CN103555849A

CN103555849A - 一种单管复合扩增检测人类五条染色体非整倍体的试剂盒

Info

Publication number: CN103555849A
Application number: CN201310555078.5A
Authority: CN
Inventors: 吕时铭; 朱宇宁; 薛佳; 陈雁; 张民; 郑卫国; 葛海鹏
Original assignee: HANGZHOU BIOSAN BIOTECHNOLOGY CO Ltd; Wuxi Agcu Scientech Inc
Current assignee: AGCU SCIENTECH Inc.; Zhejiang Bosheng biological technology Limited by Share Ltd.
Priority date: 2013-11-08
Filing date: 2013-11-08
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2033-11-08
Also published as: CN103555849B

Abstract

本发明涉及一种检测人类21号、18号、13号染色体和性染色体STR基因型的试剂盒，是一种采用五色荧光标记单管快速复合扩增QF-PCR试剂盒，用于检测21号、18号、13号染色体和性染色体的数目，主要用于诊断21三体综合征、18三体综合征、13三体综合征和性染色体非整倍体异常。所述试剂盒包括包含引物混合物、热启动C-Taq酶、扩增反应液、阳性质控品、阴性对照品、荧光内标Siz-500及等位基因分型标准物。本发明较现有的产前诊断方法，可实现高通量、快速、可靠、标准化的检测。

Description

一种单管复合扩增检测人类五条染色体非整倍体的试剂盒

技术领域

本发明属于分子生物学领域，涉及荧光定量PCR技术（QF-PCR），具体涉及一种快速高通量检测人类常染色体21号、18号、13号以及性染色体X、Y的STR基因型的试剂盒，用于上述五条染色体非整倍体的检测。

背景技术

染色体病是导致出生缺陷常见的一类遗传性疾病，约占活产婴儿的0.6%左右，主要表现为智力低下、发育迟缓并伴有多个器官畸形，给社会和家庭带来沉重的精神和经济负担。活产儿染色体异常主要包括21三体综合征、18三体综合征、13三体综合征，以及性染色体数目异常。

21三体综合征又称唐氏综合征、先天愚型，在新生儿的发病率为1/800-1/600，是一种严重的先天性智力障碍疾病，易并发心脏病、白血病、免疫功能低下等。18三体又称Edward综合征，在新生儿的发病率为1/8000-1/3500，主要临床表现为智力低下，生长发育迟缓、多发畸形等。13三体又称Patau综合征，在新生儿的发病率为1/7000-1/5000，表现为多发性严重脏器畸形和智力低下，多在婴儿期夭折。这三种是目前新生儿中最常见的常染色体三体综合征，尚无有效治疗方法，只能通过遗传咨询和产前诊断进行预防。

性染色体数目异常主要有：Klinefelter综合征（47，XXY），超雄综合征（47，XYY），超雌综合征（47，XXX），Turner综合征（45，X）。这些疾病患者的共同临床特征是性发育不全或两性畸形，部分表现为原发性闭经、生殖力下降或智力轻度低下等特征，为患者自身和家庭带来了巨大的痛苦，早期诊断和干预可以有效缓解病情。

我国大规模开展上述染色体病诊断的主要手段是细胞遗传学染色体核型分析，产前进行绒毛、羊水或脐血染色体核型分析，出生后行外周血染色体检查。进行产前诊断时，一般是取孕中期的羊水20mL，在体外培养羊水中的胎儿细胞，对分裂中期的细胞核进行染色体核型分析和染色体数目异常的诊断。该方法准确、可靠，是目前产前诊断的金标准，但是所需羊水量大且需体外培养，导致诊断时期只能局限在孕16-23周，且存在检测周期长（2-3周时间）、检测通量低下等诸多问题，已难以满足临床日益增长的诊断需求。荧光原位杂交技术（FISH）作为染色体非整倍体异常常见的辅助诊断方法，虽可在48小时内快速诊断，但该方法也建立在繁琐的手工操作基础上，依赖人工分析，存在检测通量低下等问题。因此，发展一种快速、准确、通量高、自动化程度强的诊断方法十分必要。

QF-PCR是一种快速分子诊断技术，基于荧光标记扩增技术和电泳技术对染色体上的STR（短串联重复序列）进行检测，通过定性、定量分析STR的多态性来诊断目标染色体数目。STR广泛分布于人类整个基因组，以2-6bp的核心单位进行多次重复，核心单位的重复数目的变化构成了STR基因座在人群中的遗传多态性。STR遵循孟德尔遗传规律，具有高杂合度、易于检测等优点，基于多色荧光标记技术、PCR扩增技术和毛细管电泳，能够达到快速、准确、半自动化、高通量检测的目的。目前用于5种染色体数目检测的QF-PCR商品化试剂盒，如英国的Aneuploidy、Elucigene QSTR，瑞典的Chromo Quent、Deryser，美国的ABI的TrueScience TM Aneuploidy STR Kits等，所选择的STR基因座主要基于白人的群体样本，未必适用于中国人群；国内自主开发的QF-PCR试剂盒（或专利）检测通量相对较低，一般需要多组反应体系才能实现五条染色体的检测，操作繁琐。同时，国内外现有的用于染色体数目诊断的QF-PCR试剂盒或专利均缺乏对STR基因型分析的标准化，检测结果表述难以统一，不利于临床检测的常规开展和质量控制。因此有必要开发一个针对中国人群的能同时检测多种染色体异常的高通量、快速、可靠、标准化的QF-PCR试剂盒。

