ϋΝΑ, 经 Nanodrop 8000(Thermo Fisher Scientific公司)测定 HLA-Q-Mix DNA 浓度为 48 iig/ l。
4. PCR产物的打断以及 Illumina GA PCR-Free测序文库的构建 1 ) DNA打断
从纯化后的 HLA-Q-Mix中取总量 5 的 DNA 用 Covaris microTube with AFA fiber and Snap - Cap在 Covaris S2(Covaris公司 ) 上打断。 打断条件如下:
频率扫描 ( frequency sweeping )
2 )打断后纯化
将 HLA-Q-Mix的所有打断产物用 QIAquick PCR Purification Kit 回收純化, 分别溶于 37.5 μΐ的 EB ( QIAGEN Elution Buffer ) 中;
3 )末端修复反应
对纯化的产物进行 DNA末端修复反应, 体系如下 (试剂均购自 Enzymatics公司 ) :
上一步骤纯化的产物 37.5 μΐ lOx多核苷酸激酶緩冲液(Β904 ) 5 μΐ
dNTP混合物 (每种 10 mM ) 2 μΐ
T4 DNA聚合酶 2.5 μΐ
Klenow片段 0.5 μΐ
T4多聚核苷酸激酶 2.5 μΐ 总体积 50 μΐ
反应条件为: 在 20 Ό下, 在 Thermomixer(Eppendorf公司)中温 浴 30分钟。
反应产物经 QIAquick PCR Purification Kit回收纯化, 溶于 34 μΐ 的 ΕΒ ( QIAGEN Elution Buffer ) 中。
4 ) 3,末端加 A反应
上一步回收 DNA的 3,末端加 A反应, 体系如下 (试剂均购自 Enzymatics公司 ) :
反应条件为: 在 37°C下, 在 Thermomixer中温浴 30分钟。
反应产物经 MiniElute PCR Purification Kit ( QIAGEN公司) 回 收纯化, 溶于 13 μΐ的 ΕΒ溶液( QIAGEN Elution Buffer ) 中。
5 )连接 Illumina G A PCR-Free文库接头 (adaptor )
加 A后的产物连接 Illumina GA PCR-Free文库接头,体系如下(试 剂均购自 Illumina公司) :
反应条件为: 在 16°C下, 在 Thermomixer中温浴过夜。
反应产物经 Ampure Beads(Beckman Coulter Genomics)纯化后溶 于 50 μΐ去离子水, 经荧光定量 PCR ( QPCR )检测到 DNA浓度结果 如下:
6 )割胶回收
取 30 μΐ HLA-Mi 用 2%低熔点琼脂糖胶进行回收。 电泳条件为 100V, 100分钟。 DNA标准分子量参照物为 NEB公司的 50 bp DNA ladder. 割胶回收 350-550 bp长度范围的 DNA片段(图 2 ) 。 胶回收 产物经 QIAquick PCR Purification Kit ( QIAGEN公司) 回收纯化, 纯化后体积为 32 μ1, 经荧光定量 PCR ( QPCR )检测到 DNA浓度结 果为 18.83 nM。
5. Illumina GA测序
根据 QPCR检测结果,取 10 pmol DNA用 Illumina GA PE-100程 序测序, 具体操作流程详见 Illumina GA操作说明书 (Illumina GA H x ) 。
6. 结果分析
Illumina GA产出的测序结果是一系列 DNA序列, 通过查找测序 结果中的正反引物标签序列和引物序列, 建立各个引物标签对应样本 HLA-DQB1各外显子 PCR产物测序结果的数据库; 通过 BWA (Burrows-Wheeler Aligner)把各外显子的测序结果定位在相应外显子 的参考序列上 (参考序列来源: http:〃 www.ebi.ac.uk/imgt/hla/ ) , 并 构建各个数据库的一致性(consensus )序列; 结合碱基测序质量值和 测序序列与 consensus序列的差异度,对测序序列进行筛选和测序错误 校正; 以及校正后的 DNA序列通过序列重叠 (overlap )和连锁
( Pair-End连锁) 关系可组装成 HLA-DQB1 2,3外显子相应的序列。 图 3的截图示例性说明了对 7号样品的 HLA-DQB1位点的 2号外显子 一致性序列进行构建的过程。
将所测序的 HLA-DQB1 2,3外显子的 DNA序列与 IMGT HLA专 业数据库中 HLA-DQB1相应外显子的序列数据库比对,序列比对结果 100%匹配的即为对应样本的 HLA-DQB1基因型别。
所有 94个样本, 得到的分型结果与原已知分型结果完全相符, 其 中 1-32号样本的具体结果下表 3中。
表 3. 1-32号样本的分型结果: 样本编号 原 DQB1基因型别 本次 DQB1检测结果 是否相同
1 DQB1*02:02 DQB1*03:01 DQB1*02:02 DQB1*03:01 是
2 DQB1*02:02 DQB1*04:01 DQB1*02:02 DQB1*04:01 是
3 DQB1*05:02 DQB1*02:02 DQB1*05:02 DQB1*02:02 是
4 DQB1*02:02 DQB1*06:03 DQB1*02:02 DQB1*06:03 是
5 DQB1*03:03 DQB1*04:02 DQB1*03:03 DQB1*04:02 是
6 DQB1*05:02 DQB1*03:17 DQB1*05:02 DQB1*03:17 是
7 DQB1*03:03 DQB1*06:02 DQB1*03:03 DQB1*06:02 是
8 DQB1*05:03 DQB1*04:02 DQB1*05:03 DQB1*04:02 是
9 DQB1*04:02 DQB1*06:01 DQB1*04:02 DQB1*06:01 是
10 DQB1*05:01 DQB1*06:10 DQB1*05:01 DQB1*06:10 是
11 DQB1*03:01 DQB1*03:03 DQB1*03:01 DQB1*03:03 是
