CN105177115A

CN105177115A - 一种用于指导伊立替康类化疗药物个体化治疗的ugt1a1联合基因位点荧光检测试剂盒

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Publication number: CN105177115A
Application number: CN201410654077.0A
Authority: CN
Inventors: 步迅; 张全芳; 刘艳艳; 冯孟秋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-11-17
Filing date: 2014-11-17
Publication date: 2015-12-23
Anticipated expiration: 2034-11-17
Also published as: CN105177115B

Abstract

本发明提供一种检测试剂盒，以UGT1A1*60(-3279T/G)，UGT1A1*93(-3156G/A)，UGT1A1*28(-536/7)及UGT1A1*6(211G/A)这四个位点为检测对象，以分子信标探针荧光定量PCR为基础，对上述4个基因位点进行基因分型检测。本发明一次性检测出四个位点，大大节约了成本，为临床诊断和相关领域科研提供可靠方法。

Description

一种用于指导伊立替康类化疗药物个体化治疗的UGT1A1联合基因位点荧光检测试剂盒

技术领域

本发明涉及一种用于指导伊立替康类化疗药物个体化治疗的UGT1A1联合基因位点荧光检测试剂盒，属于分子生物学检测技术领域。

背景技术

最近几年，药物遗传学/药物基因组学在化疗药物作用机制等方面的研究获得了突破性进展，发现化疗药物对肿瘤细胞的杀伤效应与特定的一种(一组)基因的表达和/或多态性显著相关。通过相关基因的检测，预测化疗药物的疗效，选择合适的药物进行个体化化疗，已经成为提高疗效、减少无效治疗的合理选择。

个体化化疗是根据癌症患者药物遗传学和药物基因组学特点，采用特异和最佳的化疗药物方案进行化疗的方法。个体化化疗可以帮助患者选择合适的化疗药物，提高治疗的针对性，最大程度的延长患者的生存期。

伊立替康是目前治疗转移性结直肠癌、肺癌、胃癌、卵巢癌等实体瘤最有效的化疗药物之一。国外临床研究表明采用伊立替康为基础的化疗方案可以提高患者的化疗有效率、无疾病进展生存时间(progression-freesurvival，PFS)和总生存时间(overallsurvival，OS)。在临床治疗肿瘤疾病的过程中，不同患者对化疗药物的疗效和耐受性存在差异，有一部分患者因其毒性反应大而不能耐受，从而终止了化疗方案的治疗，甚至有个别患者因其毒性反应没有得到有效的控制而导致临床死亡。

现代药物基因组学研究证明，人类遗传和基因多态性是药物不良反应及其疗效个体化差异的首要原因。近年来大量临床观察显示，肿瘤患者使用伊立替康化疗的安全性与尿苷二磷酸葡糖苷酸转移酶1A1(uridinediphosphateglucuronosyltransferases1A1，UGT1A1)基因多态性有关。

UGT1A1基因的相关热点突变位点主要有UGT1A1*60(-3279T/G)，UGT1A1*93(-3156G/A)，UGT1A1*28(-536/7)andUGT1A1*6(211G/A)，UGT1A7*1，UGT1A7*2，UGT1A7*3，UCT1A7*4，UGT1A9一118(dT)9，UGT1A9一118(dT)10。国内大量的实验研究表明，UGT1A1*6突变型(G/A和A/A)与野生型G/G相比，可以增加患者发生3级以上中性粒细胞减少和腹泻的风险，与多项在日本的临床研究结果一致。各种研究及临床试验表明，UGT1A1*28的突变型(TA6/7和TA7/7)与野生型TA6/6相比，可以增加患者发生3级以上血小板减少的风险，但不会增加患者发生3级以上白细胞减少和中性粒细胞减少的风险；消化道毒性方面，UGT1A1*28的突变型(TA6/7和TA7/7)与野生型TA6/6相比，不会增加患者发生3级以上腹泻的风险。UGT1A1*60(-3279G/G)，UGT1A1*93(-3156A/A)，UGT1A1*28(-537/7)andUGT1A1*6(211T/T)纯合子出现的概率分别为6.4％，1.1％，1.1％，2.1％。发生3级粒细胞减少及腹泻的风险分别是53.2％和12.8％，与野生型相比，28和93的突变型有更高的三级粒细胞减少的风险，突变型与三级粒细胞减少的风险无关。28及93的携带者以及60的纯合子血液胆红素水平升高，但与剂量毒性无关。