本发明试剂盒针对中国人群常染色体21号、18号、13号以及性染色体X、Y非整倍体的临床诊断进行设计，与现有技术相比有以下特点：1）单管复合扩增检测：采用五色荧光标记技术，能够对23个STR基因座在同一组反应体系里进行检测，快速、通量高、使用方便；2）采用中国人群的高多态性STR基因座：所用23个STR基因座是从前期大样本群体遗传学研究中挑选出来的，在中国汉族人群中均具有较高的多态性，能获得较高的诊断效能，达到准确诊断的目的；3）STR检测的标准化：本试剂盒提供了等位基因分型标准品，可以做到STR等位基因的精确分型，使STR检测结果标准化，便于临床诊断工作开展和质量控制。上述特点为该试剂盒的临床应用提供了可靠保障。

参考文献

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发明内容

本发明的目的是提供一种检测人类21号、18号、13号染色体和性染色体STR基因型的试剂盒，是一种采用五色荧光标记单管快速复合扩增QF-PCR试剂盒，用于检测21号、18号、13号染色体和性染色体的数目，主要用于诊断21三体综合征、18三体综合征、13三体综合征和性染色体非整倍体异常。技术方案是：

一种单管复合扩增检测人类五条染色体非整倍体的试剂盒，其特征在于，包括有扩增如下23个STR基因座所对应的引物：Amelogenin、D21S1432、D21S1270、D21S11、D21S1412、D18S535、D13S305、DXYS218、DXYS267、DXS981、D21S1442、D18S386、D13S634、D18S1002、D21S1435、D13S258、DXS6809、D13S742、DXS1187、DXS22、D18S977、D18S499和SRY。

本发明还提供了用于同时扩增上述23个STR基团座所对应的引物，如表1所示。

表1用于扩增23个STR基因座所对应的引物及其优选浓度

进一步的，各组引物中反对应的正向与反向引物中，至少有一个的5’端是经过标记的，而且是经过各组引物是分组标记的，每一组使用同一种标记色，分组标记是要基于扩增得到的片段的长度，扩增得到的片段长度相近的引物需使用不同的荧光标记，从而使扩增得到的片段得以区别，最优的分组方案是：第一组：Amelogenin、D21S1432、D21S1270、D21S11、D21S1412、D18S535和D13S305；第二组：DXYS218、DXYS267、DXS981、D21S1442、D18S386和D13S634；第三组：D18S1002、D21S1435、D13S258、DXS6809、D13S742和DXS1187；第四组：DXS22、D18S977、D18S499和SRY。

每组分别采用FAM（蓝色）、HEX（绿色）、TAMRA（黄色）、ROX（红色）中的任一种标记，而且每组之间的标记色都不相同。

进一步的，本发明提供的试剂盒中还包括有分子量内标，采用荧光染料SIZ标记分子量内标，包括75、100、139、150、160、200、250、300、340、350、400、450、490、500等14个片段长度，使用时加入电泳混合液与待测样本一起电泳，用于检测等位基因的片段长度。

进一步的，本发明的试剂盒中还包括有等位基因分型标准品（Allelic Ladder），由各STR基因座的所有已知等位基因经混合调平衡后制备而成，其包含中国汉族人群在23个STR基因座中的常见等位基因（表2），这些等位基因经扩增、克隆和DNA测序证实其序列组成，按照国际遗传学通用法则命名；使用时加入电泳混合液与待测样本一起电泳，经ABIGeneMapper IDv3.2软件分析，能够直观、精确地显示待测标本在23个STR基因座的基因型和性别基因型，可以保证检测的可重复性和准确性。

表2等位基因分型标准品包含的基因座常见等位基因和性别基因型

进一步的，为控制实验室质量，本发明试剂盒还包括质控品，优选的质控品可以是9947A女性DNA，也可以是已知基因型的其它DNA。

进一步地，该试剂盒中还包括有热启动C-Taq酶。

进一步地，该试剂盒中反应体系的组成是：Reaction Mix、引物混合液、sdH₂O。ReactionMix组成如下：25mM Tris-HCl（pH8.0），125mM KCl，6.5mM Mg²⁺，0.6mM dNTP。