12 DQB1*05:01 DQB1*05:01 DQB1*05:01 DQB1*05:01 是
13 DQB1*02:02 DQB1*04:02 DQB1*02:02 DQB1*04:02 是
14 DQB1*05:02 DQB1*02:01 DQB1*05:02 DQB1*02:01 是
15 DQB1*02:01 DQB1*06:02 DQB1*02:01 DQB1*06:02 是
16 DQB1*03:03 DQB1*04:01 DQB1*03:03 DQB1*04:01 是
17 DQB1*05:01 DQB1*03:02 DQB1*05:01 DQB1*03:02 是
18 DQB1*03:03 DQB1*06:01 DQB1*03:03 DQB1*06:01 是
19 DQB1*03:03 DQB1*06:10 DQB1*03:03 DQB1*06:10 是
20 DQB1*05:03 DQB1*04:01 DQB1*05:03 DQB1*04:01 是
21 DQB1*05:02 DQB1*04:01 DQB1*05:02 DQB1*04:01 是
22 DQB1*03:01 DQB1*03:03 DQB1*03:01 DQB1*03:03 是
23 DQB1*05:02 DQB1*05:03 DQB1*05:02 DQB1*05:03 是
24 DQB1*05:02 DQB1*03:02 DQB1*05:02 DQB1*03:02 是
25 DQB1*03:03 DQB1*06:01 DQB1*03:03 DQB1*06:01 是
26 DQB1*05:02 DQB1*06:09 DQB1*05:02 DQB1*06:09 是
27 DQB1*02:02 DQB1*06:02 DQB1*02:02 DQB1*06:02 是
28 DQB1*05:02 DQB1*03:01 DQB1*05:02 DQB1*03:01 是
29 DQB1*02:01 DQB1*03:01 DQB1*02:01 DQB1*03:01 是
30 DQB1*06:03 DQB1*06:09 DQB1*06:03 DQB1*06:09 是
31 DQB1*05:02 DQB1*02:02 DQB1*05:02 DQB1*02:02 是
32 DQB1*05:01 DQB1*06:01 DQB1*05:01 DQB1*06:01 是 实施例 2. 用 Sanger法测序进行 HLA-DQB1基因分型
1. 样品 DNA提取
如实施例 1中所述相似, 以 KingFisher自动提取仪提取的 94例 样本中的 20例已知 HLA基因型别的 DNA。
2. PCR扩增
以上述 KingFisher自动提取仪提取的 DNA为模板, 以 Q-F2和 Q-R2、 Q-F3和 Q-R3共 2对 PCR引物分别单管 PCR扩增, 各对引物 PCR程序如下: 96°C 2分钟; 95。C 30秒 56°C 30秒 72。C 20秒 (35 循环); 15 °C∞。
HLA-Q的 PCR反应体系如下:
PCR产物经琼脂糖凝胶电泳检测后, 准备纯化。
3. PCR产物纯化
利用 millipore纯化板进行 PCR产物纯化。 基本步骤是: 用记号 笔在 96孔 PCR产物纯化板上标记需要使用的孔, 并向需要使用的孔 中加入 50 μΐ超纯水, 剩余孔粘贴封口膜, 室温静置 15分钟或连接到 抽滤系统上, -10帕, 5分钟取下, 每次从抽滤系统上取下纯化板时都 要在吸水纸上吸干残留在纯化板底部排液口的液体。
待纯化 PCR产物离心, 4000 rpm, 1分钟; 打开待纯化 PCR产物 的盖子或硅胶垫,每个 PCR反应体系中加入 100 μΐ超纯水。 然后把加 入待纯化 PCR产物的纯化板连接到抽滤系统上,调节真空度至气压表 显示 -10 Pa,抽滤至純化板底部的微孔再生纤维膜上无液体,光照下观 察, 无完整液面反射光泽。
向有待纯化 PCR产物的孔中加 50 μΐ超纯水或 ΤΕ到微孔再生纤 维膜上; 室温下使用微量振荡器中档振荡纯化板 5分钟, 转移相应孔 内全部液体至新的 96孔 PCR板对应的孔中。
4. 进行测序反应并纯化测序反应产物
以上述纯化后的 PCR产物为模板做测序反应, 测序反应条件是: 96 "C 2分钟; 96°C 10秒 55 °C 5秒 60 °C 2分钟 (25个 循环); 15°C ∞。
测序反应的体系是:
5*Buffer 0.85 μΐ
水 1.85 μΐ
总体积 5 μΐ
通过以下步骤纯化测序反应产物:取下测序反应板配平,离心 3000 g, 1分钟。 96孔板每 5 μΐ反应体系加 0.125 mol/L EDTA-Na2溶液 2 μΐ, 85%乙醇 33 μ1, 盖上硅胶垫, 充分振荡 3分钟, 在 4*Ό下以 3000 g离 心 30分钟。 离心结束后取出测序板, 打开硅胶垫, 将测序反应板倒置 吸水纸上,倒离心至离心力达到 185 g时立即停止。 96孔板每孔加 70% 乙醇 50 μ1, 盖上硅胶垫, 振荡 1.5分钟, 在 4。C下以 3000 g离心 15分 钟。 测序反应板置避光通风处 30分钟, 风干至无乙醇气味。 96孔板 每孔加 ΙΟ μΙ ( 384孔板每孔加 8 μ1 ) HI-DI甲酰胺, 盖封口膜, 振荡 5 秒后离心至 1000 rpm。
5. 测序和结果分析
纯化后的测序反应产物在 ABI 3730XL上进行毛细管电泳测序, 测序峰图经过 uType软件 (Invitrogen)分析(图 5),得到 HLA分型结果。 全部检测结果与原有检测结果相同 (表 4 ) 。
表 4. 本次分型结果与样本原来分型结果对比:
对于本领域技术人员显而易见的是, 在不背离本发明的范围和精 神的前提下可对本发明进行各种修改和变动。 通过考虑本发明在此所 公开的说明书和实例, 本发明的其他实施方案对本领域技术人员来说 是显而易见的。 本说明书和实施例应仅看作示例性用途, 本发明真正 的范围和精神在所附的权利要求书中说明。
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Claims (1)

