CN106381345A - 乙型肝炎病毒的数字pcr检测探针、引物对及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及医学技术领域,尤其涉及乙型肝炎病毒的数字PCR检测探针、引物对及检测方法。本发明提供的引物和探针配合使用能够具有良好的重复性和灵敏度。实验表明,本发明提供的探针和引物对对浓度为2IU/mL的样本的检出率可达96%。对三个浓度的临床样本的变异系数(CV%)均小于5%。
Description
技术领域
本发明涉及医学技术领域,尤其涉及乙型肝炎病毒的数字PCR检测探针、引物对及检测方法。
背景技术
乙型病毒性肝炎是由乙肝病毒(HBV)引起的、以肝脏炎性病变为主,并可引起多器官损害的一种疾病。乙肝广泛流行于世界各国,主要侵犯儿童及青壮年,少数患者可转化为肝硬化或肝癌。因此,它已成为严重威胁人类健康的世界性疾病,也是我国当前流行最为广泛、危害性最严重的一种疾病。乙型病毒性肝炎无一定的流行期,一年四季均可发病,但多属散发。近年来乙肝发病率呈明显增高的趋势。
HBV是目前人类感染的最小双链DNA病毒,不同病毒株的负链转录物均含有4个开放读码框(openreadingframe,ORF),分别称为s、c、p、x。有研究表明HBVx基因序列高度保守,具有反式激活作用,当其与宿主细胞整合后,会导致正常细胞DNA片段缺失及染色体重排。HBVx基因编码的HBxAg是HBV的复制指标,与乙肝病毒的致病性和致癌性密切相关。
数字PCR(Digital PCR-dPCR)技术是一种新的核酸检测和定量方法,与传统定量PCR(qPCR)技术不同,数字PCR在进行结果判读时仅判断有/无两种扩增状态,完全不依赖于Ct,因此数字PCR的反应受扩增效率的影响大大降低,对PCR反应抑制物的耐受能力大大提高;此外数字PCR采用绝对定量的方式,且不依赖于标准曲线和参照样本,直接检测目标序列的拷贝数。由于这种检测方式具有比传统qPCR更加出色的灵敏度和特异性、精确性,使dPCR迅速得到广泛的应用,这项技术在极微量核酸样本检测、复杂背景下稀有突变检测和表达量微小差异分析方面展现出的优势已被普遍认可。
为了进一步提高乙型肝炎病毒检测的灵敏性和重复性,开发能够用于dPCR的乙型肝炎病毒检测方法,具有十分重要的意义。
发明内容
有鉴于此,本发明要解决的技术问题在于提供乙型肝炎病毒的数字PCR检测探针、引物对及检测方法。本发明提供的引物和探针配合使用能够具有良好的重复性和灵敏度。
本发明提供的乙型肝炎病毒的数字PCR检测探针,其核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。
本发明提供的5’端修饰荧光基团,3’端修饰淬灭基团。
本发明提供的荧光基团为FAM;所述淬灭基团为BHQ。
本发明提供的乙型肝炎病毒的数字PCR检测引物对,包括:SEQ ID NO:2所示核苷酸序列的上游引物,和SEQ ID NO:3所示核苷酸序列的下游引物。
本发明提供的引物和探针针对HBV的保守区,X区设计。实验表明,采用本发明提供的引物和探针能够实现对HBV病毒进行dPCR检测,待测样品种类可为乳汁或血清。灵敏度实验检测结果表明,本发明提供的探针和引物对对浓度为2IU/mL的样本的检出率可达96%。重复性检测则表明,该引物和探针对高中低三个浓度的临床样本的变异系数(CV%)均小于5%。说明本发明提供的引物和探针具有良好的灵敏度和重复性。
本发明还提供了乙型肝炎病毒的数字PCR检测的试剂盒,其包括:
SEQ ID NO:1所示核苷酸序列的探针;
SEQ ID NO:2所示核苷酸序列的上游引物;
和SEQ ID NO:3所示核苷酸序列的下游引物。
本发明提供的试剂盒还包括数字PCR反应缓冲液。
数字PCR反应缓冲液为2×数字PCR反应缓冲液,购自BIORAD,商品号为1863024。
本发明提供的试剂盒还包括EP管,微滴发生卡和去离子水。
本发明还提供了乙型肝炎病毒的数字PCR检测方法,包括:以待测样品的DNA为模板,在SEQ ID NO:1所示核苷酸序列的探针、SEQ ID NO:2所示核苷酸序列的上游引物、和SEQ ID NO:3所示核苷酸序列的下游引物存在条件下,经预扩增和数字PCR扩增后,根据读数判断样本中乙型肝炎病毒的存在情况。
