用于检测单核苷酸多态性的引物、试剂盒及其检测方法
技术领域
本发明属于生物技术领域,特别涉及一种用于检测单核苷酸多态性的引物、试剂盒及其检测方法。
背景技术
Real-time PCR是一项目前广泛应用于科研、临检的DNA扩增技术,它将微量的DNA或RNA模板数量放大百万倍以上,以形象的逻辑斯蒂曲线将产物的变化过程描绘出来,以便人们观测基因的有或无,多与少,正常或者发生变异(突变、重复、缺失、易位等)。在Real-time PCR中,最为可靠也是最常用的是Taqman探针技术。它和普通PCR技术相比,Real-time PCR具有以下优势特征:(1)荧光探针和模板的杂交过程在密闭反应管中进行,不会造成普通PCR的气溶胶污染;(2)实时监控反应的整个过程,对异常情况(如信号突增)有更好的判断;(3)采用荧光探针技术,不仅量化准确,而且保证了整个反应的敏感和特异性。
然而,对于仅发生一个碱基突变的靶序列,检测十分困难。目前运用的方法主要有限制性内切酶片段切割法,ARMS法,MGB探针法、芯片杂交法等。这些方法主要应用于科研,操作较为繁杂冗长,结果稳定性差,不易判读,在临床应用上受到诸多限制。后来,研究人员在ARMS法的基础上,结合荧光定量PCR技术,发展出TaqMAMA方法(Taqman mismatch amplification mutation assay),该技术对模板和引物的匹配度做了改进,使得扩增特异性大幅增加,有效获得单碱基突变的识别效果。近年来发展起来的一些类似技术较好解决了之前操作复杂,稳定性差的问题,但依然存在以下缺陷:(1)不能直接用于全血、尿液、组织液、植物粗提液等样本类型的扩增;(2)对野生型、突变型及杂合型的区分度不够高;(3)对样本的新鲜程度、样本量有较为苛刻的要求。
发明内容
专业术语:
“Ct值”是指使用荧光定量PCR方法检测DNA时,扩增产物的荧光信号达到阈值时所需要的循环数。由于是两管反应同时进行,所以Ct值分别以CtA和CtB表示。
本发明的目的在于提供一种用于检测单核苷酸多态性的引物。
为实现上述目的,本发明提供一种用于检测单核苷酸多态性的引物,针对基因突变位点,设计野生型正向引物和突变型正向引物,或者设计野生型反向引物和突变型反向引物,在每组所述野生型和突变型正向引物的3’端倒数第三个碱基引入一个突变点,或者在每组所述野生型和突变型反向引物的3’端倒数第三个碱基引入一个突变点,增加引物和模板的不匹配度;每组所述野生型和突变型正向引物的3’端最后一个碱基不同,或者每组所述野生型和突变型反向引物的3’端最后一个碱基不同。
优选的,所述每组所述野生型和突变型正向引物的3’端倒数第三个碱基相同,或者每组所述野生型和突变型反向引物的3’端倒数第三个碱基相同。
本发明的另一目的在于提供一种试剂盒,该试剂盒含有上述引物。
优选的,该试剂盒还包括PCR反应缓冲液、dNTP、DNA聚合酶、正向引物或反向引物和Taqman探针。
优选的,根据野生型正向引物和突变型正向引物设计反向引物,或者根据野生型反向引物和突变型反向引物设计正向引物。
优选的,所述DNA聚合酶为耐高温及热启动的酶,可常温储存。
本发明的另一目的在于提供一种用于检测单核苷酸多态性的试剂盒的检测方法,该检测方法包括以下步骤,
1)直接将样品分别装入A管和B管,并与上述试剂盒所述试剂充分混合,所述A管装有野生型正向引物或反向引物,B管装有突变型正向引物或反向引物,所述A、B两管内的其余成分相同;
2)将步骤1)的混合液瞬时离心后进行荧光定量PCR扩增,所述离心时间3s为最佳;
3)根据A管扩增曲线CtA值与B管扩增曲线CtB值的差值△Ct判断目标位点的基因类型,优选的,所述判断标准为CtA-CtB<-5,则该基因为野生型;CtA-CtB>5,则该基因为突变型;|CtA-CtB|<3,则该基因为杂合型。
优选的,所述步骤1)中样品为抗凝全血、尿液、精液、淋巴液、组织液或植物粗提液等。
