CN109239211B - 用于鉴别人体感染包虫的血清标志物及检测试剂盒 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一组血清差异蛋白在制备用于检测人体感染包虫病的试剂中的应用,其特征在于所述血清差异蛋白包括以下任意一种或一种以上蛋白的组合:HF蛋白,液泡蛋白,凝溶胶蛋白,载脂蛋白CI,FBXL14蛋白,载脂蛋白B,反向酸敏感离子通道4,hcg40889 CRA_B型,补体C3,血红蛋白。本发明提供的上述10中血清差异蛋白,利用该组血清差异蛋白作为标志物,发展快速检测方法可以对包虫感染进行筛查。
Description
技术领域
本发明属于包血虫病诊断蛋白标志物领域,具体涉及一种用于鉴别人体感染包虫的血清标志物及检测试剂盒。
背景技术
包虫病是棘球绦虫的幼虫寄生在人体所致的一种人兽共患寄生虫病。我国有囊型包虫病和泡型包虫病二种,分别由细粒棘球绦虫的幼虫(棘球蚴)和多房棘球绦虫的幼虫(泡球蚴)寄生人体组织器官所致。囊型包虫病呈世界性分布,畜牧业发达的国家和地区多见。我国包虫病高发流行区主要集中在高山草甸地区及气候寒冷、干旱少雨的牧区及半农半牧区,以新疆、青海、甘肃、宁夏、西藏、内蒙古、陕西、河北、山西和四川北部等地较为严重。包虫感染人体后,早期诊断较为困难,临床上主要依靠超声检查,而超声检查往往是包虫囊在体内形成较大的占位性病灶,需通过手术等方式进行治疗,而该病的复发率较高,针对该病的早期检测对控制该疾病至关重要。
发明内容
发明目的:本发明目的在于针对现有技术的不足,提供一组血清差异蛋白在制备用于检测人体感染包虫病的试剂中的应用。
技术方案:本发明所述一组血清差异蛋白在制备用于检测人体感染包虫病的试剂中的应用,所述血清差异蛋白包括以下任意一种或一种以上蛋白的组合:HF蛋白,蛋白序列号为Q14006;液泡蛋白,蛋白序列号为Q96RL7;凝溶胶蛋白,蛋白序列号为B7Z2X4;载脂蛋白CI,蛋白序列号为A0A024R0T8;FBXL14蛋白,蛋白序列号为Q8N1E6;载脂蛋白B,蛋白序列号为C0JYY2;反向酸敏感离子通道4,蛋白序列号为Q96FT7;hcg40889CRA_B型,蛋白序列号为A0A024R962;补体C3,蛋白序列号为P01024;血红蛋白,蛋白序列号为E9PFT6。
血液由于采样方便且能较好反映机体病理生理过程而成为疾病标志物的最好来源。但是要寻找特异性和准确性高,能用于临床检测的血液蛋白标志物有一定难度。本发明提供的上述10中血清差异蛋白,任意一种或一种以上组合可作为包虫病检测标志物,具有客观性、特异性和准确性特点。需要说明的是,上述10种血清差异蛋白的来源除血清外,还可以来自血浆。
采集血清,通过iTRAQ标记蛋白质组,使用MRM技术,检测上述的血清差异蛋白的浓度变化量。
包虫病感染血清中HF蛋白、液泡蛋白、凝溶胶蛋白、载脂蛋白CI和FBXL14蛋白,表达上调;载脂蛋白B、反向酸敏感离子通道4、hcg40889CRA_B型、补体C3和血红蛋白,表达下调。
本发明的另一目的在于提供一种用于鉴别人体感染包虫病的检测试剂盒,包括任一检测上述血清差异蛋白的多克隆抗体。
所述抗体可通过商业途径获得,也可通过常规抗体制备方法获得,还可通过表达和纯化血清中标志物蛋白,用其免疫动物以获得免疫血清,再用常规方法纯化血清中的抗体而获得。
所述试剂盒还包含上样缓冲液和ELISA 96孔板。
根据本发明的用于鉴别人体感染包虫病的检测试剂盒的方法是:根据UnitProt蛋白库的氨基酸序列,设计并合成任一血清差异蛋白的氨基酸序列,用其免疫家兔以获得免疫血清,然后检测兔血清中的抗体效价,采用常规方法纯化抗体;加入磷酸盐缓冲液,制得检测试剂盒。
