CN105969861A - 一种用于结核杆菌异烟肼耐药性快速检测的引物及其试剂盒 - Google Patents

一种用于结核杆菌异烟肼耐药性快速检测的引物及其试剂盒 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于结核杆菌异烟肼耐药性快速检测引物及其试剂盒,所述引物包括如下引物的至少一组:第一组:katG Forward:5’—TCGTATGGCACCGGAACC—3’ katG Reverse:5’—CAGCTCCCACTCGTAGCC—3’ 第二组:katG-1 Forward:5’—GGGCTGGAAGAGCTCGTAT—3’ katG-1 Reverse:5’—CCGTACAGGATCTCGAGGAA—3’ 第三组:inhA Forward:5’—CGTTACGCTCGTGGACATAC—3’ inhA Reverse:5’—TCCGGTAACCAGGACTGAAC—3’。

Description

一种用于结核杆菌异烟肼耐药性快速检测的引物及其试剂盒
技术领域
本发明涉及一种生物检测试剂的研发,尤其是一种用于结核杆菌异烟肼耐药性快速检测的引物及其试剂盒,属于分子生物学技术领域。
背景技术
异烟肼早在1912年就已被合成。至1952年发现它对结核杆菌有很强的抑菌和杀菌作用,该药在消化道吸收完全,易渗入肺组织和脑脊液,对宿主细胞内外各期结核病病灶中的结核杆菌均有杀灭作用。异烟肼在肝内被乙酰化和羟化后,可随尿排出,毒性较小;由于其作用强、疗效好、用量少、价格低等原因,多年来异烟肼成为临床抗结核的首选药。几十年过去了,结核杆菌对异烟肼已产生了耐药性,在1990年、2000年和2010年全国三次结核病流行病学抽样调查数据中显示,异烟肼初始耐药率分别为9.6%、11.0%、28.2%,呈现上升趋势;异烟肼获得性耐药率分别为23.5%、31%、30.8%,亦呈现严重上升趋势。耐药及耐多药结核杆菌感染,使原来可治愈的结核病变成难以治疗的致死性疾病。目前,常用的结核杆菌药敏检测方法,是将菌株接种到含有抗痨药物的固体培养基上进行培养,观察其生长情况来判断耐药性。但是,此方法耗时长,一般需要1-2个月时间,有些严重患者在药敏结果出来前已死亡。因此,快速检测获得菌株的耐药信息,及时设计制定临床化疗方案,是有效治疗耐药结核病的关键。
因此,一种具有快速检测耐药性的引物及其试剂盒被提出。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于结核杆菌异烟肼耐药快速检测引物及其试剂盒。
本发明的目的是提供一种用于结核杆菌异烟肼耐药性快速检测的引物,所述引物包括如下引物的至少一组:
第一组:
katG Forward:5’—TCGTATGGCACCGGAACC—3’
katG Reverse:5’—CAGCTCCCACTCGTAGCC—3’
第二组:
katG-1Forward:5’—GGGCTGGAAGAGCTCGTAT—3’
katG-1Reverse:5’—CCGTACAGGATCTCGAGGAA—3’
第三组:
inhA Forward:5’—CGTTACGCTCGTGGACATAC—3’
inhA Reverse:5’—TCCGGTAACCAGGACTGAAC—3’
一种用于结核杆菌异烟肼耐药性快速检测的试剂盒,其特征在于:至少包括如下引物的至少一组:
第一组:
katG Forward:5’—TCGTATGGCACCGGAACC—3’
katG Reverse:5’—CAGCTCCCACTCGTAGCC—3’
第二组:
katG-1Forward:5’—GGGCTGGAAGAGCTCGTAT—3’
katG-1Reverse:5’—CCGTACAGGATCTCGAGGAA—3’
第三组:
inhA Forward:5’—CGTTACGCTCGTGGACATAC—3’
inhA Reverse:5’—TCCGGTAACCAGGACTGAAC—3’