本发明中,待测样品为血清或乳汁。
所述与扩增的反应体系体积为20μL,包括:
本发明中,预扩增的反应条件为:
本发明中,数字PCR扩增的反应条件为:
本发明提供了乙型肝炎病毒的数字PCR检测探针、引物对及检测方法。本发明提供的引物和探针配合使用能够具有良好的重复性和灵敏度。实验表明,本发明提供的探针和引物对对浓度为2IU/mL的样本的检出率可达96%。对三个浓度的临床样本的变异系数(CV%)均小于5%。
附图说明
图1示微滴荧光分布散点图;
图2示图1的定量检测结果图,即本发明试剂盒检测DNA样品的线性回归直线。
具体实施方式
本发明提供了乙型肝炎病毒的数字PCR检测探针、引物对及检测方法。,本领域技术人员可以借鉴本文内容,适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是,所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的,它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述,相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合,来实现和应用本发明技术。
本发明采用的试材皆为普通市售品,皆可于市场购得。
HBV全基因组质粒和HBV质控品及定量校准品
HBV全基因组质粒:人工构建,含HBV C基因型的全长序列,使用市售阴性且外观澄清的血浆稀释至合适的浓度。
HBV质控品及定量校准品:
HBV阴性对照:市售阴性且外观澄清的血浆
HBV临界阳性质控品:使用市售阴性且外观澄清的血浆对HBV全基因组质粒进行稀释,使其浓度在1~100IU。
HBV强阳性质控品:使用市售阴性且外观澄清的血浆对HBV全基因组质粒进行稀释,使其浓度在104~105IU。
HBV定量校准品:使用市售阴性且外观澄清的血浆对HBV全基因组质粒进行10倍梯度稀释,使其浓度在1~105之间,每个定量标准品浓度值相差10倍。
下面结合实施例,进一步阐述本发明:
实施例1灵敏度检测
HBV全基因组质粒用阴性血浆稀释至浓度为200IU/ml、100IU/ml、50IU/ml、25IU/ml、10IU/ml、5IU/ml、2IU/ml、1IU/ml(IU/ml表示每毫升所含病毒的量)。
血清DNA的提取纯化采用QIAGEN的QIAamp DNA Mini Kit(Cat.51304)进行制备。使用QIAGEN的QIAamp DNA Mini Kit提取纯化待检样本、阴性质控品、临界阳性质控品、强阳性质控品和定量校准品中的核酸。具体步骤如下:
1)、在1.5ml离心管中加入20ul蛋白酶K。
2)、在1.5ml离心管中加入200ul样本。
3)、加入200ul AL缓冲液,振荡混匀15秒。
4)、56℃温育10分钟。
5)、短暂离心,收集管盖上的液体。
6)、加入200ul无水乙醇,振荡混匀15秒并短暂离心。
7)、将液体转移到离心柱中,8000rpm离心1分钟;将离心柱转移到一个
8)、新的2ml收集管中,丢弃废液。
9)、在离心柱中加入500ul AW1缓冲液,8000rpm离心1分钟;将离心柱转移到一个新的2ml收集管中,丢弃废液。
10)、在离心柱中加入500ul AW2缓冲液,14000rpm离心3分钟;将离心柱转移到一个新的2ml收集管中,丢弃废液。
11)、14000rmp离心1分钟。
12)、将离心柱转移到一个新的1.5ml离心管中,丢弃废液。加入50ul AE缓冲液,室温静置5分钟,8000rpm离心1分钟,收集纯化好的DNA。做好标记,得到的DNA样本在4度保存备用。
使用本发明探针和引物对,通过对每个浓度梯度重复检测25次。确定在各标准浓度下本发明试剂盒的检出率,从而确定最低检测限。反应条件为:
(1)临床样本HBV DNA定量检测数字PCR反应体系
组份 | 体积(uL) |
2×数字PCR缓冲液 | 10μL; |
浓度为10μM的上游引物 | 1μL; |
浓度为10μM的上游引物 | 1μL; |
浓度为10μM的荧光探针 | 0.5μL; |