有益效果:本发明提供了一种用于鉴别人体感染包虫的血清标志物,同时加入了患病血清的平行比较,在包虫病血样本收集基础上,同时加入了健康人血清样本,采用基于iTRAQ标记的定量蛋白质组学结合MRM技术,结果更为可靠,利用该组血清差异蛋白作为标志物,发展快速检测方法可以对包虫感染进行筛查。利用本发明的血清蛋白质标志物组制备得到的检测试剂盒能够准确的鉴别人体是否感染包虫病,具有极大的市场前景。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明技术方案进行详细说明,但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例1:iTRAQ技术检测人体感染包虫病患者与健康对照差异表达蛋白。
1、检测样本
来自于新疆克州等地包虫病人血清、健康人群血清各20例。清晨空腹采集2mL全血,4℃静置1~2h待血液凝固析出血清,3000g离心10min,收集上清液,冰上分装后存至-80℃备用。
2、检测方法
(1)使用Proteominer试剂盒去除血清中的高丰度蛋白:向富集好的蛋白样品加入终浓度10mM的DTT,56℃水浴1h;冷却至室温后,加入终浓度55mM的IAM,暗室放置45min;加1mL冷丙酮沉淀过夜,25000rpm 4℃离心15min弃上清液;简单风干沉淀残余丙酮,加适量Lysis Buffer 3,冰浴超声5min,25000rpm 4℃离心15min取上清液,定量,电泳。Bradford法定量,用酶标仪测量OD595,依据OD595与蛋白浓度制作线性标准曲线。稀释待测蛋白质溶液若干倍,在20μl蛋白溶液中加入180μl定量工作液,读取OD595。依据标准曲线以及样品OD595计算样品蛋白浓度。
(2)蛋白酶解:取200μg蛋白溶液(已烷基化处理)加入到10KDa的超滤管中,20℃12000rpm离心20min,直至蛋白液全部离心至收集管底部,去底部溶液,超滤管中再加入0.5M TEAB 100μl,同上离心操作。重复此步骤3次,更换新的收集管。在超滤管中加入50μl0.5M的TEAB,按照蛋白:酶=40:1的比例加入Trypsin酶,使用Parafilm(封口膜)将超滤管与管盖密封,放置于震荡仪上37℃反应过夜;12000rpm离心15min后,再加入100μl 0.5M的TEAB,12000rpm离心20min,收集管中溶液即酶解后肽段溶液。转出收集管底部的酶解消化液于1.5ml离心管中,冷冻抽干。
(3)肽段标记:取出一定量iTRAQ标签试剂,待试剂恢复至室温后,每管试剂加入50μl异丙醇,涡旋震荡后低速离心,用0.5M TEAB溶解肽段样品,并加入到对应iTRAQ标签试剂中,iTRAQ试剂113、118标记为病例组,119、121标记健康对照组,室温静止2小时。
(4)采用岛津LC-20AB液相系统,分离柱为5um 4.6×250mm Gemini C18柱对样品进行液相分离。用2mL流动相A(5%ACN pH9.8)复溶抽干的肽段样品并进样,以1mL/min的流速梯度洗脱:5%流动相B(95%CAN,pH9.8)10min,5%至35%流动相B 40min,35%至95%流动相B 1min,流动相B持续3min,5%流动相B平衡10min。在214nm波长下检测洗脱峰并每分钟收集一个组分,结合色谱洗脱峰图合并样品得到10个组分,然后冷冻抽干。
(5)经过液相分离的肽段通过nanoESI源离子化后进入到串联质谱仪Q-Exactive(Thermo Fisher Scientific,an Jose,CA)进行DDA(data-dependent acquisition)模式检测。主要参数设置:离子源电压设置为1.6kV;一级质谱扫描范围350~1600m/z;分辨率设置为70000;二级质谱起始m/z固定为100;分辨率17500。二级碎裂的母离子筛选条件为:电荷2+到7+,峰强度超过10000的强度排在前20的母离子。离子碎裂模式为HCD,碎片离子在Orbitrap中进行检测。动态排除时间设定为15s。AGC设置为:一级3E6,二级1E5。