结核杆菌发生异烟肼耐药与其基因组中katG、inhA、kasA、oxy-ahpC、ndh、efpA、furA、iniA等基因突变有关;其中50-70%的结核杆菌异烟肼耐药株katG基因有突变,25%的的结核杆菌异烟肼耐药株与inhA基因突变有关。总体上,高达80%的结核杆菌异烟肼耐药株基因突变发生在katG和inhA这两个基因。因此,katG和inhA这两个基因可作为临床检测异烟肼耐药菌的靶点。本发明依据异烟肼耐药结核杆菌katG和inhA这两个基因中常见突变区的DNA序列,设计检测突变的引物,采用高分辨率熔解曲线(HRM)技术,建立了快速检测结核杆菌异烟肼耐药的方法。
实验方案如下:
1、试验方法:
(1)用接种环刮取在改良罗氏培养基上生长良好的菌,放入装有TEbuffer的EP管中,85℃金属浴灭活45min。
(2)按照柱式分枝杆菌DNA out试剂盒的说明书提取各种菌株的DNA。
(3)测DNA浓度,按照不同的浓度稀释到10ug/ml。
反应体系:总体积10ul(HRM Mix:5ul;MgCl2:1.2ul;H2O:2.3ul;上下游引物各:0.5ul;DNA模板:1ul)
反应参数:预变性95℃10min;变性95℃10s;退火60℃15s;sec target53℃;延伸72℃10s,共50个循环;95℃1min;40℃1min;70℃1s;95℃continuous;40℃30s;。
2实验结果
2.1结果判断:
(1)每个样品设置3个重复。
(2)进行HRM分析时,试验孔对应的Cp<30。如果Cp值大于30,则要稀释样品,重新进行试验,直至样品的Cp值小于30且复孔Cp值的变化控制在0.5之内以减小试验误差。
(3)若是样品3个复孔的峰形相同但与野生型不同,则判断为突变株,反之则为野生株。若有2个复孔的结果与野生型不同,则判断为突变型。若样品3个复孔的峰形均不同,则要重复试验以确定。
2.2 HRM结果:
使用耐药株21株,用本方法检测到突变阳性的为20株。使用敏感株28株,用本方法检测到突变阴性的为23株。本方法的敏感性为95.23%;特异性82.14%。采用本组引物,用高分辨率熔解曲线(HRM)技术进行药敏检测,获得药敏信息所需时间不超过2天。
结核病不规范治疗是导致结核杆菌耐药的主要原因之一。异烟肼作为有效的抗菌药物,不仅对结核杆菌有作用,对溶血性链球菌、肺炎球菌、沙门氏菌、流行性感冒病毒等都有作用。异烟肼除了做为抗结核病的首选药物外,在治疗百日咳、急性痢疾、肠炎、麦粒肿、沙门氏菌感染、上呼吸道病毒感染、多发性硬化的动作性震颤、白癜风、甚至遗传性舞蹈病方面都有明显疗效,从而使异烟肼的临床使用范围不断扩大。研究发现,结核杆菌感染者中约有90%处于潜伏感染状态,结核潜伏感染者因治疗其他疾病时使用异烟肼等抗菌药物,对于潜伏在体内的结核杆菌而言无疑是不“规范”治疗,也是导致结核杆菌耐药的原因之一。
异烟肼耐药常导致结核病疗程延长、患者预后不良甚至化疗失败。不断上升的结核杆菌耐药株流行趋势,使结核病的防控面临巨大挑战。传统的固体培养基药敏检测法,由于耗时长,费用高,已不能满足耐药结核病早发现、早治疗的迫切需求;随着异烟肼耐药机制研究的逐步深入,发现了结核杆菌基因组中katG、inhA、kasA、oxy-ahpC、ndh、efpA、furA、iniA等基因突变与异烟肼耐药有关。新技术不断引入耐药结核病的诊断领域,关于结核杆菌异烟肼耐药检测的方法也不断改进。如:PCR-SSCP法、PCR-DNA测序法、PCR-基因芯片法、荧光PCR熔解曲线法等。近十多年来,这些方法在结核杆菌异烟肼耐药性检测中起到了较好的辅助诊断作用;同时,在临床应用实践中也发现了不足之处。例如,PCR-SSCP法检测虽然耗时短,但是其操作复杂,结果判读容易受到电泳条件、以及凝胶染色条件的影响,而不易判断,不易在基层推广。PCR-DNA测序法虽然结果较准确,但DNA测序耗时长,费用高,不易在边远地区推广。PCR-基因芯片法假阳性、假阴性影响其检测结果,且仪器价格高,操作条件要求较高,推广受限。本发明所使用的方法属于荧光PCR熔解曲线法,本发明设计的引物序列及其组合具有独特性,检测结果图形可视容易判读,异烟肼耐药检测的敏感性为95.23%;特异性82.14%,获得菌株的耐药性信息消耗的时间不超过3天,在结核杆菌异烟肼耐药性检测中可起到较好的辅助诊断作用。另外,菌株katG基因中异烟肼耐药突变热点区的同义突变以及katG和inhA两个基因之外的其他基因突变导致的异烟肼耐药,可能是影响检测特异性的主要原因。