综合临床、科研以及文献，UGT1A1*60(-3279G/A)，UGT1A1*93(-3156G/A)，UGT1A1*28(-536/7)和UGT1A1*6(211T/G)这四个位点都有个体化用药指导意义。为此，本发明针对UGT1A1基因的四个基因位点多态性所设计的试剂盒，从而更好地指导临床医生优化化疗方案，以达到个体化医疗的目的。

目前，检测UGT1A1基因多态性常用的方法是DNA直接测序法(毛细管电泳法)。DNA直接测序法通过正反双向测序进行比较，是检测基因突变的金标准，但其操作步骤多，需要对测序样品进行扩增、纯化、序列分析、判读等，可能增加错误的概率，而且反复开盖会增加污染概率，工作量大且敏感性低，需要特殊且昂贵的设备，结果判读复杂，存在较大的主观性，不适合临床常规检测。

另外，国内已有多个相关的检测试剂盒，比如北京鑫诺美迪的UGT1A1*28基因突变检测试剂盒，ThirdWave，Genelex、Genzyme、LabCorp、上海申友生物和上海天昊生物等。但都是只检测单个位点的试剂盒。广州益善生物技术有限公司的UGT1A1基因多态性检测的方法及液相芯片法可以检UGT1A1*28，UGT1A1*6或UGT1A1*93基因型。但是芯片法的检测成本高，而且开管操作，假阳性的出现比率高，虽然检测灵敏度相对较高，但对芯片检测设备仪器的要求也成为临床检测的很大障碍，难以普及推广。

本发明研制开发的检测试剂盒，以UGT1A1*60(+3279T/G)，UGT1A1*93(-3156G/A)，UGT1A1*28(-536/7)及UGT1A1*6(211G/A)这四个位点为检测对象，以分子信标探针荧光定量PCR为基础，对上述4个基因位点进行基因分型检测。此方法可实现对标本DNA基因位点高特异性和高灵敏性的基因分型检测，且一次性可以检出四个位点的基因型，除此之外，该方法操作简便，一步加样闭管检测，避免了PCR污染；周期短，一次反应耗时1小时左右；结果判读简单明了，且仪器普及程度较高，便于在临床检测的开展。一次性检测出四个位点，大大节约了成本，为临床诊断和相关领域科研提供可靠方法。

发明内容

本发明目的是提供一种可在1小时之内同时检测UGT1A1基因4个热点基因多态性位点并且同时进行基因分型的荧光检测试剂盒。

为了实现上述目的，采取的技术方案：一种用于指导伊立替康类药物个体化治疗的UGT1A1基因突变检测试剂盒，该试剂盒包括扩增试剂和一系列标准品。

所述扩增试剂包括：PCR缓冲液、MgCl₂和dNTPs的反应混合物，Taq酶，超纯水，高特异性扩增UGT1A1*60(-3279T/G)，UGT1A1*93(-3156G/A)，UGT1A1*28(-536/7)及UGT1A1*6(211G/A)的引物混合物，对上述位点进行特异性检测的分子信标荧光探针混合物，对人基因组DNA进行检测的通用引物及探针混合物；

所述一系列标准品包括：UGT1A1*60(-3279T/G)分型标准品，UGT1A1*93(-3156G/A)分型标准品，UGT1A1*28(-536/7)分型标准品及UGT1A1*6(211G/A)分型标准品。

