CN105349654A - 一种用于检测egfr基因突变的探针、引物、检测体系及试剂盒 - Google Patents

一种用于检测egfr基因突变的探针、引物、检测体系及试剂盒 Download PDF

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Abstract

本发明公开了用于检测EGFR基因突变的探针、引物、检测体系及试剂盒,其探针和引物为SEQ?ID?NO?1至SEQ?ID?NO?24,本发明(1)最大程度地提高了扩增效率;(2)灵敏度高,检测灵敏度可达2‰;(3)与数字PCR方法比较,操作简单,节约成本,临床应用范围广;(4)大反应体积血浆样本检测,使血浆样本DNA上样量变大,体系更稳定,增大了血浆样本的检出率;(5)在3个反应管内可同时检测EGFR基因的25种突变,结果直观明了(6)检测速度快,耗时仅需数字PCR的二分之一;(7)本发明检测方法能够检测外周血标本,采样方便,可动态监测患者使用EGFR-TKI药物的疗效。

Description

一种用于检测EGFR基因突变的探针、引物、检测体系及试剂盒
技术领域
本发明涉及生物技术领域,具体地涉及一种表皮生长因子(EGFR)基因突变检测的探针、引物、检测体系及试剂盒。
背景技术
表皮生长因子受体基因位于人类7号染色体的短臂上,由188307个碱基组成,包括28个外显子。其酪氨酸激酶功能区由外显子18~24编码。表皮生长因子受体(EGFR)是原癌基因C-erbB-1(HER-1)的表达产物,定位于细胞膜上。EGFR主要通过两条途径将信号传递至细胞核,一条是Ras→Raf→MAPK途径;另一条是PI3K→PKC→IKK途径。当信号传导至细胞核后,引起核内基因转录水平的增加,使细胞增殖、转化。EGFR信号传导的异常是导致多种肿瘤发生的原因。表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂(EGFR-TKIs)是针对EGFR靶点的小分子抑制剂,多项临床试验已证实,EGFR基因突变的晚期NSCLC患者能从EGFR-TKIs显著获益。EGFR基因编码区的突变主要发生在外显子18~21上。目前已发现至少30种突变与EGFR-TKIs药物反应性有关,主要是外显子19的缺失突变和外显子21的L858R突变。此外,大部分患者在服用EGFR-TKIs一段时间后会出现耐药,其中约60%耐药患者可检测到EGFR20号外显子T790M突变。外显子18、19、20、21突变约占EGFR基因突变比例分别为5%、45%、1%和45%。目前肿瘤组织样本仍是获取肿瘤基因相关信息的主要来源,但部分晚期肺癌患者已无法得到肿瘤组织样本。研究发现肺癌患者的外周血中存在来源于凋亡、坏死的肿瘤细胞的游离DNA。因此,血浆样本也可用于肺癌患者EGFR基因突变状态的检测。血浆样本EGFR突变状态的检测,既可以预测患者服用EGFR-TKIs治疗的疗效,也可以在EGFR-TKIs治疗过程中连续、动态监测EGFR突变状态变化,用于指导患者的治疗。
目前常用的基因突变检测方法有测序法和ARMS-PCR方法,这两种方法均存在一定的缺陷。测序法灵敏度较低约20%,且操作复杂,检测时间较长,假阴性率较高。ARMS-PCR方法能够达到1%的灵敏度,对于肿瘤组织样本能够满足检测需求,但是对于取样方便的血液样本,如血浆或者血液中的循环肿瘤细胞,肿瘤DNA含量往往低于1%,ARMS-PCR方法灵敏度不足以对血液进行检测,局限了临床医生对靶向药物疗效的判断。此外,在临床用药过程中可能会产生耐药性突变,以前的方法由于灵敏度不够也无法进行检测。因此,从这些低含量样本中检测突变的基因,需要找一种灵敏性高、特异性强、简便易行、结果判定简单的突变检测方法。
发明内容
本发明目的在于提供一种高灵敏度检测EGFR基因突变的试剂盒。
在本发明的一方面,提供一种检测EGFR基因突变检测的引物和探针,其特异引物与探针包括如下序列:
表1EGFR突变基因特异性双引物和探针核苷酸序列
引物名称 序列 序号
E-19-M2-S GTTAAAATTCCCGTCGCTATCAAGACATCT SEQ ID NO:01
E-19-M7-S AGAAAGTTAAAATTCCCGTCGCTATCAAGGCTCC SEQ ID NO:02