本试剂盒进行PCR扩增反应参数优选是：95℃2分钟→(94℃30秒,60℃60秒，72℃60秒；30个循环)→72℃20分钟→4℃维持。

然后对于扩增产物进行电泳分析：扩增产物3000rpm离心5分钟后，取1μL产物或0.5μL Allelic Ladder与0.5μL分子量内标和12μL去离子甲酰胺混合，95℃变性3分钟，冰浴3分钟。瞬时离心混合物，在ABI3130型遗传分析上按默认电泳条件进行检测，应用GeneMapper ID v3.2软件进行基因分型。

本发明试剂盒用于检测21三体、18三体、13三体和性染色体数目异常的原理如下：STR存在于染色体上的特定位置，遵循孟德尔遗传规律，每个STR基因座与所在染色体具有连锁关系，能够代表相应染色体的数量。以21号染色体为例，人类正常有两条21号染色体，在特定STR基因座上应有两个等位基因各代表1条染色体，表现的STR基因型可以是单等位基因型（来源于父母的两个等位基因一致，又称纯合子），也可以是双等位基因型（来源于父母的两个等位基因不同，也称杂合子）。如果是21三体综合征，多余的1条21号染色体来自于母亲或父亲，理论上在特定STR基因座应有3个等位基因，根据STR的多态性情况，实际检测时在21号染色体STR基因座可能出现三种基因型情况：第一种为单等位基因型，即3条染色体的STR等位基因相同；第二种为双等位基因型，即3条染色体中有两条的等位基因一致，但两个等位基因的基因量有差别，约为1:2或2:1的比例；第三种为三等位基因型，即3条染色体的等位基因各不相同，其基因量比例近似为1:1:1。后两种基因型能够提示染色体数量为3条，都具有诊断价值，以第三种最有诊断价值。

本发明试剂盒检测灵敏度高，在25μL扩增反应体系中，DNA模板量低至0.1ng的条件下也可检出全部23个基因座，例如可以检测从低至0.5ml羊水提取的DNA；对DNA的质量要求不高，可以通过简单的Chelex-100方法进行DNA提取；本发明试剂盒特异性强，加入一定的DNA模版量（在试剂盒规定范围内）进行复合扩增不产生23个基因座以外的扩增产物。

有益效果

本发明试剂盒适用于血液或血痕、羊水、绒毛、毛发、精液或精斑、唾液斑、肌肉等多种来源样本的检测分析，尤其适合产前样本（绒毛、羊水等）的检测。在产前诊断21三体、18三体、13三体和性染色体数目异常中具有以下优点：

（1）扩展了产前诊断的时间窗：运用细胞遗传学染色体核型分析技术，一般需要在孕16-23周进行羊水取样，孕23周后进行风险相对较大的脐血采样分析。本发明试剂盒可以在孕11周后即可抽取绒毛进行早孕期产前诊断；在孕16周后至出生可以进行羊水取样分析。可检测的时间范围扩展为孕11周至出生前，既可有助于早孕期高风险胎儿明确诊断和及时干预，也可避免孕晚期进行脐血分析增加母胎风险。

（2）缩短了产前诊断时间：染色体核型分析需要进行体外细胞的培养，诊断时间一般为2-3周。本试剂盒检测时间可以短至1天，可极大减轻孕妇和家属的等待焦虑，同时也有助于异常胎儿的尽早处理。

（3）检测标准化：产前诊断结果关系重大，检测质量控制非常重要。本发明试剂盒采用了等位基因分型标准品和质控品，有助于操作人员对检测质量进行评估，同时便于对待测样品结果进行判断；所检测的STR基因分型结果已经过标准化，可重复，有利于质量主管部门对实验室质量进行评价。

（4）提高了检测效率和检测通量：本发明试剂盒通过一次单管复合PCR扩增反应可以同时对五种染色体上的23个STR基因座进行扩增，结合半自动化的毛细管电泳技术，能够将单样本的检测和分析诊断时间缩短至24小时，极大的提高了工作效率；即使是采用普通的96孔的PCR扩增仪和四通道的毛细管电泳仪，也能够在24小时内同时完成96个样本的全部检测，大大提高了检测通量。

（5）能提供多余或缺失染色体来源信息：应用本发明试剂盒不仅可以同时检测21三体、18三体、13三体和性染色体数目异常情况，还可以判断额外或缺失染色体来源。将患儿的STR等位基因型与父母的基因型进行比较，根据孟德尔遗传规律，可以判断额外或缺失染色体是父亲来源还是母亲来源，为指导下次妊娠提供了遗传依据。

附图说明

图1a～图1h是等位基因分型标准品图谱。

其中，图1a是等位基因分型标准品在Amelogenin、D21S1432、D21S1270、D21S11基因座的基因型；图1b是等位基因分型标准品在D21S1412、D18S535、D13S305基因座的基因型；图1c是等位基因分型标准品在DXYS218、DXYS267、DXS981基因座的基因型；图1d是等位基因分型标准品在D21S1442、D18S386、D13S634基因座的基因型；图1e是等位基因分型标准品在D18S1002、D21S1435、D13S258基因座的基因型；图1f是等位基因分型标准品在DXS6809、D13S742、DXS1187基因座的基因型；图1g是等位基因分型标准品在DXS22、D18S977基因座的基因型；图1h是等位基因分型标准品在D18S499和SRY基因座的基因型。图2是分子量内标电泳图谱。