所述用于对UGT1A1*60(-3279T/G)，UGT1A1*93(-3156G/A)，UGT1A1*28(-536/7)及UGT1A1*6(211G/A)基因分型检测的野生型及突变型特异型探针，对人基因组DNA进行检测的通用探针被分为5组，分别采用四种不同的发光基团对各组探针的5’端进行标记，3’端的淬灭基团可以为相同或不同的荧光染料。

所述探针所分为的四组为：用于对UGT1A1*60(-3279T/G)基因多态性位点野生型及突变型特异型探针进行特异性检测的探针及对人基因组DNA进行检测的通用探针为一组，采用3种不同荧光发光-淬灭基团；用于对UGT1A1*93(-3156G/A)基因多态性位点野生型及突变型特异型探针进行特异性检测的探针及对人基因组DNA进行检测的通用探针为一组，采用3种不同荧光发光-淬灭基团；用于对UGT1A1*28(-536/7)基因多态性位点野生型及突变型特异型探针进行特异性检测的探针及对人基因组DNA进行检测的通用探针为一组，采用3种不同荧光发光-淬灭基团；用于对UGT1A1*6(211G/A)基因多态性位点野生型及突变型特异型探针进行特异性检测的探针及对人基因组DNA进行检测的通用探针为一组，采用3种不同荧光发光-淬灭基团；

所述5’端不同的发光基团所使用的荧光染料可以为：FAM、TET、HEX/JOE/VIC、Cy3、TAMRA、ROX/TexasRed、Cy5；3’端相同或不同的淬灭基团所使用的荧光染料可以为：BHQ1、BHQ2、TAMRA、DABCYL。

使用所述的试剂盒进行PCR复合扩增反应的条件：PCR扩增体系的pH值为8.0-9.0，镁离子浓度为1.5-3.0mM，4种dNTP的终浓度各为200-300μM，Taq酶的用量为0.1-0.4U/μl，引物探针混合物中的引物、探针的终浓度为0.2-1μM。

使用所述试剂盒进行PCR扩增时，扩增阶段反应在一个复合扩增反应体系中同时扩增UGT1A1*60(-3279G＞A)；UGT1A1*93(-3156T＞A)；UGT1A1*28(-536/7)及UGT1A1*6(211G＞A)4个基因位点。

用于UGT1A1*28(-536/7)检测的引物为：

SEQNO.1：5’-ACGCCCACTTGTCCTGGGCCTG-3’

SEQNO.2：5’-ACACACACAGCAGCAGGC-3’；

用于UGT1A1*6(211G＞A)4检测的引物为：

SEQNO.3：5’-AGTTGTCCTAGCACCTGACG-3’

SEQNO.4：5’-AAAACATTATGCCCGAGACT-3’；

用于UGT1A1*60(-3279T＞G)；UGT1A1*93(-3156G＞A)检测的引物为：

SEQNO.5：5’-TCTAGTTACATAACCTGAAACCCGG-3’