E-19-M11-S TTCCCGTCGCTATCAAGGAGCA SEQ ID NO:03
E-19-M14-S AATTCCCGTCGCTATCAAGGAACC SEQ ID NO:04
E-19-M12-S GTTAAAATTCCCGTCGCTATCAAGGAAGC SEQ ID NO:05
E-19-R CACAGCAAAGCAGAAACTCACAT SEQ ID NO:06
E-19-P-C FAM-5′-CCGAAAGCCAACAAGGAAATCCTC-3′-BHQ1 SEQ ID NO:07
E-19-block GTCGCTATCAAGGAATTAAGAGAAGCAACATCTCCCT-3′-NH2 SEQ ID NO:08
E-21-M1-F GCAGCATGTCAAGATCACAGATTTTGGGCG SEQ ID NO:09
E-20-M2-F GGTCCATGTGCCCCTCCTTCTG SEQ ID NO:10
E-20-M2-R GCACACGTGGGGGTTGTCCACGA SEQ ID NO:11
E-20-M2-P-CY5 CY5-CCCTCCAGGAAGCCTACGTGATGGC-BHQ2 SEQ ID NO:12
E-21-M2-S GATCACAGATTTTGGGCTGGCCAAACA SEQ ID NO:13
E-21-R GTCAGGAAAATGCTGGCTGACCTAAAG SEQ ID NO:14
E-21-P-C-ROX ROX-CCATGCAGAAGGAGGCAAAGTAAGGA-BHQ2 SEQ ID NO:15
E-18-M-FF GGAGCCTCTTACACCCAGTGGAGA SEQ ID NO:16
E-18-M1-FR TATACACCGTGCCGAACGCACCGGAGG SEQ ID NO:17
E-18-M3-FR CCGTGCCGAACGCACCGGAGCA SEQ ID NO:18
E-18-M3-FP FAM-CCCAACCAAGCTCTCTTGAGGATCTT-BHQ1 SEQ ID NO:19
E-18-block-F TGCCGAACGCACCGGAGCC-3′-NH2 SEQ ID NO:20
E-20-M1-F CCTCACCTCCACCGTGCARCTCATCAT SEQ ID NO:21
E-20-R GAGCCAATATTGTCTTTGTGTTCCCG SEQ ID NO:22
E-20-P-C FAM-CTCATGCCCTTCGGCTGCCTCC-BHQ1 SEQ ID NO:23
E-20-M1-Block CCTCACCTCCACCGTGCARCTCATCACCA-NH2 SEQ ID NO:24
本发明另一方面提供一种用于检测EGFR基因突变的试剂盒,所述试剂盒包括:P-EGFR混合酶、P-EGFR阳性对照和P-EGFR反应液A、B。反应液内包含相应的EGFR基因突变检测和内控检测试剂,突变由FAM/ROX/CY5信号指示,内控由HEX信号指示,内控作为结果判读的一部分,选择的检测区域是人类EGFR基因相对保守的区段,用于监控血浆样本DNA质量和PCR反应过程。
表2试剂盒组成
表3试剂盒不同反应管检测的突变类型
本发明另一方面提供一种用于检测EGFR基因突变的PCR反应扩增体系如下:
19DEL&L858R体系:
T790M体系
G719XS768IL861Q体系:
本发明再一方面,提供一种检测EGFR基因突变的方法(所述方法用于非诊断目的),所述方法包括以下步骤:
(1)根据COSMIC数据公布的人类EGFR为野生型基因序列,针对EGFR25种基因突变,设计特异性引物和探针。
(2)提取血浆检测样本中的DNA。
(3)配制实时荧光PCR扩增反应体系。
(4)根据荧光PCR扩增仪显示的Ct值判断检测结果:利用特异性引物和荧光探针进行PCR检测,突变由FAM/ROX/CY5信号指示,内控由HEX信号指示,通过计算△Ct的大小进行判断,反应管的ΔCt值<ΔCtCut-off值时,则样品为该反应管对应信号突变阳性,反之则为阴性或低于试剂盒的检测下限。
ΔCt值=Ct值FAM/ROX/CY5—Ct值HEX/VIC
表4结果判定