图3是质控品基因型图谱（正常基因型图谱）。

其中，图3a～图3d是质控品在Amelogenin、D21S1432、D21S1270、D21S11、D21S1412、D18S535、D13S305基因座的基因型；图3b是质控品在DXYS218、DXYS267、DXS981、D21S1442、D18S386、D13S634基因座的基因型；图3c是质控品在D18S1002、D21S1435、D13S258、DXS6809、D13S742、DXS1187基因座的基因型；图3d是质控品在DXS22、D18S977、D18S499和SRY基因座的基因型。

图4是21三体综合征胎儿羊水标本在D21S1270、D21S11、D21S1412基因座的特征性STR等位基因型及多余染色体的来源分析，其中图4a是父亲DNA样本的分型结果；图4b是母亲DNA样本的分型结果；图4c是羊水DNA样本的分型结果。

图5a和图5b分别是18三体综合征胎儿羊水标本在D18S535、D18S1002基因座的特征性STR等位基因型。

图6a和图6b分别是13三体综合征胎儿羊水标本在D13S305、D13S258基因座的特征性STR等位基因型。

图7a、图7b和图7c分别是Klinefelter综合征(47XXY)血液标本在Amelogenin、DXS22、DXYS267基因座的特征性STR等位基因型。

图8a和图8b分别是超雄综合征(47XYY)胎儿羊水标本在Amelogenin、DXS22基因座的特征性STR等位基因型。

图9a、图9b和图9c分别是X三体综合征(47XXX)胎儿羊水标本在Amelogenin、DXS6809、DXS1187基因座的特征性STR等位基因型。

图10a～图10c是Turner综合征(45X)胚胎绒毛标本在DXYS267、DXS981基因座的基因型及缺失染色体的来源分析，其中图10a是父亲DNA样本的分型结果；图10b母亲DNA样本的分型结果；图10c是羊水DNA样本的分型结果；

图11是PCR复合扩增中出现非目的性扩增峰的电泳图谱；

图12a～图12b是D13S305基因座上存在有SNP位点对扩增结果影响的示意图，其中，图10a是在SNP位点区域设计了引物导致了扩增产物受到抑制的示意图；图10b是避开了SNP位点进行引物设计后的扩增示意图；

图13是DXYS218基团座对应的引物浓度过高对D18S1002基因座的扩增结果产生干扰峰的电泳示意图。

具体实施方式

实施例1：23个基因座的确定

本发明提供的试剂盒共选取以下23个基因座进行检测，依据是：

所选基因座均为中国汉族人群中多态性较高的基因座。在前期研究中，通过对中国汉族175例无血缘关系个体的基因型检测分析，从文献报道多态性较高的基因座中优选出多态性好、具有较高临床诊断价值的21个STR基因座。具体见表3：

表3175例中国汉族人群无关个体在21个STR基因座的多态信息量(PIC)分析

基因座	PIC	基因座	PIC	基因座	PIC
						D21S1432	0.70	D18S386	0.86	DXS1187	0.75
D21S1270	0.81	D13S634	0.85	DXS22	0.75
						D21S11	0.77	D18S1002	0.77	D18S977	0.71
D21S1412	0.87	D21S1435	0.72	D18S499	0.72
						D18S535	0.79	D13S258	0.85	DXS981	0.81
D13S305	0.79	DXS6809	0.77	D21S1442	0.79
						DXYS218	0.60	D13S742	0.87	DXYS267	0.60

所筛选出的23个STR基因座均为4-5核苷酸重复，多态性好，杂合度高，能够同管扩增和检测。4-5核苷酸重复的STR基因座在PCR过程中产生复制滑脱峰（即stutter峰）的比率低，杂峰少，有助于基因型判别；STR基因座的多态性越好、杂合度越高，目标染色体异常患儿在这一基因座出现有诊断价值基因型的可能性就越大，有助于染色体数目的判断；同时检测目标染色体上的23个STR基因座（21号染色体的6个STR基因座，18号染色体的5个STR基因座，13号染色体的4个STR基因座和性染色体上的8个STR基因座），在保证每种染色体遗传分析效能的同时，能够可靠地诊断目标染色体数目的异常。

实施例2引物及其浓度的设计、试剂盒组成的确定

在以上23个优选的基因座的情况下，本发明通过大量试验摸索设计了各位点所对应的引物及其浓度，引物的序列及浓度如表1所示。

所述引物混合物包括上述23对引物，在同一扩增体系中应用。随着复合扩增体系中基因座数目的增加，由于扩增竞争的影响，不同引物的扩增效率各不相同，而且多对引物之间会相互影响，各基因座的相对平衡控制难度加大，难以进行定量分析。本试剂盒通过反复优化引物序列、平衡不同基因座引物浓度、控制复合扩增体系参数等措施，能够使上述23个基因座均获得清晰的检测结果，没有发现目的片段以外的扩增峰，各基因座扩增平衡。这表明本试剂盒对各基因座能够进行特异性检测，并能在基因座内进行杂合子的基因相对定量分析。

