CN108546786B - 用于检测鼻病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒的试剂盒及其使用方法 - Google Patents
用于检测鼻病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒的试剂盒及其使用方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于检测鼻病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒的试剂盒及其使用方法,该试剂盒由含有检测试剂的检测管、阳性质控品和无RNase水组成;其中,检测试剂单管分装,为干粉形态,包括有鼻病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒的特异性保守序列的引物及TaqMan荧光探针。可对鼻病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒进行快速准确检测,且能在各种环境中简便易用,保证了检测的时效性、特异性和灵敏度;针对鼻病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒各自的保守序列上设计特异性引物探针,可以同时检测并区分出鼻病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒;解决了低温保存和使用操作繁琐的问题,检测试剂可在4℃低温或常温下保存,使用时仅需加入提取好的核酸样本即可上机检测。
Description
技术领域
本发明涉及分子生物学领域,具体涉及一种用于检测鼻病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒的试剂盒及其使用方法。
背景技术
鼻病毒(Human Rhinovirus,HRV)、呼吸道合胞病毒(Respiratory SyncytialVirus,RSV)和副流感病毒(Parainfluenza Virus,PIV)感染是引起儿童急性呼吸道疾病最常见的病原体,在婴幼儿中呼吸道疾病中所占比例很高,对婴幼儿健康造成了很大的威胁。鼻病毒主要引起上呼吸道感染,呼吸道合胞病毒和副流感病毒则主要造成下呼吸道的感染。分子诊断技术可以满足对HRV、RSV和PIV快速诊断的需求,并且由于它们的遗传物质都为核糖核酸,样本提取后都需要进行逆转录过程,再进行分子检测,所以本试剂盒可以对这三种病原体同时进行检测,能够快速、准确地进行病原体筛选,从而配合以正确的治疗,减少抗生素药物的滥用。
鼻病毒是一种单股正链的RNA病毒,属于小核糖核酸病毒科肠道病毒属,有A、B、C三种血清型,超过150种基因型。在成人主要引起普通感冒等上呼吸道感染;对于婴幼儿和慢性呼吸道疾病患者,除上呼吸道感染外,还能引起支气管炎和支气管肺炎。现在鼻病毒也逐渐成为哮喘恶化和呼吸困难等慢性肺疾病的主要病因,人鼻病毒是鼻窦炎和中耳炎的单独病因。鼻病毒主要通过接触和飞沫传播,经鼻、口、眼粘膜进入体内,在鼻咽腔内增殖。潜伏期1~2天,临床症状有流涕、鼻塞、喷嚏、头痛、咽痛和咳嗽等,体温不增高或略有增高。该病毒引起为自限性疾病,一般一周左右自愈。大约有10%~20%的成年人感冒是由鼻病毒感染引起,而婴幼儿感冒有15%~30%是由鼻病毒导致。
呼吸道合胞病毒是一种单链RNA病毒,由包裹负链RNA的核衣壳和包膜组成,属于副粘液病毒科,是造成世界范围内婴幼儿下呼吸道病毒性感染最常见的原因之一。由于RSV在细胞中可以引起细胞融合病变,根据它在细胞培养中的细胞病变特征命名为呼吸道合胞病毒。RSV最显著的特征是每一次RSV感染只能调节以后感染的严重程度,产生的抗体并不能对机体产生永久性保护,因此RSV可反复感染。母传抗体也不能预防感染的发生,因而出生不久的小婴儿即可发病,常引起小儿间质性肺炎及毛细支气管炎,是引起小儿病毒性肺炎最常见的病原体。婴幼儿症状较重,可有高热、鼻炎、咽炎及喉炎,以后表现为毛细支气管炎及肺炎。少数病儿可并发中耳炎、胸膜炎及心肌炎等。成人和年长儿童感染后,主要表现为呼吸道感染。潜伏期3~7天,RSV感染有明显的季节性,主要暴发流行于冬春季节,每年的11月~次年2月为暴发流行的高峰季节。呼吸道合胞病毒基因组编码10种蛋白质,包括7种结构蛋白(G、F、M1、M2、P、L、N)和3种非结构蛋白(NS1、NS2、SH),其中G蛋白和F蛋白位于病毒颗粒的表面,是主要的糖蛋白,G蛋白是RSV毒株中变异最大的蛋白,仅存在5%的抗原相关性。RSV根据抗原性的不同可分为A、B两亚型,两亚型间的主要区别在于G蛋白的基因差异。RSVA、RSVB亚型患儿均以咳嗽、喘息为主要症状,其次为鼻塞流涕、发热、呼吸困难,两亚型临床表现无明显差异。