待测样品DNA | 1μL; |
去离子水 | 6.5μL。 |
合计 | 20 |
(2)定量检测数字PCR上样及反应条件
①将配制好的PCR反应液进行预扩增,其反应条件为:
②将预扩增后的PCR反应液上样至微滴发生卡,按BIO-RAD数字PCR操作说明生成微滴。
③PCR反应条件
④反应液上BIO-RAD数字PCR仪读数。
结果如表1所示,
表1灵敏度检测结果
结果显示,2IU/ml样本的检出率可达96%,本发明引物和探针的最低检测限为2IU/ml。
根据各浓度样品的检测结果绘制标准曲线,结果如图1~2:结果显示,线性方程为:y=0.8618x-23.588;R2=0.9999。线性关系良好,说明本发明提供的引物和探针具有良好的扩增效果及检测特异性。
实施例2重复性检测
将高浓度血清临床样本(由罗氏公司的COBAS AmpliPrep/COBAS TaqMan HBVTest,version2.0试剂盒确定为阳性样品并定量)用阴性血浆稀释至3个不同的浓度:2×105IU/ml、2×103IU/ml、2×102IU/ml。
血清DNA的提取纯化采用QIAGEN的QIAamp DNA Mini Kit(Cat.51304)进行制备。使用QIAGEN的QIAamp DNAMini Kit提取纯化待检样本、阴性质控品、临界阳性质控品、强阳性质控品和定量校准品中的核酸(步骤同实施例1)。
分3批合成本发明探针和引物对,通过数字PCR反应对每个浓度的DNA样本进行定量检测。每个浓度DNA样本分别用3批引物和探针重复检测100次。
通过计算变异系数来判断试剂盒的重复性:以同一浓度样品的定量检测结果计算变异系数(CV,%)(CV=STD/平均值×100%,即分别计算定量检测结果的标准偏差和平均值,然后用标准偏差除以平均值得到变异系数),同一批次试剂盒的检测结果用于计算批内重复性。要求CV小于5%。
结果如表2所示。
表2重复性检测结果
表3结果显示:通过本发明试剂盒检测的三个浓度的临床样本的变异系数(CV%)均小于5%。
实施例3乳汁样品或血清样品的检测
以罗氏公司的COBAS AmpliPrep/COBAS TaqMan HBV Test,version2.0试剂盒作为对照试剂盒品,采用本发明提供的探针和引物对对乳汁样品或血清样品进行检测。
1、乳汁中DNA的提取:
乳汁从中间层吸取900μl,15 000r/min离心10min;离心后的乳样分为三层:脂肪层、脱脂乳层、乳汁体细胞层;于1.5ml EP管中加细胞裂解液900μl;从脱脂乳层吸取300μl,吹打混匀,室温反应20min;13 000r/min离心3.5min;吸弃上清,加300μl核裂解液,振荡;37℃水浴30min,13 000r/min离心3.5min;加1.5μl RNase混匀,37℃水浴15min;加入100μl蛋白沉淀液,充分混匀,室温反应20min;13 000r/min离心3.5min;将上清液移至含有300μl异丙酮的离心管中,反复颠倒混匀,室温反应15min;13 000r/min离心3.5min;轻轻弃上清,留白色沉淀,用吸水纸吸干;加70%乙醇200μl洗涤1次;离心轻轻弃上清,用吸水纸吸干,室温干燥20min;加100μl DNA溶解液,65℃水浴2h,制成DNA样品,-20℃保存。
2、血清中DNA的提取:
血清样本的提取纯化采用QIAGEN的QIAamp DNA Mini Kit(Cat.51304)进行制备。使用QIAGEN的QIAamp DNA Mini Kit提取纯化待检样本、阴性质控品、临界阳性质控品、强阳性质控品和定量校准品中的核酸。具体步骤如下:
1)、在1.5ml离心管中加入20ul蛋白酶K。
2)、在1.5ml离心管中加入200ul样本。
3)、加入200ul AL缓冲液,振荡混匀15秒。
4)、56℃温育10分钟。
5)、短暂离心,收集管盖上的液体。
6)、加入200ul无水乙醇,振荡混匀15秒并短暂离心。
7)、将液体转移到离心柱中,8000rpm离心1分钟;将离心柱转移到一个
8)、新的2ml收集管中,丢弃废液。
9)、在离心柱中加入500ul AW1缓冲液,8000rpm离心1分钟;将离心柱转移到一个新的2ml收集管中,丢弃废液。