表1.比例法与高分辨率熔解曲线检测结核分枝杆菌异烟肼耐药性的比较
一种用于结核杆菌异烟肼耐药性快速检测的试剂盒的应用,其特征在于:主要包括如权利2所述的用于结核杆菌异烟肼耐药性快速检测的试剂盒在PCR扩增中的应用。
附图说明
图1是引物katG检测结果图。
图2是引物katG-1检测结果图。
图3是引物inhA检测结果图。
具体实施方式
实施例1:材料和方法
1.材料
1.1菌株来源:本实验所用的40株菌为本实验室分离保存菌株,其中1株为结核杆菌标准株H37Rv,21株为异烟肼耐药株,28株为异烟肼敏感株。
1.2主要仪器与设备:实时荧光定量PCR仪(瑞士罗氏公司),涡旋混合仪(VORTEX-3,上海昨非实验室设备有限公司)
1.3试剂与培养基:
(1)DNA提取试剂盒:天泽基因柱式分枝杆菌DNAout(北京天恩泽生产),高分辨率熔解曲线反应试剂(瑞士罗氏公司生产)
(2)引物:
katG Forward:5’—TCGTATGGCACCGGAACC—3’
katG Reverse:5’—CAGCTCCCACTCGTAGCC—3’
katG-1Forward:5’—GGGCTGGAAGAGCTCGTAT—3’
katG-1Reverse:5’—CCGTACAGGATCTCGAGGAA—3’
inhA Forward:5’—CGTTACGCTCGTGGACATAC—3’
inhA Reverse:5’—TCCGGTAACCAGGACTGAAC—3’
2方法
(1)用接种环刮取在改良罗氏培养基上生长良好的菌,放入装有TEbuffer的EP管中,85℃金属浴灭活45min。
(2)按照柱式分枝杆菌DNAout试剂盒的说明书提取各种菌株的DNA。
(3)测DNA浓度,按照不同的浓度稀释到10ug/ml。
反应体系:总体积10ul(HRM Mix:5ul;MgCl2:1.2ul;H2O:2.3ul;上下游引物各:0.5ul;DNA模板:1ul)
反应参数:预变性95℃10min;变性95℃10s;退火60℃15s;sec target53℃;延伸72℃10s,共50个循环;95℃1min;40℃1min;70℃1s;95℃continuous;40℃30s;。
2实验结果
2.1结果判断:
(1)每个样品设置3个重复。
(2)进行HRM分析时,试验孔对应的Cp<30。如果Cp值大于30,则要稀释样品,重新进行试验,直至样品的Cp值小于30且复孔Cp值的变化控制在0.5之内以减小试验误差。
(3)若是样品3个复孔的峰形相同但与野生型不同,则判断为突变株,反之则为野生株。若有2个复孔的结果与野生型不同,则判断为突变型。若样品3个复孔的峰形均不同,则要重复试验以确定。
2.2 HRM结果:
使用耐药株21株,用本方法检测到突变阳性的为20株。使用敏感株28株,用本方法检测到突变阴性的为23株。本方法的敏感性为95.23%;特异性82.14%。采用本组引物,用高分辨率熔解曲线(HRM)技术进行药敏检测,获得药敏信息所需时间不超过2天。
表1.比例法与高分辨率熔解曲线检测结核分枝杆菌异烟肼耐药性的比较

Claims (3)

1.一种用于结核杆菌异烟肼耐药性快速检测的引物,所述引物包括如下引物的至少一组:
第一组:
katG Forward:5’—TCGTATGGCACCGGAACC—3’
katG Reverse:5’—CAGCTCCCACTCGTAGCC—3’
第二组:
katG-1 Forward:5’—GGGCTGGAAGAGCTCGTAT—3’
katG-1 Reverse:5’—CCGTACAGGATCTCGAGGAA—3’
第三组:
inhA Forward:5’—CGTTACGCTCGTGGACATAC—3’
inhA Reverse:5’—TCCGGTAACCAGGACTGAAC—3’。
2.一种用于结核杆菌异烟肼耐药性快速检测的试剂盒,其特征在于:至少包括如权利要求1所述的引物中的至少一组。
3.一种用于结核杆菌异烟肼耐药性快速检测的试剂盒的应用,其特征在于:主要包括如权利2所述的用于结核杆菌异烟肼耐药性快速检测的试剂盒在PCR扩增中的应用。
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