优选的,所述样品的用量不大于1μl。
优选的,所述步骤2)的扩增过程分为预变性和循环两个阶段进行,循环阶段为两温循环或三温循环,循环次数为40个或以上。
本发明的有益效果为:
1、样品无须进行DNA提取,只需微量即可检测;
2、一管式反应,可立即进行扩增反应;
3、DNA聚合酶的选择上,采用更耐高温及热启动的酶,常温运输储存即可,无需冷链运输,大大降低了使用成本;
4、优化了引物设计,提高了检测准确性。
附图说明
图1CYP2C19基因681位点的荧光扩增曲线图(a);
图2CYP2C19基因681位点的荧光扩增曲线图(b);
图3CYP2C19基因681位点的荧光扩增曲线图(c);
图4ALDH2基因1510位点的荧光扩增曲线图(a);
图5ALDH2基因1510位点的荧光扩增曲线图(b);
图6ALDH2基因1510位点的荧光扩增曲线图(c);
图7经碱基错配位置优化后的荧光扩增曲线图;
图8专利CN101235415B中实施例1方法的荧光扩增曲线图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
实施例1CYP2C19*1、*2分型
CYP2C19*2是指681位点由G(鸟嘌呤)突变为A(腺嘌呤)。此突变会导致细胞色素酶CYP2C19活性丧失,氯吡格雷药效明显减弱。为检测此突变,引物探针序列设计如下,
正向引物:5’-CCAGAGCTTGGCATATTGTATC-3’;
野生型反向引物:5’-TAAGTAATTTGTTATGGGTTGCC-3’;
突变型反向引物:5’-TAAGTAATTTGTTATGGGTTGCT-3’;
反向探针:5’-GAAAATTATTGCATATCTAAGAGAA-3’;
将1ul EDTA抗凝全血与DNA聚合酶,PCR反应缓冲液,dNTP,引物探针在两个反应管内充分混合。A管装有正向引物,野生型反向引物和反向探针;B管装有正向引物,突变型反向引物和反向探针。两个管内除了反向引物不同外,其余组分完全相同。每人份反应液(25μl)包含5μmol/L正、反向引物各1μl,5μmol/L探针0.5μl,10mmol/LdNTP0.4μl,DNA聚合酶0.1μl,2×PCR反应缓冲液12.0μl,超纯水9μl以及1μl全血。检测采用Agilent MX3000P荧光定量PCR仪。PCR扩增检测条件设为95℃5分钟,45个循环(98℃10秒,60℃荧光检测40秒)。
反应结束后,打开荧光扩增曲线界面,把基线范围设定为10至22,将阈值线拉至曲线荧光最大值的1/10处,即可得到两个反应的Ct值CtA和CtB。此处CtA为装有野生型引物的反应得到的Ct值,CtB为装有突变型引物的反应得到的Ct值。
结果判断:如图1所示,CtA-CtB<-5,则CYP2C19基因681位点为突变型GG,可标记为*1/*1;如图2所示,CtA-CtB>5,则CYP2C19基因681位点为突变型AA,可标记为*2/*2;如图3所示,|CtA-CtB|<3,则CYP2C19基因681位点为杂合型GA,可标记为*1/*2。
实施例2ALDH21510位点G→A突变检测
ALDH2编码乙醛脱氢酶,1510位点发生突变(G变为A)将导致乙醛脱氢酶失活,此基因突变的患者无法代谢酒精以及硝酸甘油等药物。为检测此突变,引物探针序列设计如下,
野生型正向引物:5’-CCACACTCACAGTTTTCACTAC-3’
突变型正向引物:5’-CCACACTCACAGTTTTCACTAT-3’
反向引物:5’-GAGCCCAGTCACCCTTTG-3’
反向探针:5’-AGTGTATGCCTGCAGCCCGT-3’