SEQNO.6：5’-TTGCTCTCAAAACTCTGGG-3’；

用于对人基因组DNA进行检测的通用引物为：

SEQNO.7：5′CAAAAGGGTCATCATCTCTGCC3′

SEQNO.8：5′AGCGTGTCCATAGGGTGCC3′；

用于UGT1A1*28(-536/7)检测的野生型及突变型探针为：

28_W：5′cgcaGCCATATATATATATATAAGTAGACtgcg3′

28_M：5′cgcagCCATATATATATATATATAAGTAGGACtgcg3′

用于UGT1A1*6(211G＞A)4检测的野生型及突变型探针为：

6*W：5′cgcggACGGAGCATTTTACACCTTGAAGACcgcg3′

6*M：5′cacgCAGAGACAGAGCATTTTACACCTTGAAcgtg3′

用于UGT1A1*60(-3279T＞G)检测的野生型及突变型探针为：

60*W：5′cggacTCAGTTTGAACAAAGCAATTTGAGAAgtccg3′

60*M：5′cggacCAGTGTGAACAAAGCAATTTGAGAACtccg3′

用于UGT1A1*93(-3156G＞A)检测的野生型及突变型探针为：

93*W：5′CAGCGCAGCCCACCTGTCCAAGCTCGCTG3′

93*M：5′CACAGCCAGCCCACCTGTCTAAGCTCTGTG3′

用于对人基因组DNA进行检测的通用探针为：

SEQNO.15：5’-caggCTTCCTCACCTGATGATCTTGAGGCcctg-3′；

所述各位点的复合扩增采用聚合酶链式反应来实现，采用荧光定量PCR进行实时检测，通过与标准品的同步扩增和分析，得出所测标本的分型信息。

其中所检测的人基因组DNA为：使用Chelex法、磁珠提取法、离心柱试剂盒法或酚/氯仿抽提法对来源样本进行处理得到的DNA；所述的来源样本为：来源于人类的：滤纸片血斑/口腔拭子样本、FTA卡血斑/口腔拭子样本、血液/痕、组织、羊水。

使用所述的试剂盒进行PCR扩增时，扩增阶段反应需在4通道或5通道的荧光定量PCR仪上进行，扩增程序：94-98℃1-5min；45个循环的94-98℃5-10s，55-65℃30-50s。

本发明的有益效果包括以下几个方面：

一、本发明同时检测UGT1A1的上述四个基因位点，结果容易判读。本发明的分子信标探针具有3’端淬灭基团不发光，背景较低，对单个碱基突变检测更敏感，且只需根据扩增曲线及CT值就可判读不同基因型，比传统的TaqMan水解探针检测，HRM检测等方法结果判读更简单。

二、本发明技术方案中的检测引物及探针价格低、用量少所以检测成本较低，一个多态性位点基因分型可在同一管反应中完成检测，操作简单。整个检测过程完全闭管，降低了PCR产物污染引起的假阳性风险。

三、本发明设计人类基因组通用引物及通用探针作为质控品，完全可以避免假阴性的可能。

四、本发明使用荧光定量平台，相对测序法、PCR-RFLP、PCR-LDR和芯片法等技术，荧光定量更容易推广并实现高通量检测。

附图说明

图1：UGT1A1*93(-3156G＞A)位点基因分型之突变型标准品扩增曲线(图1-a)：93*M，AA型，及野生型标准品扩增曲线(图1-b)：93*W，GG型。

图2：UGT1A1*28(-536/7)位点基因分型之突变型标准品扩增曲线(图2-a)：28*M，7/7型，及野生型标准品扩增曲线(图2-b)：28*W，6/6型。

图3：UGT1A1*6(211T＞G)位点基因分型之突变型标准品扩增曲线(图3-a)：6*M，GG型，及野生型标准品扩增曲线(图3-b)：6*W，TT型。

图4：UGT1A1*60(-3279G＞A)位点基因分型之突变型标准品扩增曲线(图4-a)：60*M，GG型，及野生型标准品扩增曲线(图4-b)：60*W，AA型。

图5：设计的一系列探针特异性对比图：图5-a是UGT1A1*28野生型探针W28_6*T1和W28_6*T2探针之间的对比；图5-b是UGT1A1*28突变型探针M28_7*T3和M28_7*T4探针之间的对比；

图5-c是UGT1A1*60野生型探针60W-T7.1和60W-T7.2探针之间的对比；图5-d是UGT1A1*60突变型探针60M-T8.1和60M-T8.2之间的对比；图5-e是UGT1A1*93野生型探针93W-T10.1和93W-T10.2之间的对比；图5-fUGT1A1*93突变型探针93M-T9.1和93M-T9.2之间的对比。

图6：各基因位点的质粒和DNA不同浓度的标准品扩展曲线图。图6-a：UGT1A1*6野生型质粒不同浓度的标准品扩增曲线图。图6-b：UGT1A1*6突变型质粒不同浓度的标准品扩增曲线图。图6-c：UGT1A1*6野生型标本DNA不同浓度标准品的的扩增曲线图。图6-d：UGT1A1*6突变型标本DNA不同浓度标准品的扩增曲线图。