本发明基于ARMS-PCR平台,开发一种高灵敏度检测EGFR25种基因突变的试剂盒。本试剂盒以血浆DNA为检测样本,通过检测EGFR基因突变,既可以预测患者服用EGFR-TKIs治疗的疗效,也可以在EGFR-TKIs治疗过程中连续、动态监测EGFR突变状态变化,用于指导患者的治疗。本检测方法灵敏度高,检测时间只需140分钟即可完成,同时具备了特异性好,准确率高,价廉快速,操作简单等优点,可以满足临床快速检测的实际需求。
本发明的有益效果是:本发明采用了特异性引物和探针技术,可以实现血液样本EGFR25种基因突变的快速检测。本发明(1)由于早期肿瘤释放到外周血中的游离DNA极其微量且呈高度片段化,故引物设计上,(i)控制扩增产物长度在100bp左右,并且控制引物的Tm值在65℃左右;(ii)本试剂盒在特定buffer体系下,直接用突变特异引物进行富集和放大,最大程度地提高了扩增效率;(2)灵敏度高,检测灵敏度可达2‰;(3)与数字PCR方法比较,操作简单,节约成本,临床应用范围广;(4)大反应体积血浆样本检测,使血浆样本DNA上样量变大,体系更稳定,增大了血浆样本的检出率;(5)在3个反应管内可同时检测EGFR基因的25种突变,不同外显子上的突变采用不同荧光信号进行区分,结果直观明了(6)检测速度快,检测过程只需要120分钟即可完成,耗时仅需数字PCR的二分之一;(7)本发明检测方法能够检测外周血标本,采样方便,可动态监测患者使用EGFR-TKI药物的疗效。
附图说明
图1为1#管FAM信号(19-del)灵敏度分析试验结果PCR图;
图2为1#管ROX信号(L858R)灵敏度分析试验结果PCR图;
图3为2#管FAM信号(T790M)灵敏度分析试验结果PCR图;
图4为3#管FAM信号(G719X)灵敏度分析试验结果PCR图;
图5为3#管ROX信号(L861Q)灵敏度分析试验结果PCR图;
图6为3#管CY5信号(S768I)灵敏度分析试验结果PCR图;
图7为1#管临床样本FAM信号阳性PCR图;
图8为1#管临床样本ROX信号阳性PCR图;
图9为1#管临床样本FAM信号阴性PCR图;
图10为1#管临床样本ROX信号阴性PCR图;
图11为2#管临床样本FAM信号阳性PCR图;
图12为2#管临床样本FAM信号阴性PCR图;
图13为3#管临床样本FAM信号阳性PCR图;
图14为3#管临床样本ROX信号阳性PCR图;
图15为3#管临床样本CY5信号阳性PCR图;
图16为3#管临床样本FAM信号阴性PCR图;
图17为3#管临床样本ROX信号阴性PCR图;
图18为3#管临床样本CY5信号阴性PCR图。
具体实施方式
以下结合具体实施例,对本发明进一步阐述。应理解,这些实施例仅用于本发明而不用于限制本发明的范围。除非另有定义或说明,本专利所述的科学术语与本领域普通技术人员所理解具有相同的含义。
实施例1
本实施例以基因工程构建的质粒为阳性质粒,以阴性血浆样本做对照。利用本发明实时荧光PCR检测EGFR25种基因突变的方法包括如下步骤:
(1)检测样本处理与DNA的提取:
质粒处理与提取:各质粒的提取采用质粒提取试剂盒进行提取,具体提取操作步骤按试剂盒说明书操作。所提DNA溶于Tris-HCl中(10mmol/L,pH8.0),经紫外分光光度计检测提取质量,确定其浓度,然后用阴性血浆DNA调整DNA浓度到不同拷贝数,作为PCR模板,取15μL进行PCR反应扩增。
血浆DNA的提取方法如下:移取4mL样品加入10mL圆底离心管中,加入1.8mLBufferCDL,再加入50μLProfeinaseKSolution,充分混匀10s;放入水浴锅中,63℃消化15min,快速冷却至室温,加入400μLDNATracer,混匀后,再加入3.3mL预冷的异丙醇,上下颠倒混匀,10000×g离心5min;沉淀中加入470μLBufferCDB和10μLProteinaseKSolution,摇匀,放入水浴锅中,63℃消化10min;冷却至室温,加入200μL无水乙醇,将沉淀吹打混匀;将沉淀混合液全部移入吸附柱中,10000×g离心30s,倒掉收集管中的液体;往DNA吸附柱中加入700μLBufferCW1,10000×g离心30s,倒掉收集管中的液体;往DNA吸附柱中加入700μLBufferCW2,10000×g离心30s,倒掉收集管中的液体;往DNA吸附柱中加入700μL无水乙醇,10000×g离心30s,丢弃收集管;换用新的收集管,13000×g离心5min,丢弃收集管;将吸附柱小心转移至干净的1.5mL离心管中,往DNA吸附膜中心滴加30-100μLBufferCDE;90℃闭盖孵育5min,13000×g离心1min,收集样品DNA并保存。