副流感病毒属副粘病毒属,也为单链RNA,有4个型,其中I~III型较为常见,婴幼儿易感染,IV型较为少见。本试剂盒检测I~III型,I型所致的疾病谱很广,有喉气管支气管炎、毛细支气管炎、支气管炎和肺炎;II型感染可出现典型的下呼吸道感染症状,但在非免疫抑制或无合并慢性病的儿童中,喉气管支气管炎是最常见的疾病;III型主要引起毛细支气管炎和肺炎,新生儿和小婴儿的感染病仅次于呼吸道合胞病毒。潜伏期一般1~7天,30%~40%的婴幼儿急性呼吸道感染都是由人类副流感病毒引起的,小儿喉炎中约33%,下呼吸道感染中约10%,仅次于呼吸道合胞病毒感染。
鼻病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒感染严重影响儿童健康,而住院期婴幼儿感染的鼻病毒的症状与呼吸道合胞病毒的感染极相似,呼吸道合胞病毒肺炎其临床症状与副流感病毒肺炎也几乎无法区分。基于以上情况,对这三种病原体快速检测区分的需求越来越高,而市面上检测单项病原体的产品无法满足快速检测、区分三种病原体的需求。
现有技术针对鼻病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒的检测方法主要有分离培养法、免疫检测法和荧光PCR法。培养法是把病原体在特定培养基上进行培养,再对产生的结果进行观察分析。免疫法是通过抗原抗体发生特异性结合来检测目的蛋白。荧光PCR法是在PCR扩增过程中,通过荧光信号,对PCR进程进行实时监测,定性或定量检测目的基因。
目前市面上暂无已注册的利用荧光定量PCR法检测鼻病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒的试剂盒,但有这三种病原体单项或者包含这三种病原体的多项检测试剂盒的发明专利,其组成一般包括盐离子缓冲液、酶、引物、探针、质控品,以液态形式分管保存在-20℃下,使用时需要将多管试剂融化,按照一定的比例进行混合,配制成检测反应液,然后加入样本核酸,放入荧光定量PCR仪中进行检测,最后根据扩增曲线分析检测结果。
免疫法检测试剂针对的是样本中的抗原或者病原体引起机体产生的特异性抗体,且抗体检测有窗口期,在发病初期容易漏诊;免疫法检测灵敏度、特异性较低,样本易污染且干扰物质较多,浓度过高或者过低时都容易造成结果错判,需要重复检测、复查才能确诊,检测的可信度较差;采用培养法检测耗时较长,培养效果差,很多病原体无法培养,延误最佳治疗时机。
普通的荧光PCR检测试剂虽然具有较好的灵敏度和特异性,但是试剂盒一般为多管液态试剂构成,平时需要保存在-20℃环境中,在操作时需要将各管试剂按照比例混合使用,对于运输和保存条件、操作方法等方面有较高的要求,容易因保存不当和操作失误引起检测结果不可信。
发明内容
本发明要解决的技术问题是,提供一种可同时快速检测鼻病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒三种病原体的试剂盒。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是,该用于检测鼻病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒的试剂盒由含有检测试剂的检测管、阳性质控品和无RNase水组成;其中,检测试剂单管分装,为干粉形态,包括有鼻病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒的特异性保守序列的引物及TaqMan荧光探针;
所述特异性保守序列的引物序列为:
鼻病毒,SEQ ID NO.1和SEQ ID NO.2;
呼吸道合胞病毒,SEQ ID NO.4和SEQ ID NO.5;
副流感病毒,SEQ ID NO.7和SEQ ID NO.8;
所述特异性保守序列的TaqMan探针序列为:
鼻病毒,SEQ ID NO.3;
呼吸道合胞病毒,SEQ ID NO.6;
副流感病毒,SEQ ID NO.9。
上述技术方案可对鼻病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒进行快速准确检测,且能在各种环境中简便易用,保证了检测的时效性、特异性和灵敏度;针对鼻病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒各自的保守序列上设计特异性引物探针,并在探针上标记不同的荧光信号,可以同时检测并区分出鼻病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒;解决了低温保存和使用操作繁琐的问题,本发明的试剂盒中检测试剂为单管干粉,可在4℃低温或常温下保存,使用时仅需加入提取好的核酸样本即可上机检测;试剂盒内检测管试剂配方经过优化调整,处理为干粉形态,能够在4℃低温或常温下保存一年以上,不影响检测效果,使用时仅需加入样本即可上机检测,方便易用;试剂盒采用TaqMan探针荧光PCR技术,针对鼻病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒进行检测,设计引物和探针的序列在鼻病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒的基因中都非常保守,特异性强,并能够在2小时内获得检测结果,灵敏度可达10copies/μL。