10)、在离心柱中加入500ul AW2缓冲液,14000rpm离心3分钟;将离心柱转移到一个新的2ml收集管中,丢弃废液。
11)、14000rmp离心1分钟。
12)、将离心柱转移到一个新的1.5ml离心管中,丢弃废液。加入50ul AE缓冲液,室温静置5分钟,8000rpm离心1分钟,收集纯化好的DNA。做好标记,得到的DNA样本在4度保存备用。
取5份乳汁样品与5份血清样品,分别进行乙肝病毒检测,结果如表3:
表3样品检测结果
样本编号 | 本发明探针、引物(IU/ml) | 对照试剂盒(IU/ml) |
1 | 1.89×103 | 1.46×103 |
2 | 5.27×102 | 6.49×102 |
3 | 2.25×103 | 1.95×103 |
4 | 2.46×102 | 2.39×102 |
5 | 7.15×101 | 9.07×101 |
6 | 5.29×100 | 未测出 |
7 | 8.18×102 | 6.84×102 |
8 | 4.28×103 | 4.85×103 |
9 | 6.13×101 | 未测出 |
10 | 4.43×103 | 3.16×103 |
表3结果表明,本发明提供的探针和引物对对样品进行与现有试剂盒(实时荧光定量法,目前认为测HBV DNA的金标准)结果一致,说明本发明的引物和探针均有良好的准确性,而其最低检测限要低于现有试剂盒。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
SEQUENCE LISTING
<110> 重庆医科大学附属第二医院
<120> 乙型肝炎病毒的数字PCR检测探针、引物对及检测方法
<130> MP1614833
<160> 3
<170> PatentIn version 3.3
<210> 1
<211> 21
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 1
ccagcaatgt caacgaccga c 21
<210> 2
<211> 19
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 2
ccaaggtctt acataagag 19
<210> 3
<211> 18
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 3
cctacagcct cctaatac 18
Claims (10)
1.乙型肝炎病毒的数字PCR检测探针,其核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。
2.根据权利要求1所述的探针,其特征在于,其5’端修饰荧光基团,3’端修饰淬灭基团。
3.根据权利要求2所述的探针,其特征在于,所述荧光基团为FAM;所述淬灭基团为BHQ。
4.乙型肝炎病毒的数字PCR检测引物对,包括:SEQ ID NO:2所示核苷酸序列的上游引物,和SEQ ID NO:3所示核苷酸序列的下游引物。
5.乙型肝炎病毒的数字PCR检测的试剂盒,其包括:
SEQ ID NO:1所示核苷酸序列的探针;
SEQ ID NO:2所示核苷酸序列的上游引物;
和SEQ ID NO:3所示核苷酸序列的下游引物。
6.根据权利要求3所述的试剂盒,其特征在于,还包括数字PCR反应缓冲液。
7.根据权利要求3所述的试剂盒,其特征在于,还包括EP管,微滴发生卡和去离子水。
8.乙型肝炎病毒的数字PCR检测方法,其特征在于,包括:以待测样品的DNA为模板,在SEQ ID NO:1所示核苷酸序列的探针、SEQ ID NO:2所示核苷酸序列的上游引物、和SEQ IDNO:3所示核苷酸序列的下游引物存在条件下,经预扩增和数字PCR扩增后,根据读数判断样本中乙型肝炎病毒的存在情况。
9.根据权利要求8所述的数字PCR检测方法,其特征在于,所述预扩增的反应条件为:
10.根据权利要求8所述的数字PCR检测方法,其特征在于,所述数字PCR扩增的反应条件为:
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