引物设计的基本原则是：

1.引物设计保持高度的特异性，单位点引物设计后经过NCBI网站Blast为唯一的目的片段序列，不得出现非目的结合片段；在较低的退火温度下，引物容易产生错配导致非目的扩增或者目的片段扩增效率下降，而退火温度过高则容易出现目的片段扩增丢失的现象，因此在单位点引物评价时，测试其退火温度在54℃～64℃范围内，均能达到良好的特异性及扩增效率；经过单对引物扩增评价后，多对引物进行复合扩增时，两两之间发生错配导致非目的扩增的可能性更大，如图11所示。因此需要不断测试与调整引物序列，以满足在46条引物下的复合扩增能够得到特异性的目的片段。

2.引物的T_m值尽可能保持相差在2℃以内，以实现不同引物在同一扩增体系和扩增程序下的扩增稳定性和扩增平衡性。

3.引物设计应避开突变或SNP位点，若在引物的结合区域有突变或SNP位点，在扩增时引物结合效率就会下降，导致扩增效率下降或丢失。在杂合等位基因中，若一条染色体的引物结合区发生突变，导致一个等位基因峰峰值下降，则可能与另一个正常等位基因峰出现1:2或2:1比例的双峰，此时就会导致对结果的误判，因此在引物设计前，需要通过对文献已报道的以及大量的样本测序，统计两翼序列的可能的突变与SNP位点，引物设计时避开这些位点，以保证扩增峰值比值能够真实反映染色体的数目。在对D13S305基因座进行引物设计时，首先是对[AGGAAATTTGTGGTTATAGAGCA]GTTAAG CACA序列段中的下划线部分设计了扩增引物，但是在对一个正常样本进行扩增时，导致一个等位基因的产物扩增受到限制，经过大量样本的测序后发现，在该序列中方框所示的位置存在有C→T突变，经过引物设计区的调整之后，将设计区域改为方括号[]所在的位置，按表1中的引物进行扩增，其扩增结果如图12b所示，使等位基因的扩增效率得到了提高。

在引物设计的过程中，试剂盒中各个引物的浓度也是经过大量试验摸索得到的，引物浓度需要合理的配置，各等位基因峰的峰值需要控制在合理的范围内。引物浓度过大时，会导致峰值偏高，引起倒峰和对其他颜色产生荧光干扰峰，在特定的情况下，某个基因座就会出现三峰，导致对结果的误判；引物浓度过小时，会导致扩增峰值偏低，在模板浓度较低的情况下，可能导致无扩增峰；并且为了达到各个基因座之间的扩增效率相当，各个引物之间的浓度配比也需要不断测试与调整。如图13所示，在对一例正常样本进行检测中发现，DXYS218基团座对应的引物浓度过高时，在D18S1002基因座的扩增区域中会出现荧光干扰峰，与D18S1002本身的两个杂合等位基因峰形成“三峰”，会导致对结果的误判。经过大量的试验摸索，优选的引物的浓度如表1所示。

最终确定的本试剂盒的优选组成及使用方法是：

（1）试剂盒组成（200人份）

表4试剂盒组成

引物混合物中，Amelogenin、D21S1432、D21S1270、D21S11、D21S1412、D18S535和D13S305基因座的引物采用FAM（蓝色）标记；DXYS218、DXYS267、DXS981、D21S1442、D18S386和D13S634基因座的引物采用HEX（绿色）标记；D18S1002、D21S1435、D13S258、DXS6809、D13S742和DXS1187基因座的引物采用TAMRA（黄色）标记；DXS22、D18S977、D18S499和SRY基因座的引物采用ROX（红色）标记。

（2）主要仪器设备

PCR扩增仪、ABI3130型遗传分析仪、高速离心机、生物安全柜或洁净工作台、微量移液器、紫外分光光度计、恒温水浴箱、冰箱等。

（3）DNA提取

标本为0.2ml新鲜EDTA抗凝全血或10ml羊水，用Chelex-100法(Chelex试剂为Bia-rad产品)提取DNA,用紫外分光光度计检测DNA纯度及浓度，加入纯水将提取的样本DNA稀释至浓度约0.1ng/μL-0.5ng/μL。

（4）PCR反应体系（25μL）

表5PCR反应体系组成

（5）PCR循环参数

95℃2分钟→(94℃30秒,60℃60秒，72℃60秒；30个循环)→72℃20分钟→4℃维持

（6）扩增产物电泳

扩增产物3000rpm离心5分钟，取1μL产物或0.5ul Allelic Ladder与0.5μL分子量内标和12μL去离子甲酰胺混合，95℃变性3分钟，冰浴3分钟。瞬时离心混合物，在ABI3130型遗传分析上按默认电泳条件进行检测，应用GeneMapper ID v3.2软件进行基因分型。