其中,SEQ ID NO.1:GACTCGCAGCTATCGCACA;
SEQ ID NO.2:CAGTCGACACATCAATCG;
SEQ ID NO.3:GAGGATCTACGTCTGTAGCGGC;
SEQ ID NO.4:CTAGCTTGAGCACAGA;
SEQ ID NO.5:CTGTCTACTGATGGACC;
SEQ ID NO.6:TGCTGCTGACTATCATCGTCCTCATC;
SEQ ID NO.7:CGCAGCTATCCGCTGCAA;
SEQ ID NO.8:GAGTACCTGGCAGCTTGC;
SEQ ID NO.9:CTAGCGTGTCCTATACAGGACTCAA。
优选的,所述检测试剂还包括有PCR缓冲液、海藻糖、牛血清白蛋白、dATP、dUTP、dCTP、dGTP、MgCl2、HotStart Taq酶、逆转录酶和UNG酶。
采用了UNG酶/dUTP防污染体系,能减少前次PCR反应产物带来的污染干扰;将逆转录酶与HotStart Taq酶混合在一个PCR反应管中使用,先进行逆转录过程合成出cDNA,再进行PCR扩增,没有添加随机引物,过程一步完成,无需开盖,既能减少实验操作步骤,节省时间,同时还避免了开盖操作可能带来的样本污染;所使用的探针为5’端荧光标记的TaqMan探针,探针两端分别标记荧光报告基团(R)和荧光淬灭基团(Q)的寡核苷酸。在探针完整时,即随机状态和无PCR产物杂交状态时,报告基团发出的荧光被淬灭基团吸收。在荧光PCR扩增过程中,当特异的PCR产物与TaqMan探针发生杂交反应时HotStart Taq酶的5’端外切酶活性同时也把探针裂解,报告基团所释放出来的荧光就可以被内置在定量检测仪内的荧光计检测到。PCR每经过一个循环,荧光信号也和目的片段一样,有一个同步指数增长的过程,荧光信号的强弱就代表了模板DNA的拷贝数的多少。因此本发明不仅可用于简单的定性检测,亦可用做样本具体含量的定量检测。
优选的,所述引物在扩增体系中的终浓度为100~1000nM;所述探针在扩增体系中的终浓度为50~500nM;所述海藻糖在扩增体系中的终浓度为1%~10%w/v;所述牛血清白蛋白在扩增体系中的终浓度为0.1%~5%w/v;所述HotStart Taq酶、逆转录酶、UNG酶在扩增体系中的终浓度均为0.5U~5U;所述dATP、dUTP、dCTP、dGTP在扩增体系中的终浓度均为0.1mM~2mM;所述MgCl2在扩增体系中的终浓度为1.5mM~10mM。
其中,M=mol/L,是浓度单位;w/v为质量体积比;此外,酶的浓度是在一个反应体系里1U。
优选的,所述阳性质控品中含有鼻病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒的扩增基因序列的质粒。
优选的,所述检测试剂的制备方法为:
(1)将配制好的检测试剂溶液以单人份分装到PCR管中,放入-80℃条件下冻存8h以上;
(2)将冻好的检测试剂放入到真空冷冻干燥机中,设定冻干机程序为:
-50℃,1h,1大气压;
-40℃,5h,<10Pa;
-10℃,2h,<10Pa;
0℃,2h,<10Pa;
30℃,5h,<10Pa;
(3)干燥完成后,取出试剂,即为干粉形态。
本发明要解决的另一个技术问题是提供一种前述试剂盒的使用方法,该方法包括以下步骤:
(1)将样品的DNA/RNA共提取模板、无RNase水、阳性质控品各25μL分别加入不同的检测管中,盖好管盖,进行荧光PCR检测;
(2)PCR扩增反应的条件为:50℃逆转录15~30min;92~97℃预变性1~10min;92~97℃变性10~15s;58~62℃退火延伸35~50s;40~45个循环;
(3)有效性判定:
无RNase水检测出的Ct值为Undet或40,且阳性质控品检测出的Ct值≤35,否则实验视为无效;
(4)结果判读:
样本检测管Ct值为Undet或40,该样本结果判断为阴性,样本RNA提取失败、待测样本中不含RNA或含量低于检测限;
样本检测管Ct值≤35,该样本结果判断为对应的病原体阳性,样本检测成功;
样本检测管Ct值为38~40,需要复检一次,如果Ct值仍为38~40,则判断为阴性;
按照以上判读方法,结合样本检测管检出的鼻病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒对应荧光通道的Ct值来判断三种病原体的检测结果。
本发明与普通荧光PCR法、免疫法和细菌培养法等相比,具有以下优势:
1.特异性强:本发明的引物探针针对鼻病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒的特异性保守区域序列设计,特异性强。
2.敏感性高:本发明能检测到10copies/μL浓度的目的基因序列。