  1. 权 利 要 求 书
    1. 具有 SEQ ID NO: 1至 SEQ ID NO: 4任一项所示序列的多核 苷酸。
    2. 一种 HLA-DQB1的 2和 /或 3号外显子扩增方法, 其特征在 于使用 SEQ ID NO: 1和 SEQ ID NO: 2; 以及 /或者 SEQ ID NO: 3和 SEQ ID NO: 4的引物对进行 PCR扩增。
    3. 一种对样品中 HLA-DQB1的 2和 /或 3号外显子进行测序的 方法, 其包括步骤:
    1 ) 提供一个样品并提取该样品的 DNA;
    2 ) 将 SEQ ID NO: 1和 SEQ ID NO: 2; 以及 /或者 SEQ ID NO: 3和 SEQ ID NO: 4的引物对用于扩增所述 DNA从而得到 PCR产物, 优选对 PCR产物进行纯化;
    3 ) 对所述 PCR产物进行测序。
    4. 权利要求 3的方法, 其中所述样品是血样。
    5. 权利要求 4的方法, 其中所述血样来自哺乳动物或人。
    6. 一种 HLA-DQB1基因分型方法, 所述方法包括:
    1)使用 SEQ ID NO: 1和 SEQ ID NO: 2; 以及 /或者 SEQ ID NO: 3和 SEQ ID NO: 4的引物对进行 PCR扩增, 扩增待测样本的
    HLA-DQB1的 2和 /或 3号外显子;
    2)对扩增出的外显子进行测序, 并将测序结果与数据库中的标准 序列进行比较, 从而确定基因分型结果。
    7. 权利要求 3或 6的方法, 其中所述测序是通过 Sanger测序法 或第二代测序法。
    8. 权利要求 7的方法, 其中所述第二代测序方法是 Illumina Solexa或 Roche454。
    9. 一种用于进行 HLA-DQB1基因分型的试剂盒, 所述试剂盒中 包括 SEQ ID NO: 1和 SEQ ID NO: 2; 以及 /或者 SEQ ID NO: 3和 SEQ ID NO: 4的引物对,所述试剂盒优选还包含用于 DNA扩增、 DNA 纯化和 /或 DNA测序的试剂。
    10. 权利要求 1的多核苷酸、 权利要求 6的方法或权利要求 9的试 剂盒用于 HLA- DQB1基因分型的用途。
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Effective date: 20130903