（7）结果判断

根据临床生化协会/临床分子遗传协会(ACC/CMGS best practice meeting was held on the15th April，2004)规定判断标准如下：

三体诊断标准：在所检测的同种染色体基因座中，若出现2个及2个以上有三体特征的峰型，即可诊断该种染色体三体。

非三体诊断标准：指所检测基因座中，呈单峰和正常比例的双峰，或出现有三体特征的峰型少于2个。

注释：

（1）三体特征的峰型：包括三峰和双峰两种情况。前者是指在某个基因座上有接近1：1：1比例的3个单峰，后者是指在某个基因座上出现双峰时，较短的片段峰面积除以较长的片段峰面积，其比例≤0.6或≥1.8。

（2）正常比例的双峰：是指在某个基因座上出现双峰时，较短的片段峰面积除以较长的片段峰面积，其比例在0.8～1.4之间。结果参见附图1～3。从图中可以看出，本发明提供的试剂盒可以有效地扩增23个STR位点的各个等位基因的标准物，各位点的扩增产物在电泳检测下得到的图谱清晰，各特征峰之间无干扰，无特异峰出现。

实施例3：用本试剂盒快速产前诊断目标染色体异常综合征

采用临床常规染色体核型分析剩余的羊水、绒毛、血液样本558份，其中羊水取样0.5-1ml，绒毛取样数根（0.1-0.5g），血液样本取样0.2ml，按实施例2最终确定的试剂盒优选组成和检测方法进行盲法检测分析。本试剂盒在558份样本中共检测出5例21三体、3例18三体、10例45X、1例47XXY、1例47XYY和2例47XXX（均为完全型，无嵌合体和易位型），同时采用了染色体核型诊断进行了结果验证，本方法的检测准确性达100%，无漏检，无扩增失败；每份样本可在24小时内获得检测结果。

结果参见附图4、附图5、附图6、附图7、附图8、附图9，图中箭头所示的基因型具有诊断价值，呈现为基因量比例近似为1:1:1的三个等位基因峰或基因量比例近似为2:1的两个等位基因峰。

对21三体综合征胎儿羊水标本在D21S1270、D21S11、D21S1412基因座的特征性STR等位基因型及多余染色体的来源分析，扩增结果如图4a、图4b、图4c所示。D21S1270的基因型呈现为基因量比例近似为1:1:1的三个等位基因峰；D21S11、D21S1412的基因型呈现为基因量比例近似为2:1双等位基因峰。上述两种基因型都具有21三体诊断价值。由于羊水的等位基因分别来自于父母，基因型比对显示胎儿在D21S1270、D21S11、D21S1412基因座上的多余等位基因来自于母亲，即提示该胎儿多余的21号染色体来自于母亲。

对18三体综合征胎儿羊水标本在D18S535、D18S1002基因座的特征性STR等位基因型分析扩增结果如图5a、图5b。D18S535的基因型呈现为基因量比例近似为1:1:1的三个等位基因峰；D18S1002的基因型呈现为基因量比例近似为2:1双等位基因峰，上述两种基因型都具有18三体诊断价值。

1例13三体综合征胎儿羊水标本在D13S305、D13S258基因座的特征性STR等位基因型分析，扩增结果如图6a、图6b。D13S305的基因型呈现为基因量比例近似为1:1:1的三个等位基因峰；D13S258的基因型呈现为基因量比例近似为2:1双等位基因峰，上述两种基因型都具有13三体诊断价值。

Klinefelter综合征(47XXY)血液标本在Amelogenin、DXS22、DXYS267基因座的特征性STR等位基因型分析，扩增结果如图7a、图7b、图7c所示。Amelogenin的基因型呈现为基因量比例近似为2:1双等位基因峰；DXS22、DXYS267的基因型呈现为基因量比例近似为1:1:1的三个等位基因峰。上述两种基因型都具有47XXY诊断价值。

超雄综合征(47XYY)胎儿羊水标本在Amelogenin、DXS22基因座的特征性STR等位基因型分析，扩增结果如图8a、图8b所示。Amelogenin、DXS22的基因型呈现为基因量比例近似为2:1双等位基因峰，上述两种基因型都具有47XYY诊断价值。

X三体综合征(47XXX)胎儿羊水标本在Amelogenin、DXS6809、DXS1187基因座的特征性STR等位基因型分析,扩增结果如图9a、图9b、图9c所示。Amelogenin的基因型呈现为单等位基因峰；DXS6809的基因型呈现为基因量比例近似为1:1:1的三个等位基因峰；DXS1187的基因型呈现为基因量比例近似为2:1双等位基因峰。上述三种基因型都具有47XXX诊断价值。