3.易于保存:本发明的检测管内预装单管的干粉试剂,保存方便。
4.单管分型:在一个检测管内根据荧光信号的不同来区分三种病原体。
5.检测过程为闭管反应,并将逆转录过程和PCR扩增过程结合,减少实验步骤,并大大降低了污染及结果偏差的可能性。
7.操作简单快速:无需配制检测试剂,仅需加样一次,即可上机检测,从标本送检到得出结果可在3个小时以内完成。
6.结果判读明确、客观;若需要亦可对结果进行定量分析。
7.安全:整个体系中不包含有毒有害物质,无需PCR产物的后处理,对操作员和环境都无危害。
附图说明
图1是本发明实施例1的PCR扩增曲线图;
图2是本发明实施例2的PCR扩增曲线图。
具体实施方式
实施例1:本实施例的用于检测鼻病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒的试剂盒,由含有检测试剂的检测管、阳性质控品和无RNase水组成;其中,检测试剂单管分装,为干粉形态,包括有鼻病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒的特异性保守序列的引物及TaqMan荧光探针;
所述特异性保守序列的引物序列为:
鼻病毒,SEQ ID NO.1和SEQ ID NO.2;
呼吸道合胞病毒,SEQ ID NO.4和SEQ ID NO.5;
副流感病毒,SEQ ID NO.7和SEQ ID NO.8;
所述特异性保守序列的TaqMan探针序列为:
鼻病毒,SEQ ID NO.3;
呼吸道合胞病毒,SEQ ID NO.6;
副流感病毒,SEQ ID NO.9。
检测试剂还包括有PCR缓冲液、海藻糖、牛血清白蛋白、dATP、dUTP、dCTP、dGTP、MgCl2、HotStart Taq酶、逆转录酶和UNG酶。
引物在扩增体系中的终浓度为100nM;所述探针在扩增体系中的终浓度为50nM;所述海藻糖在扩增体系中的终浓度为1%w/v;所述牛血清白蛋白在扩增体系中的终浓度为0.2%w/v;所述HotStart Taq酶、逆转录酶、UNG酶在扩增体系中的终浓度均为1U;所述dATP、dUTP、dCTP、dGTP在扩增体系中的终浓度均为0.5mM;所述MgCl2在扩增体系中的终浓度为5.5mM;阳性质控品中含有鼻病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒的扩增基因序列的质粒。
检测试剂的干粉形态制备方法为:
(1)将配制好的检测试剂溶液以单人份分装到PCR管中,放入-80℃条件下冻存8h以上;
(2)将冻好的检测试剂放入到真空冷冻干燥机中,设定冻干机程序为:
-50℃,1h,1大气压;
-40℃,5h,<10Pa;
-10℃,2h,<10Pa;
0℃,2h,<10Pa;
30℃,5h,<10Pa;
(3)干燥完成后,取出试剂,即为干粉形态。
该试剂盒的反应体系为25μL,直接将提取的25μL样本核酸添加到单个检测管中。
试剂盒的操作和结果判定:
(1)将样品的DNA/RNA共提取模板(从人的痰液、咽拭子等中提取)、无RNase水、阳性质控品各25μL分别加入不同的PCR反应管中,配成反应体系,盖好管盖混匀离心,放入荧光定量PCR仪中进行荧光PCR检测;
(2)设置仪器中的PCR扩增反应的条件为:50℃逆转录30min;92℃预变性10min;94℃变性15s;58℃退火延伸40s;40个循环;
(3)反应完成后,基线设定为自动调整,根据扩增曲线图和Ct值对检测结果进行分析;
(4)有效性判定:
无RNase水检测出的Ct值为Undet或40,且阳性质控品检测出的Ct值≤35,否则实验视为无效;
(5)结果判读:
样本检测孔Ct值为Undet或40,该样本结果判断为阴性,样本RNA提取失败、待测样本中不含RNA或含量低于检测限;
样本检测孔Ct值≤35,该样本结果判断为对应的病原体阳性,样本检测成功;
样本检测孔Ct值为35-40,需要复检一次,如果Ct值仍为35-40,则判断为阴性。
结合样本检测管检出的鼻病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒对应荧光通道的Ct值来判断三种病原体的检测结果。
图1为本发明的PCR扩增曲线图,其中1为荧光阈值,2为阴性对照,3为阳性质控品,4为鼻病毒阳性结果的样本,5为呼吸道合胞病毒阳性结果的样本,6为副流感病毒阳性结果的样本,7为需要重新检测的样本。阳性质控品3检出三条扩增曲线,且Ct值都<35,阴性对照2无扩增曲线,表明结果有效;样本4、5、6均有扩增曲线,且Ct值<35,判定为阳性结果;样本7扩增曲线的Ct值>35,建议重新检测。
实施例2:
用本发明的试剂盒分别检测鼻病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒对应的质粒样本,以及三者混合质粒样本,浓度分别为105copies/μL。按照与实施例1相同的方法进行检测。