将1ul枸橼酸钠抗凝全血与DNA聚合酶,PCR反应缓冲液,dNTP,引物探针在两个反应管内充分混合。A管装有野生型正向引物,反向引物和反向探针;B管装有突变型正向引物,反向引物和反向探针。两个管内除了正向引物不同外,其余组分完全相同。每人份反应液(25μl)包含5μmol/L正、反向引物各1μl,5μmol/L探针0.5μl,10mmol/L dNTP0.4μl,DNA聚合酶0.1μl,2×PCR反应缓冲液12μl,Trixon X-1001μl,超纯水8μl以及1μl全血。检测采用Agilent MX3000P荧光定量PCR仪。PCR扩增检测条件设为95℃5分钟,45个循环(95℃10秒,57℃荧光检测40秒)。
反应结束后,打开荧光扩增曲线界面,把基线范围设定为10至22,将阈值线拉至曲线荧光最大值的1/10处,即可得到两个反应的Ct值CtA和CtB。此处CtA为装有野生型引物的反应得到的Ct值,CtB为装有突变型引物的反应得到的Ct值。
结果判断:如图4所示,CtA-CtB<-5,则ALDH2基因1510位点为野生型GG;如图5所示,CtA-CtB>5,则ALDH2基因1510位点为突变型AA;如图6所示,|CtA-CtB|<3,则ALDH2基因1510位点为杂合型GA。
实施例3CYP2C9基因*1和*3分型
CYP2C9基因突变和华法林的药效密切相关。为了对比引物序列错配点设计的优劣性,在正向引物的3’端倒数第三个碱基引入错配,由原来的腺嘌呤(A)变为胸腺嘧啶(T),倒数第二个碱基保持不变,序列如下:
野生型正向引物:5’-TGCACGAGGTCCAGAGATTGA-3’
突变型正向引物:5’-TGCACGAGGTCCAGAGATTGC-3’
反向引物:5’-TTTCTGAATTTAATGTCACAGGTCACT-3’
荧光探针:5’-TGACCTTCTCCCCACCAGCCTGC-3’
将1μl EDTA抗凝全血(已知杂合型样本)与DNA聚合酶,PCR反应缓冲液,dNTP,引物探针在两个反应管内充分混合。A管装有野生型正向引物,反向引物和反向探针;B管装有突变型正向引物,反向引物和反向探针。两个管内除了反向引物不同外,其余组分完全相同。每人份反应液(25μl)包含5μmol/L正、反向引物各1μl,5μmol/L探针0.5μl,10mmol/L dNTP0.4μl,DNA聚合酶0.1μl,2×PCR反应缓冲液12μl,超纯水9μl以及1μl全血。检测采用ABI7300荧光定量PCR仪。PCR扩增检测条件设为95℃5分钟,45个循环(98℃10秒,60℃荧光检测40秒)。
反应结束后,打开荧光扩增曲线界面,把基线范围设定为10至22,将阈值线拉至曲线荧光最大值的1/10处,即可得到两个反应的Ct值CtA和CtB。此处CtA为装有野生型引物的反应得到的Ct值,CtB为装有突变型引物的反应得到的Ct值。
结果判断:如图7所示,CtA-CtB=1.25<3,则CYP2C9为杂合型。
对比例1CYP2C9基因*1和*3分型
专利CN101235415B中实施例1提到的引物探针序列采取的方式是3’端倒数第二个碱基引入错配,其序列如下:
野生型正向引物:5’-GTGCACGAGGTCCAGAGATAGA-3’
突变型正向引物:5’-TGCACGAGGTCCAGAGATAAC-3’
反向引物:5’-TTTCTGAATTTAATGTCACAGGTCACT-3’
荧光探针:5’-TGACCTTCTCCCCACCAGCCTGC-3’
后续步骤皆按照其提供的实施例1方法进行操作,其结果如图8所示,CtA-CtB=4.92,在3-5之间,难于判别。而本实施例3中,不需对样品处理,避免了人为操作和判读的误差,结果更加可控,且引物序列的改进可使荧光扩增曲线获得更好的效果,难以辨别的灰区大幅缩小为零,使得标准化检测成为可能。
虽然,上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验,对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。