实施例4：判断三体综合征胚胎额外染色体的来源

采集实施例3中确诊为21三体的5例胚胎的父源和母源的外周血样本10份（每份样本为2ml EDTA抗凝血），按实施例2最终确定的试剂盒优选组成和检测方法进行检测分析。结合胚胎基因型进行分析。结果显示，本试剂盒通过胎儿羊水和父母外周血检测可清晰判断多余或缺失染色体的亲缘来源，有助于下次妊娠指导。图4是1例21三体羊水多余染色体的来源分析，由于胚胎的等位基因分别来自于父母亲，基因型比对显示标本在D21S1270、D21S11、D21S1412基因座上的多余等位基因来自于母亲，即提示该多余染色体来自于母亲。

实施例6：用本试剂盒快速诊断Turner综合征并判断性染色体缺失原因

采集已确诊为45X（染色体核型分析确诊）的胚胎绒毛6份（每份2g左右），并抽取流产胚胎的父源和母源的外周血样本（每例2ml EDTA抗凝血），按实施例2最终确定的试剂盒优选组成和检测方法进行检测分析。结果显示，本试剂盒通过胚胎绒毛及父母外周血检测可清晰判断性染色体缺失情况。附图10是1例45X胚胎缺失染色体的来源分析，基因型比对显示标本在DXYS267、DXS981基因座上的单等位基因来源于母亲，即提示该胚胎缺失了父亲来源的性染色体。

SEQUENCE LISTING

<110> 无锡中德美联生物技术有限公司杭州博圣生物技术有限公司

<120> 一种单管复合扩增检测人类五条染色体非整倍体的试剂盒

<130> 无

<160> 46

<170> PatentIn version 3.5

<210> 1

<211> 22

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 1

ccctgggctc tgtaaagaat ag 22

<210> 2

<211> 21

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 2

agagcttaaa ctgggaagct g 21

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<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 3

gtcaaggttt tcttagaggg acaga 25

<210> 4

<211> 26

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 4

tgtctttgtg atcgtaaata cttaat 26

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<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 5

tctatgcata tatatacaca cacatat 27

<210> 6

<211> 22

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 6

gatggcctgt gtctatccca ct 22

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<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 7

gttctccaga gacagactaa taggaggt 28

<210> 8

<211> 25

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 8

atggtctgtt atgggacttt tctca 25

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<211> 24

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 9

gtgacaagag tgaaactctg tcaa 24

<210> 10

<211> 28

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 10

gtgtcttggt cagttcagaa gtcactta 28

<210> 11

<211> 23

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 11

ctacagcaaa cttcatgtga caa 23

<210> 12

<211> 23

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 12

gtttctactt ttcaggcacc tca 23

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<211> 22

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 13

tgaggacctg tcgttacgaa tg 22

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<211> 24

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 14

gaggaaattt gtggttatag agca 24

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<211> 21

<212> DNA

<213> 人工序列

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tgaggggacc tggaatgtat c 21

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<211> 21

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 16

gagcgaaact ccgtctcaaa a 21

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<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 17

tcctaatgtg gtcttctact tgtgtcaa 28

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<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 18

gcataattta aaaaaataaa actcaag 27

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<211> 25

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 19

agtcaccacc atattgttcc ttgag 25

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<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 20

gtgtatacag ctaaaaactt ggaatg 26

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<211> 25

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 21

acccctttat acttggctgt gatag 25

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<211> 26

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 22

ggtctttaga ttcagactag aaccac 26

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<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 23

gagaatcact tggaaccccc 20

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<211> 23

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 24

cttccatgaa gtagctaagc agg 23

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<211> 27

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 25

gtcttagata tgataatttc cattgcc 27

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<211> 24

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 26

atttgaatgt tgccacacta ctgg 24

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<211> 25

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 27

ttgtttgact caatggataa acaga 25

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<211> 24

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 28

gttatacccc agggcaagac agac 24

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<211> 23

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 29

attcttctgt taggaagagc ccc 23

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<211> 23

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 30

gtgccatcaa gaaaaatgag att 23

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<211> 25

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 31

gagcaagcaa ttcagtaaat acacg 25

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<211> 25

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 32

caagagataa ggaataaaat gggat 25

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<211> 25

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 33

agttgggttc acattctcaa actac 25

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<211> 25

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 34

caattttgct ttaggctgat gtgag 25

<210> 35

<211> 27

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 35

tcttattcca gataactggg ctaggaa 27

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<211> 28

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 36

gaaggatgct ggttataaaa cactcttc 28

<210> 37

<211> 25

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 37

gcttagagca gaggtttcta gtctt 25

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<211> 24

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 38

tgtgaggtgt gaatcaaata ctgg 24

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<212> DNA

<213> 人工序列

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atttgatttc ttcatcccct cc 22

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<212> DNA

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gagttggaaa gaaaaggaaa gc 22

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<212> DNA

<213> 人工序列

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cttggctttg cattttctag ctgt 24