具体实施方案：

实施例1

本发明提供一种用于UGT1A1*28，*6，*93，*60基因位点检测的方法。

1.用于UGT1A1*28位点野生型检测的探针5’端采用FAM荧光染料标记，突变型检测的探针5’端采用JOE荧光染料标记；用于UGT1A1*6(211G＞A)位点的野生型检测探针5’端采用FAM荧光染料标记，突变型检测的探针5’端采用JOE荧光染料标记；用于UGT1A1*60(-3279T＞G)位点的野生型检测的探针5’端采用FAM荧光染料标记，突变型检测的探针5’端采用JOE荧光染料标记；用于UGT1A1*93(-3156G＞A)位点的野生型检测探针5’端采用FAM荧光染料标记，突变型检测的探针5’端采用JOE荧光染料标记，3’端用BHQ1或BHQ2修饰。

待测样本1700份，都已经使用“DNA提取-PCR扩增-测序”的技术方法对各位点进行过测序检测。其中，UGT1A1*6(211G＞A)突变样本807份，UGT1A1*60(-3279T＞G)突变样本595份，突变样本份，UGT1A1*93(-3156G＞A)突变样本123份，UGT1A1*28突变样本443份。

2、检材的基因组DNA提取

Chelex提取法：剪下1～3mm血斑(标本来自于XX医院检验科)置于1.5mL离心管中，加入sdH₂O1mL，振荡离心，弃上清液，重复步骤两次，弃上清液，将5％Chelex-100震荡悬浮后快速用剪掉的枪头吸取200μL加入离心管中，振荡数秒，。于56℃水浴保温30min后，振荡数秒。98℃沸水浴10min，轻微振荡数秒。2000rpm离心5min，上清中为提取的DNA。

3、扩增和扩增产物的检测分析

(1)PCR扩增体系：

(2)ABI7500型荧光定量PCR仪上的扩增程序：95℃3min；95℃5s，63℃35s(收集荧光信号)，做40cycles。

(3)结果判读

本领域技术人员通过荧光定量PCR仪上各探针显示的扩增曲线及CT值，确定检测SNP位点的基因型。如本试剂盒中的UGT1A1*60(-3279T＞G)位点判读标准：当出现FAM标记的UGT1A1*60-G型探针及质控探针有扩增曲线时(CT值＜35)则判读为GG纯合型；当出现JOE标记的UGT1A1*60-T型探针及质控探针扩增曲线时(CT值＜35)则判读为TT纯合型；当三种探针的扩增曲线都出现时(CT值＜35)则判读为TG杂合型。见图4。

实施例2：最佳引物及探针优化试验：

本发明在研发阶段设计一系列引物及探针，经PCR条件及体系优化最终筛选到一组特异性最强，扩增效率最优的引物和探针。

相同PCR条件下不同探针的比较

探针名称	探针序列
		20140304P1	5′CACAGTCAAACATTAACTTGGTG 3′
20140304P2	5′ACACACACAGCAGCAGGC 3′
		W28_6*T1	5′cgcaGCCATATATATATATATAAGTAGACtgcg 3′
W28_6*T2	5′CGCGTGATTGGTTTTTGCCATATATATATATATAAGTAGACGCG 3′
		M28_7*T3	5′cgcagCCATATATATATATATATAAGTAGGACtgcg 3′
M28_7*T4	5′CGCGTTGGTTTTTGCCATATATATATATATATAAGTAGGACGCG 3′
		20140304P3	5′AGTTGTCCTAGCACCTGACG 3′
20140304P4	5′AAAACATTATGCCCGAGACT 3′
		W6*T1	5′ACGGAGCATTTTACACCTTGAAGAC 3′
M6*T2	5′CAGAGACAGAGCATTTTACACCTTGAA 3′
		W6*T3	5′CGCGCGTGTTGTACATCAGAGACGGAGCAACGCGCG 3′
M6*T4	5′CGCGCGTCGTTGTACATCAGAGACAGAGCAACGCGCG 3′
		20140305P5	5′AAGCACGCAATGAACAGTC 3′
20140305P6	5′TTGCTCTCAAAACTCTGGG 3′
		60W-T7.1	5′cggacTCAGTTTGAACAAAGCAATTTGAGAAgtccg 3′
60W-T7.2	5′CGCAGGGTAGAGTTCAGTGTGAACAAAGCTGCG 3′

