CN104531875A - 一种MyD88基因突变荧光定量PCR检测试剂盒及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及分子生物学领域,具体涉及一种采用荧光定量PCR检测基因突变的方法,特别涉及一种MyD88基因突变荧光定量PCR检测试剂盒及检测方法,可在突变含量只有0.1%的临床样本中检测出低至5个拷贝的突变DNA。本发明的方法包括:设计特异性引物和探针;配制荧光定量PCR反应体系和设计反应条件;利用特异性引物扩增样品中的突变基因靶序列;利用探针和扩增产物的杂交,检测反应体系中FAM和HEX荧光信号强度作为结果的判断标准。本试剂盒检测速度快,只需90分钟即可完成检测。
Description
技术领域
本发明涉及分子生物学领域,具体涉及一种采用荧光定量PCR检测基因突变的方法,特别涉及一种MyD88基因突变荧光定量PCR检测试剂盒及检测方法,可在突变含量只有0.1%的临床样本中检测出低至5个拷贝的突变DNA。
背景技术
MyD88(髓样分化因子88,myeloid differentiation factor 88)的相对分子量为35 kDa,包含2个特殊的结构域。其C端带有与TLR分子胞内段相同的TIR结构域,通过同型相互作用与TLR/IL-1R相接,启动信号转导;N端是死亡结构域(death domain,DD),带有死亡结构域的信号分子,参与凋亡相关的信号通路,通过DD招募、结合并活化其他带有DD的分子,如蛋白激酶IRAK,进而启动相关信号传导。MyD88作为一种衔接蛋白,可向细胞内传递信号,激活核因子-κB(NF-κB)等转录因子,引起多种炎性细胞因子以及抗凋亡分子的释放,从而参与人体固有免疫。目前一般认为该通路的过度激活与自身免疫疾病相关,近年来随着研究的深入,发现部分肿瘤细胞也表达有该信号分子,参与多种肿瘤的发病。
多项研究已在数种B细胞肿瘤中发现了MyD88第265位氨基酸由亮氨酸变成苯丙氨酸的突变(L265P)。此突变位点正好处于TLR结构域,可导致NF-κB信号通路的异常激活。Ngo等[1]通过RNA干扰、高通量mRNA测序发现29%的ABC分子亚型弥漫性大B细胞淋巴瘤存在MyD88 L265P突变,而在其他类型的弥漫大B细胞淋巴瘤和伯基特淋巴瘤中极少或者没有。有研究认为NF-κB信号途径的持续激活可促进细胞恶性增殖,途径的持续过度激活是ABC型弥漫性大B细胞淋巴瘤的特征[2]。Treon等[3]发现超过90%的华氏巨球蛋白血症具有MyD88 L265P,这种突变体可以引发白介素-1受体相关激酶(interleukin-1receptor-associated kinase,IRAK)介导的NF-κB信号的激活,促进细胞增殖。近年来的研究证实MyD88 L265P是IgM MGUS、华氏巨球蛋白血症常见的较为特异的基因突变,在疾病的诊断、病理机制及疗效评估方面均具有重要意义。
弥漫性大B细胞淋巴瘤是成年人中最为常见的非霍奇金淋巴瘤,通过分子表型,可分为激活型(ABC)、生发中心型(GCB)、原发纵膈型(PMBL)等。其中ABC型预后最差,临床治疗有效率不到40%。上述研究提示MyD88信号通路异常激活参与了B细胞肿瘤的发生,以MyD88信号通路为靶点的抑制剂可能成为治疗B胞肿瘤的新手段。应用分子诊断技术准确地检测病人肿瘤细胞中MyD88基因突变状态,从而选择合适的靶向治疗药物,不仅可对患者实行个性化治疗,同时亦可为临床评判病人的预后提供帮助。
目前在临床上检测MyD88基因突变的通用方法为传统的DNA直接测序法。DNA直接测序法检测灵敏度只有20~30%,即肿瘤组织样本中必须要含有20~30%的突变阳性细胞才能被检测出来;对于小样本病理组织的检测,直接测序法的检测精度有限,难以满足实际应用的需求。同时,该方法容易造成污染,出现假阳性;操作复杂,耗时长(通常需要2~3天才能出检测结果)。针对此类问题,本发明提供了一种快速、高效、高灵敏度、操作简便的MyD88基因突变检测方法和试剂盒,仅需90分钟即可完成MyD88基因L265P突变的检测,为临床个体化用药提供准确实验依据。
参考文献:
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[3]Treon SP,Xu L,Guang Y,et al.MYD88 L265P Somatic Mutation in Waldenstr m'sMacroglobulinemia.N Engl Med 2012;367(9):826-833.