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Effective date of registration: 20130903

Address after: Yantian District of Shenzhen City, Guangdong province 518083 North Road No. 146 North Industrial Zone 11, floor 3, 2

Applicant after: Shenzhen Huada Gene Health Technology Co., Ltd.

Address before: 11, 8 floor, Beishan Industrial Zone, Yantian District, Guangdong, Shenzhen 518083, China

Applicant before: BGI-Shenzhen Co., Ltd.

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Address after: Yantian District of Shenzhen City, Guangdong province 518083 North Road No. 146 North Industrial Zone 11, floor 3, 2

Applicant after: Shenzhen BGI Medicine Co., Ltd.

Address before: Yantian District of Shenzhen City, Guangdong province 518083 North Road No. 146 North Industrial Zone 11, floor 3, 2

Applicant before: Shenzhen Huada Gene Health Technology Co., Ltd.

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C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: SHENZHEN BGI CORPORATION

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TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20150729

Address after: Yantian District of Shenzhen City, Guangdong province 518083 Hongan street No. 21 China Comprehensive Park 7 Building 7 layer -14 layer

Patentee after: BGI SHENZHEN CO LTD

Address before: Yantian District of Shenzhen City, Guangdong province 518083 North Road No. 146 North Industrial Zone 11, floor 3, 2

Patentee before: Shenzhen BGI Medicine Co., Ltd.

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