(6)质谱数据采用通过Mascot和PD软件对实验中所得到的质谱数据与生物信息数据库在人类Uniprot数据库进行检索并定量分析进行比对,得到可信的蛋白质定量以及定性结果。
3、检测结果
2个上机重复合并分析,质谱共鉴定到631个蛋白,利用113,114,118,119,120,121进行标记时,其中≥2个unique肽段蛋白607个蛋白,鉴定过滤标准:PSM和Protein水平FDR≤1%。根据鉴定的蛋白质丰度比分布达到严格定量标准(log2比值≥0.6)的蛋白数:包虫病例组与正常对照组蛋白质表达谱分析筛选出明显差异表达蛋白质点为10个,表达上调的蛋白质点5个,下调的蛋白质点5个。
表1包虫病患者于健康对照的血清差异蛋白
实施例2:质谱MRM在包虫病中的验证
1、检测样本
来自于新疆克州等包虫病人血清、健康人群血清各20例。清晨空腹采集2mL全血,4℃静置1~2h待血液凝固析出血清,3000g离心10min,收集上清液,冰上分装后存至-80℃备用。
2、检测方法
实验方法的建立:
(1)挑选适合于进行MRM检测分析的相关靶蛋白;
(2)对所提取的蛋白进行质量评估;
(3)挑选适合于MRM检测的母子离子对;
(4)基于分析软件Skyline对质谱仪扫描参数—碰撞能量进行优化;
(5)对所得到的检测数据进行质量评估和分析。
样本分析:
(1)血清蛋白酶解:每个样品取12.5μg,合并为两管病例组和健康对照组,每管中加入0.1μg/μl的BSA作为内参。用超滤管,取蛋白液,离心20min,去底部溶液,加入100μlTEAB,同上离心操作,重复步骤3次,更换新的收集管,在超滤管中加入50μl 0.5M的TEAB,按照40:1的比例加入胰蛋白酶,用parafilm将超滤管与管盖密封,放置于震荡仪上37℃反应过夜。12000rpm离心15min。加入50μl二次蒸馏水(两次)12000rpm离心20min收集,再加入100μl TEAB,12000rpm离心20min,收集管中即酶解后肽段溶液。转出收集管中底部的酶解消化液于1.5ml离心管中,冷冻抽干。
(2)MRM实验方法:将制备好的样品按照以下色谱质谱的参数设置进入液相系统SHIMADU Prominence HPLC和AB SCIEX5500质谱仪进行分析。仪器参数的设置如下:离子喷射电压:2300,进样体积:4μl,碰撞能量:软件依据母子离子对信息自动计算。时间:60.028min,单个循环时间:3.7518sec,液相设置:流速:0.3μl/min,流动相A液:98%水,2%乙腈,0.1%甲酸;流动相B液:2%水,98%乙腈,0.1%甲酸。
(3)Skyline软件中肽段选择的参数设置:蛋白质组背景库:uniprot human;酶:Trypsin;最大漏切数:0;氨基酸数目:8~25;排除N末端氨基酸的个数:25;排除含有如下氨基酸的肽段:Cys Met;排除潜在的漏切末端:KK KR RK RR;结构修饰:Carbamidomethyl(C);最大可变修饰数:3;最大中性丢失数目:1;母离子电荷数:2,3;子离子电荷数:1;离子类型:b,y;离子相符耐受度:0.5Th;质荷比范围:50Th~1200Th;每针最大离子数目:300;驻留时间:8ms。
(4)数据分析:用BSA(HLVDEPQNLIK)肽段的积分峰面积进行样品测定的标准化,通过比较不同组之间某蛋白的积分峰面积差异,从而确定某蛋白在不同情况下表达量的相对变化。
3、结果