60M-T8.1	5′CGACAGTTTGAACAAAGCAATTTGAGAACTGTCG 3′
		60M-T8.2	5′cggacCAGTGTGAACAAAGCAATTTGAGAACtccg 3′
93W-T9.1	5′CAGCGCAGCCCACCTGTCCAAGCTCGCTG 3′
		93M-T9.2	5′CACAGCCAGCCCACCTGTCTAAGCTCTGTG 3′
93W-T10.1	5′CGCGTCTGTCCAAGCTCATTCCTCCTCACGCG 3′
		93M-T10.2	5′CGCGTACCTGTCTAAGCTCATTCCTCCTCACGCG 3′

其结果表明(如图5-a至图5-f所示)：

图5-a：W28_6*T1探针，野生型有扩增曲线，突变型没有；W28_6*T2探针，28野生型和突变型均有扩增，说明28*野生型探针T1特异性优于T2。

图5-b：M28_7*T3为灰色曲线，野生型及突变型分型明确，M28_7*T4为黑色曲线野生及突变模板均有扩增曲线分型不明确；28*突变型探针的特异性T3优于T4。

图5-c：黑色为野生型60W-T7.1探针，探针野生型有扩增曲线，突变型没有基因分型明确，灰色色为60W-T7.2探针，野生型及突变型均有扩增曲线，探针不特异，结果表明：UGT1A1*60野生型探针T7.1的特异性明显优于T7.2。

图5-d：60M-T8.2探针突变型有扩增曲线，野生型没有基因分型明确；60M-T8.1探针，野生型及突变型均有扩增曲线，探针不特异，结果表明：UGT1A1*60突变型探针T8.2的特异性明显优于T8.1。

图5-e：黑色为93W-T9.1探针，野生型标本有扩增曲线，突变型标本无曲线，该探针特异，灰色为93W-T10.1，野生和突变标本均有扩增曲线，该探针不特异，所以结果表明：UGT1A1*93野生型探针T9.1的特异性明显优于93W-T10.1。

图5-f：灰色为93M-T9.2探针，突变型标本有扩增曲线，野生型标本无曲线，该探针特异，黑色为93M-T10.2，野生和突变标本均有扩增曲线，该探针不特异，所以结果表明：UGT1A1*93突变型探针T9.2的特异性明显优于93M-T10.2。

实施例3：特异性试验

按照实施例1对20份样本用本试剂盒的方法与测序法对比，结果吻合率达100％。检测结果见表1。

实施例4：检测灵敏度试验：

将28、6、93、60基因突变型质粒(图6-a)及野生型质粒(图6-b)用Nanodrop紫外分光光度计检测浓度初始定量到1ng/μl，分别稀释100×、1000×、10000×、10⁵、10⁶、10⁷、10⁸倍进行梯度稀释

基因组DNA，野生型(图6-c)、突变型(图6-d)定量到10ng/μl，按照1ng、10×，100×、1000×、10000×倍进行梯度稀释。

结果显示：如图6-a至6-d所示，以UGT1A1*6基因为例，其质粒标准品，检测限为1ng×10^-7，其DNA检测限为0.01ng/μl，说明本发明检测试剂盒检测灵敏度是相当高的。

Claims

1.一种用于指导伊立替康类化疗药物个体化治疗的UGT1A1联合基因位点荧光检测试剂盒，其特征在于，使用所述试剂盒进行PCR扩增时，扩增阶段反应在一个复合扩增反应体系中同时扩增UGT1A1*60(-3279G＞A)；UGT1A1*93(-3156T＞A)；UGT1A1*28(-536/7)及UGT1A1*6(211G＞A)4个基因位点；

其中，用于UGT1A1*28(-536/7)检测的引物为：