所提DNA不经过稀释,可直接取15μL进行PCR反应扩增。
(2)构建荧光PCR扩增反应体系:
19DEL&L858R体系:
T790M体系:
G719XS768IL861Q体系:
在本实施例中,具体反应体系为
19DEL&L858R体系:
T790M体系:
G719XS768IL861Q体系:
实时PCR反应条件是95℃预变性10分钟,1个循环;95℃变性40秒,64℃退火40秒,72℃延伸30秒,15个循环;93℃变性40秒,60℃退火45秒,72℃延伸30秒,28个循环。在第三阶段60℃时收集FAM/ROX/CY5和HEX(或VIC)荧光信号。
(3)根据荧光PCR扩增仪显示的Ct值判断检测结果
利用特异性引物和荧光探针进行PCR检测,突变由FAM/ROX/CY5信号指示,内控由HEX信号指示,通过计算△Ct的大小进行判断,反应管的ΔCt值<ΔCtCut-off值时,则样品为该反应管对应信号突变阳性,反之则为阴性或低于试剂盒的检测下限。ΔCtCut-off如表4所示。
ΔCt值=Ct值FAM/ROX/CY5—Ct值HEX/VIC
灵敏度分析:取同一份阴性血浆样本对质粒DNA进行不同梯度的稀释,每次反应加入15μL模板进行扩增反应。结果表明,本发明灵敏度可以检测到2‰,结果如图1~6。
检测结果表明,本发明的检测体系可以准确检测EGFR25种突变基因,检测的灵敏度可达到2‰。
实施例2
运用本发明检测临床血浆样本EGFR基因突变共97例,并与数字PCR检测进行对照。利用本发明特异引物和探针荧光PCR体系检测步骤如下:
(1)样本处理与DNA的提取:
移取4mL样品加入10mL圆底离心管中,加入1.8mLBufferCDL,再加入50μLProfeinaseKSolution,充分混匀10s;放入水浴锅中,63℃消化15min,快速冷却至室温,加入400μLDNATracer,混匀后,再加入3.3mL预冷的异丙醇,上下颠倒混匀,10000×g离心5min;沉淀中加入470μLBufferCDB和10μLProteinaseKSolution,摇匀,放入水浴锅中,63℃消化10min;冷却至室温,加入200μL无水乙醇,将沉淀吹打混匀;将沉淀混合液全部移入吸附柱中,10000×g离心30s,倒掉收集管中的液体;往DNA吸附柱中加入700μLBufferCW1,10000×g离心30s,倒掉收集管中的液体;往DNA吸附柱中加入700μLBufferCW2,10000×g离心30s,倒掉收集管中的液体;往DNA吸附柱中加入700μL无水乙醇,10000×g离心30s,丢弃收集管;换用新的收集管,13000×g离心5min,丢弃收集管;将吸附柱小心转移至干净的1.5mL离心管中,往DNA吸附膜中心滴加30-100μLBufferCDE;90℃闭盖孵育5min,13000×g离心1min,收集样品DNA并保存。
(2)建立PCR扩增反应体系:和实施例1相同
实时PCR反应条件是95℃预变性10分钟,1个循环;95℃变性40秒,64℃退火40秒,72℃延伸30秒,15个循环;93℃变性40秒,60℃退火45秒,72℃延伸30秒,28个循环。在第三阶段60℃时收集FAM/ROX/CY5和HEX(或VIC)荧光信号。
(3)根据荧光PCR扩增仪显示的Ct值判断检测结果
利用特异性引物和荧光探针进行PCR检测,突变由FAM/ROX/CY5信号指示,内控由HEX信号指示,通过计算△Ct的大小进行判断,反应管的ΔCt值<ΔCtCut-off值时,则样品为该反应管对应信号突变阳性,反之则为阴性或低于试剂盒的检测下限。ΔCtCut-off如表4所示。
ΔCt值=Ct值FAM/ROX/CY5—Ct值HEX/VIC