检测结果表明本发明试剂盒可以在一个检测管内同时检测三种病原体,且三个荧光信号通道互不干扰,结果见图2。其中1为荧光阈值,2为阴性对照,3为三者混合质粒,4为鼻病毒样本,5为呼吸道合胞病毒样本,6为副流感病毒样本。阴性对照2无扩增曲线,混合质粒样本3检出三条扩增曲线,分别为三个通道,且Ct值<35,表明结果有效;样本4~6都只有一个通道有扩增曲线。
试验结果表明本试剂盒可以同时检出鼻病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒,也可以检出单项且不干扰其他两项病原体的荧光信号通道。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,例如引物在扩增体系中的终浓度在100~1000nM范围内进行选择,探针在扩增体系中的终浓度在50~500nM范围内进行选择,海藻糖在扩增体系中的终浓度在1%~10%范围内进行选择,牛血清白蛋白在扩增体系中的终浓度在0.1%~5%范围内进行选择,HotStart Taq酶、逆转录酶、UNG酶在扩增体系中的终浓度均在0.5U~5U范围内进行选择,dATP、dUTP、dCTP、dGTP在扩增体系中的终浓度均在0.1mM~2mM范围内进行选择,MgCl2在扩增体系中的终浓度在1.5mM~10mM范围内进行选择,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
序列表
<110> 南京岚煜生物科技有限公司
<120> 用于检测鼻病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒的试剂盒及其使用方法
<160> 9
<170> SIPOSequenceListing 1.0
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<212> DNA
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<212> DNA
<213> 鼻病毒(Human rhinovirus)
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<213> 副流感病毒(Influenza virus)
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<212> DNA
<213> 副流感病毒(Influenza virus)
<400> 9
ctagcgtgtc ctatacagga ctcaa 25
Claims (1)
1.一种用于检测鼻病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒的试剂盒,其特征在于,该试剂盒由含有检测试剂的检测管、阳性质控品和无RNase水组成;其中,检测试剂单管分装,为干粉形态,包括有鼻病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒的特异性保守序列的引物及TaqMan荧光探针;
所述特异性保守序列的引物序列为:
鼻病毒,SEQ ID NO.1和SEQ ID NO.2;
呼吸道合胞病毒,SEQ ID NO.4 和SEQ ID NO.5;
副流感病毒,SEQ ID NO.7和SEQ ID NO.8;
所述特异性保守序列的TaqMan探针序列为:
鼻病毒,SEQ ID NO.3;
呼吸道合胞病毒,SEQ ID NO.6;
副流感病毒,SEQ ID NO.9;
所述检测试剂还包括有PCR缓冲液、海藻糖、牛血清白蛋白、dATP、dUTP、dCTP、dGTP、MgCl2、HotStart Taq酶、逆转录酶和UNG酶;
所述引物在扩增体系中的终浓度为100nM;所述探针在扩增体系中的终浓度为50nM;所述海藻糖在扩增体系中的终浓度为1%w/v;所述牛血清白蛋白在扩增体系中的终浓度为0.2%w/v;所述HotStart Taq酶、逆转录酶、UNG酶在扩增体系中的终浓度为1U;所述dATP、dUTP、dCTP、dGTP在扩增体系中的终浓度均为0.5mM;所述MgCl2在扩增体系中的终浓度为5.5mM;
所述阳性质控品中含有鼻病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒的扩增基因序列的质粒;
所述检测试剂的制备方法为:
(1)将配制好的检测试剂溶液以单人份分装到PCR管中,放入-80℃条件下冻存8h以上;(2)将冻好的检测试剂放入到真空冷冻干燥机中,设定冻干机程序为:
-50℃,1h,1大气压;
-40℃,5h,<10Pa;
-10℃,2h,<10Pa;
0℃,2h,<10Pa;
30℃,5h,<10Pa;
(3)干燥完成后,取出试剂,即为干粉形态。
Priority Applications (1)
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