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<212> DNA

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<400> 42

gaaccacagt gcttggctat atc 23

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<212> DNA

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acccagaaat gagatcagca ag 22

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<212> DNA

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ggaaataagc atctgagccc agt 23

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<212> DNA

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ctatgttaag cgtattcaac agcg 24

<210> 46

<211> 22

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 46

ggaagcaaac tgcaattctt cg 22

Claims

1.一种单管复合扩增检测人类五条染色体非整倍体的试剂盒，其特征在于，包括有扩增如下23个STR基因座所对应的引物：Amelogenin、D21S1432、D21S1270、D21S11、D21S1412、D18S535、D13S305、DXYS218、DXYS267、DXS981、D21S1442、D18S386、D13S634、D18S1002、D21S1435、D13S258、DXS6809、D13S742、DXS1187、DXS22、D18S977、D18S499和SRY。

2.根据权利要求1所述的单管复合扩增检测人类五条染色体非整倍体的试剂盒，其特征在于，所述的引物分别是指：Amelogenin： SEQ ID NO.1～2、D21S1432： SEQ ID NO.3～4、D21S1270： SEQ ID NO.5～6、D21S11： SEQ ID NO.7～8、D21S1412： SEQ ID NO.9～10、D18S535： SEQ ID NO.11～12、D13S305： SEQ ID NO.13～14、DXYS218： SEQ ID NO.15～16、DXYS267： SEQ ID NO.17～18、DXS981： SEQ ID NO.19～20、D21S1442 ：SEQ ID NO.21～22、D18S386： SEQ ID NO.23～24、D13S634： SEQ ID NO.25～26、D18S1002： SEQ ID NO.27～28、D21S1435： SEQ ID NO.29～30、D13S258： SEQ ID NO.31～32、DXS6809： SEQ ID NO.33～34、D13S742： SEQ ID NO.35～36、DXS1187： SEQ ID NO.37～38、DXS22： SEQ ID NO.39～40、D18S977： SEQ ID NO.41～42、D18S499 ：SEQ ID NO.43～44和SRY： SEQ ID NO.45～46。

3.根据权利要求2所述的单管复合扩增检测人类五条染色体非整倍体的试剂盒，其特征在于，各组引物的浓度是SEQ ID NO.1～2：0.02μM、SEQ ID NO.3～4：0.06μM、SEQ ID NO.5～6：0.05μM、SEQ ID NO.7～8：0.06μM、SEQ ID NO.9～10：0.12μM、SEQ ID NO.11～12：0.09μM、SEQ ID NO.13～14：0.06μM、SEQ ID NO.15～16：0.02μM、SEQ ID NO.17～18：0.04μM、SEQ ID NO.19～20：0.04μM、SEQ ID NO.21～22：0.05μM、SEQ ID NO.23～24：0.12μM、SEQ ID NO.25～26：0.15μM、SEQ ID NO.27～28：0.12μM、SEQ ID NO.29～30：0.08μM、SEQ ID NO.31～32：0.09μM、SEQ ID NO.33～34：0.12μM、SEQ ID NO.35～36：0.18μM、SEQ ID NO.37～38：0.20μM、SEQ ID NO.39～40：0.08μM、SEQ ID NO.41～42：0.16μM、SEQ ID NO.43～44：0.18μM和SEQ ID NO.45～46：0.18μM。

4.根据权利要求1所述的单管复合扩增检测人类五条染色体非整倍体的试剂盒，其特征在于：各组引物中反对应的正向与反向引物中，至少有一个的5’端是经过标记的。

5.根据权利要求4所述的单管复合扩增检测人类五条染色体非整倍体的试剂盒，其特征在于：各组引物是分组标记的，第一组：Amelogenin、D21S1432、D21S1270、D21S11、D21S1412、D18S535和D13S305；第二组：DXYS218、DXYS267、DXS981、D21S1442、D18S386和D13S634；第三组：D18S1002、D21S1435、D13S258、DXS6809、D13S742和DXS1187；第四组：DXS22、D18S977、D18S499和SRY。

6.根据权利要求5所述的单管复合扩增检测人类五条染色体非整倍体的试剂盒，其特征在于：每组分别采用FAM、HEX、TAMRA、ROX中的任一种标记，而且每组之间的标记色都不相同。

7.根据权利要求1所述的单管复合扩增检测人类五条染色体非整倍体的试剂盒，其特征在于：还包括质控品9947A。

8.根据权利要求1所述的单管复合扩增检测人类五条染色体非整倍体的试剂盒，其特征在于：还包括有等位基因分型标准品。

9.根据权利要求3所述的单管复合扩增检测人类五条染色体非整倍体的试剂盒，其特征在于：该试剂盒中反应体系的组成是：10×PCR扩增反应液10μL、引物混合液、热启动C-Taq酶1.0μL、sdH₂O补足至25.0μL；所述的扩增反应液中包括有25 mM Tris-HCl，125 mM KCl，6.5 mM Mg²⁺，0.6 mM dNTPs。