MRM技术对样品进行验证:综合iTRAQ筛选结果,MRM候选标志物的验证主要集中在iTRAQ差异表达蛋白的10个蛋白,并对这10个蛋白进行靶标验证,在挑选适合用于代表蛋白的高质量跃迁,且首要满足的条件就是能在质谱中响应出足够的信号强度,信噪比相对较高,能够呈现出峰形一致的峰簇。按照这一标准进行过滤,在对样本进行MRM实验以后,我们删掉了一些信噪比相对不好,质谱信号不稳定的子离子,最后得到含有对应10个蛋白的45个唯一肽段的母子离子对列表,并对10种蛋白在两组间样本中进行相对定量得到的MRM丰度(峰面积)进行差异倍数的比较。我们对MRM显著差异蛋白的标准,进行设定,要求差异倍数大于等于2倍,且p-value值小于0.05。
我们发现,包虫病组与健康人群组比较的差异蛋白有10种,HF蛋白,蛋白序列号为Q14006;液泡蛋白,蛋白序列号为Q96RL7;凝溶胶蛋白,蛋白序列号为B7Z2X4;载脂蛋白CI,蛋白序列号为A0A024R0T8;FBXL14蛋白,蛋白序列号为Q8N1E6;载脂蛋白B,蛋白序列号为C0JYY2;反向酸敏感离子通道4,蛋白序列号为Q96FT7,hcg40889CRA_B型,蛋白序列号为A0A024R962,补体C3,蛋白序列号为P01024,血红蛋白,蛋白序列号为E9PFT6。
综上所述,本发明通过对来自于包虫病人血清、健康人群血清进行比较验证,寻找到了各组血清蛋白中差异表达的蛋白质,从而确定了我们所建立的蛋白标志物组的准确性与意义。
实施例3:血清蛋白标志物组制备的检测试剂盒。
试剂盒的组成:
试剂A:检测任意一种血清差异蛋白的多克隆抗体;
试剂B:磷酸盐缓冲液;
C:ELISA 96孔板。
在具体实施方案中,可采用以下步骤使用此试剂盒鉴别包虫病:
(1)血清样本新鲜获取并保存与-80℃冰箱;
(2)血清样本按照原液、5倍稀释、10倍稀释分为三管;
(3)将两种抗体各滴加1μl至96孔板中进行包被;
(4)按照ELISA方法,将血清样本加入96孔板,并通过显色计算OD值,按照OD值=(样本OD-空白对照OD)/阴性对照OD)>2.1为阳性。
若检测样本中A抗体阳性,则结果可判为该病例为包虫感染,需定期再做检测复查。
如上所述,尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明,但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下,可对其在形式上和细节上作出各种变化。
Claims (3)
1.一组血清差异蛋白在制备用于检测人体感染包虫病的试剂中的应用,其特征在于所述血清差异蛋白包括以下蛋白的组合:HF 蛋白,蛋白序列号为 Q14006 ;液泡蛋白,蛋白序列号为 Q96RL7 ;凝溶胶蛋白,蛋白序列号为 B7Z2X4 ;载脂蛋白 CI ,蛋白序列号为A0A024R0T8 ;FBXL14 蛋白,蛋白序列号为 Q8N1E6 ;载脂蛋白 B,蛋白序列号为 C0JYY2 ;反向酸敏感离子通道 4,蛋白序列号为 Q96FT7 ,hcg40889 CRA _ B 型,蛋白序列号为A0A024R962 ,补体 C3 ,蛋白序列号为 P01024,血红蛋白,蛋白序列号为 E9PFT6 ;
其中,采集血清,通过 iTRAQ 标记蛋白质组,使用 MRM 技术,检测所述的血清差异蛋白的浓度变化量;其中,包虫病感染血清中 HF 蛋白、液泡蛋白、凝溶胶蛋白、载脂蛋白 CI和 FBXL14 蛋白,表达上调;载脂蛋白 B、反向酸敏感离子通道 4、hcg40889 CRA _ B 型、补体 C3 和血红蛋白,表达下调。
2.一种用于鉴别人体感染包虫病的检测试剂盒,其特征在于,包括检测权利要求 1 所述血清差异蛋白的多克隆抗体。
3.根据权利要求 2所述的检测试剂盒,其特征在于:所述试剂盒还包含上样缓冲液和ELISA 96 孔板。
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