在所检测的97例的临床样本中,检测出EGFR19del27例,L858R突变26例,L861Q突变1例,G719X和S768I双突变1例,阴性样本40例。同时采用数字PCR法进行对比检测,结果表明本发明体系与数字PCR法的符合率达到100%,见表5进一步证明了本发明体系检测的准确性及高灵敏度。可见,运用本发明检测血浆样本EGFR基因突变,其检测方便快捷,准确性及灵敏度高,可达数字PCR法检测效果,并节约了时间及成本,有效提高检测效率,可满足EGFR基因突变的快速检测。其中样本PCR结果部分如图7~18所示,
表5荧光PCR方法与数字PCR方法比较
表6:试剂盒检测的所有突变类型信息

Claims (5)

1.用于检测EGFR基因突变的探针、引物,其特征在于,包括如下序列:
引物名称 序列 序号 E-19-M2-S GTTAAAATTCCCGTCGCTATCAAGACATCT SEQ ID NO:01 E-19-M7-S AGAAAGTTAAAATTCCCGTCGCTATCAAGGCTCC SEQ ID NO:02 E-19-M11-S TTCCCGTCGCTATCAAGGAGCA SEQ ID NO:03 E-19-M14-S AATTCCCGTCGCTATCAAGGAACC SEQ ID NO:04 E-19-M12-S GTTAAAATTCCCGTCGCTATCAAGGAAGC SEQ ID NO:05 E-19-R CACAGCAAAGCAGAAACTCACAT SEQ ID NO:06 E-19-P-C FAM-5′-CCGAAAGCCAACAAGGAAATCCTC-3′-BHQ1 SEQ ID NO:07 E-19-block GTCGCTATCAAGGAATTAAGAGAAGCAACATCTCCCT-3′-NH2 SEQ ID NO:08 E-21-M1-F GCAGCATGTCAAGATCACAGATTTTGGGCG SEQ ID NO:09 E-20-M2-F GGTCCATGTGCCCCTCCTTCTG SEQ ID NO:10 E-20-M2-R GCACACGTGGGGGTTGTCCACGA SEQ ID NO:11 E-20-M2-P-CY5 CY5-CCCTCCAGGAAGCCTACGTGATGGC-BHQ2 SEQ ID NO:12 E-21-M2-S GATCACAGATTTTGGGCTGGCCAAACA SEQ ID NO:13 E-21-R GTCAGGAAAATGCTGGCTGACCTAAAG SEQ ID NO:14 E-21-P-C-ROX ROX-CCATGCAGAAGGAGGCAAAGTAAGGA-BHQ2 SEQ ID NO:15 E-18-M-FF GGAGCCTCTTACACCCAGTGGAGA SEQ ID NO:16 E-18-M1-FR TATACACCGTGCCGAACGCACCGGAGG SEQ ID NO:17 E-18-M3-FR CCGTGCCGAACGCACCGGAGCA SEQ ID NO:18 E-18-M3-FP FAM-CCCAACCAAGCTCTCTTGAGGATCTT-BHQ1 SEQ ID NO:19 E-18-block-F TGCCGAACGCACCGGAGCC-3′-NH2 SEQ ID NO:20 E-20-M1-F CCTCACCTCCACCGTGCARCTCATCAT SEQ ID NO:21 E-20-R GAGCCAATATTGTCTTTGTGTTCCCG SEQ ID NO:22 E-20-P-C FAM-CTCATGCCCTTCGGCTGCCTCC-BHQ1 SEQ ID NO:23 E-20-M1-Block CCTCACCTCCACCGTGCARCTCATCACCA-NH2 SEQ ID NO:24
2.用于检测EGFR基因突变的试剂盒,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EGFR基因突变的试剂盒,其特征在于,还包括P-EGFR混合酶、P-EGFR阳性对照和P-EGFR反应液A、B。
4.如权利要求2或3所述的用于检测EGFR基因突变的试剂盒,其特征在于,以血浆DNA为检测样本。
5.一种用于检测EGFR基因突变的PCR反应扩增体系,其特征在于,包括:
19DEL&L858R体系:
T790M体系
G719XS768IL861Q体系:
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