发明内容
为了提高临床检验能力,现提供一种快速有效检测MyD88基因突变的荧光定量PCR方法,该方法可以在90分钟内检测出MyD88基因的L265P突变。
本发明的技术方案包含以下步骤:
1.根据人类MyD88基因的野生型基因序列和L258P突变型基因序列,设计出多对特异性高效引物和探针,以FAM信号进行荧光标记;L265P突变点位于正向引物的3’端时,TaqMan探针中不包含突变点;当引物对不包含L265P突变点时,L265P突变点位于TaqMan探针的5’端。
2.选择MyD88基因中的保守序列为内控,设计相应的引物和探针,其TaqMan探针以HEX信号进行荧光标记。
3.建立荧光定量PCR扩增突变基因序列的反应体系,利用特异性引物通过PCR反应大量扩增目的基因序列。
4.可通过两种方式检测荧光信号:
A:利用荧光标记的特异性探针和扩增产物进行杂交,检测反应体系中荧光信号的强度。
B:特异性探针与模板上的L265P突变点结合,当上游引物与模板结合并扩增延伸到探针结合的位置时,Taq酶利用5’-3’端外切酶的活性,将探针5’端连接的荧光分子从探针上切割下来,从而发出荧光。
以HEX的信号达到设定阈值(Ct<32)时表明样品DNA中包含MyD88基因,且上样量在允许范围内,说明FAM的信号可信、有效;以FAM信号达到设定阈值时所需的循环次数Ct值作为阴阳性判断的标准,当Ct值等于0或≥35时,检测结果判定为阴性,Ct值<32时,检测结果为阳性。Ct值介于32至35之间为临界值,需重新检测。
本发明提供一种用于检测MyD88基因L265P突变的试剂盒,所建立的荧光定量PCR反应体系为:
反应体系总体积为25μL,用去离子水补足体积后,漩涡震荡、短暂离心混匀。
本发明所述荧光定量PCR反应条件是95℃预变性5分钟后进入以下循环:72℃ 20秒,95℃ 15秒,65℃ 20秒,进行10个循环;72℃ 20秒,95℃ 15秒,60℃ 20秒,共35个循环,荧光信号收集温度设定在退火温度。
本发明所述特异性引物和特异性探针见表1。P-SEQ-1~P-SEQ-11为正向引物;P-SEQ-12~P-SEQ-17为反向引物;P-SEQ-18~P-SEQ-22为探针。
表1:特异性引物和探针
所述的一种检测MyD88基因L265P突变的荧光定量PCR方法不包括样品DNA提取步骤,但对于从甲醛固定石蜡包埋的样品获得的DNA片段依然具有与从新鲜组织样品中提取的DNA同样的扩增和检测能力。
与现有的检测方法相比,本发明具有以下优势:
(1)建立了荧光定量PCR的方法,可有效检测MyD88基因L265P突变;
(2)灵敏度高,能检出5~10拷贝的突变;
(3)特异性强,10~100ng的野生型DNA不会产生非特异性干扰信号;
(4)选择性强,可在99~99.9%的野生型DNA背景下检测出0.1%~1.0%的突变型;
(5)检测操作简便,在封闭的体系中进行DNA扩增和实时荧光检测,检测速度快,仅需90分钟即可完成检测。
附图说明
图1:本发明试剂盒检测MyD88基因L265P突变型的扩增曲线图
图2:本发明试剂盒检测MyD88基因野生型样本的扩增曲线图
具体实施方式
下面以具体实施例对本发明做进一步的详细说明。应当理解的是,具体实施例仅是对本发明做出更清楚的说明,而不是对本发明的限制。
实施例1:
收集临床诊断为弥漫性大B细胞淋巴瘤(ABC分子亚型)的15例患者的肿瘤组织(包括新鲜组织和石蜡包埋组织切片),使用Qiagen公司的试剂盒提取出基因组DNA,溶解于超纯水中,经紫外分光光度计测定浓度,配成50ng/μL的溶液,作为PCR扩增的模板。
设计能特异性检测MyD88基因L265P突变的引物和荧光探针,序列如下:
荧光PCR扩增反应体系总体积为25μL,各成分为:
采用Roche 480II实时PCR扩增仪进行检测。上述荧光定量PCR反应条件是95℃预变性5分钟后进入以下循环:72℃ 20秒,95℃ 15秒,65℃ 20秒,进行10个循环;72℃ 20秒,95℃ 15秒,60℃ 20秒,共35个循环,荧光信号收集温度设定在退火温度。
检测反应体系中FAM和HEX荧光信号的强度,以HEX的信号达到设定阈值(Ct<32)表明样品DNA中包含MyD88基因,且上样量在允许范围内,说明FAM的信号可信、有效;以FAM信号达到设定阈值时所需的循环次数Ct值作为阴阳性判断的标准,当Ct值等于0或≥35时,检测结果判定为阴性;Ct值<32时,检测结果为阳性;Ct值介于32至35之间为临界值,需重新检测。
含有MyD88基因L265P突变样本的扩增曲线如图1所示,在15例样品中共检测出5例样本存在MyD88基因L265P突变。另外将实施例1中的样品进行测序验证,测序结果与采用本试剂盒进行检测的结果完全一致,可确认本试剂盒能够正确测定MyD88基因L265P突变。
实施例2:
构建含有MyD88基因L265P突变的质粒,作为突变型的模板,野生型的模板采用HT29细胞DNA。模板DNA均溶解于超纯水中,经紫外分光光度计测定浓度,配成50ng/μL的溶液,作为PCR扩增的模板。
设计能特异性检测MyD88基因L265P突变的引物和荧光探针,序列如下:
荧光PCR扩增反应体系总体积为25μL,各成分为:
采用Roche 480II实时PCR扩增仪进行检测,上述荧光定量PCR反应条件是98℃预变性5分钟后进入以下循环:72℃ 20秒,95℃ 15秒,65℃ 20秒,进行10个循环;72℃ 20秒,95℃ 15秒,60℃ 20秒,共35个循环,荧光信号收集温度设定在退火温度。
检测反应体系中FAM和HEX荧光信号的强度,以HEX的信号达到设定阈值(Ct<32)时表明样品DNA中包含MyD88基因,且上样量在允许范围内,说明FAM的信号可信、有效;以FAM信号达到设定阈值时所需的循环次数Ct值作为阴阳性判断的标准,当Ct值等于0或≥35时,检测结果判定为阴性;Ct值<32时,检测结果为阳性;Ct值介于32至35之间为临界值,需重新检测。
MyD88基因野生型样本的扩增曲线图如图2所示。
灵敏度分析:将突变型模板从50ng/μL进行连续梯度稀释,在荧光PCR扩增反应体系(25μL)中分别加入1000、500、50、5个拷贝数的模板,每种模板量测定三管。检测结果表明本发明提供的荧光定量PCR灵敏度高,5拷贝的突变型模板即可检出。
拷贝数 | 1000 | 500 | 50 | 5 |
平均Ct值 | 25.33 | 26.47 | 30.15 | 33.22 |
选择性能力分析:将突变型模板和野生型细胞系HT29的DNA浓度配制为50ng/μL,两者等体积混匀即为含50%突变型的DNA,用野生型DNA逐步稀释,配制成含20%、10%、5%、1%、0.5%、0.1%突变型DNA的供试模板,取供试模板进行荧光定量PCR检测,每种模板量测定三管。检测结果表明,10ng样品DNA中含0.1%的突变DNA即可检出。
突变型模板含量(%) | 20 | 10 | 5 | 1 | 0.5 | 0.1 |
平均Ct值 | 26.98 | 28.01 | 29.06 | 31.06 | 32.67 | 34.22 |
重复性分析:每次反应加入突变型模板DNA 10ng、1ng和100pg,重复10次荧光定量PCR检测,10次的Ct值相差不超过0.2个循环。
Ct值 | 10ng模板DNA | 1ng模板DNA | 100pg模板DNA |
1 | 26.78 | 30.11 | 33.20 |
2 | 26.81 | 30.07 | 33.28 |
3 | 26.80 | 30.09 | 33.28 |
4 | 26.78 | 30.13 | 33.19 |
5 | 26.79 | 30.13 | 33.16 |
6 | 26.82 | 30.18 | 33.21 |
7 | 26.81 | 30.20 | 33.22 |
8 | 26.77 | 30.07 | 33.27 |
9 | 26.77 | 30.22 | 33.20 |
10 | 26.83 | 30.23 | 33.15 |
Claims (7)
1.用于检测MyD88基因突变的特异性引物和探针,见本发明说明书表1,P-SEQ-1~P-SEQ-22。
2.一种检测MyD88基因突变的检测试剂盒,其特征在于,包括权利要求1所述的引物和探针。
3.如权利要求2所述的检测MyD88基因突变的检测试剂盒,包括以下荧光定量PCR反应体系:
。
4.如权利要求2所述的检测MyD88基因突变的检测试剂盒,荧光定量PCR反应条件为:95℃预变性5分钟后进入以下循环:72℃20秒,95℃15秒,65℃20秒,进行10个循环;72℃20秒,95℃15秒,60℃20秒,共35个循环,荧光信号收集温度设定在退火温度。
5.如权利要求2所述的检测MyD88基因突变的检测试剂盒,检测结果判定方法为:以HEX的信号达到设定阈值(Ct<32)时表明样品DNA中包含MyD88基因,且上样量在允许范围内,说明FAM的信号可信、有效;以FAM信号达到设定阈值时所需的循环次数Ct值作为阴阳性判断的标准,当Ct值等于0或≥35时,检测结果判定为阴性,Ct值<32时,检测结果为阳性,Ct值介于32至35之间为临界值,需重新检测。
6.如权利要求2所述的检测MyD88基因突变的检测试剂盒,待检测样品包括新鲜病理组织、石蜡包埋病理组织、石蜡切片和血液。
7.一种用于检测MyD88基因突变的引物和探针,其特征在于,由P-SEQ-1~P-SEQ-22的寡核苷酸引物和探针或序列与其有至少70%同一性的寡核苷酸组成。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150422 |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |