CN109402263A - 检测小焦虫的引物对、套组及方法 - Google Patents
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Abstract
一种检测小焦虫(Babesia gibsoni)的引物对、套组及方法,引物对具有一顺向引物及一逆向引物,套组具有一引物对及一探针,其中,顺向引物的序列如序列编号1所示,逆向引物的序列如序列编号2所示,探针的序列如序列编号3所示。
Description
【技术领域】
本申请系关于一种检测焦虫的引物对、套组及方法,尤指一种检测小焦虫的引物对、套组及方法。
【现有技术】
全世界有许多种类的焦虫(Babesia spp.)可感染犬只,其中以犬焦虫 (Babesiacanis),又称大焦虫,以及小焦虫(Babesia gibsoni)最常见。小焦虫主要分布在亚洲,包含日本、韩国、台湾及马来西亚,近年来发现小焦虫也广泛分布在非洲、中东、巴西、北美洲及澳洲。小焦虫是一种寄生于宿主红血球内的原生动物寄生虫,并造成犬只患有焦虫病。此疾病主要经由壁虱而自然传播,但许多报告也显示了经由狗咬及输血的传播途径,以及传染至发展中胎儿的传播途径。小焦虫感染通常发生在犬只,且由于造成的急性型疾病常引发严重的临床症状,例如发烧、血小板过低、再生性贫血、脾肿大甚至死亡,故近年在临床上已被视为严重问题。此外,被感染的动物也可能成为慢性带原者,并经由壁虱传染至其他动物。因此,为了控制小焦虫感染,必须要有快速且准确的诊断,并接续实时且有效的治疗,以及慢行带原者的预防。
由于大焦虫及小焦虫的治疗方法不同,因此需要快速且正确诊断出小焦虫感染,以免延误病情。然而,小焦虫并不容易诊断。目前用于小焦虫诊断的方法包括血液抹片、血清诊断及分子诊断,但前述方法皆有其限制。
虽然兽医师可透过Giemsa染色法直接从血液抹片上判断病原,但此方法不容易区别出大焦虫及小焦虫,且此方法有赖受过良好训练及经验丰富的技术人员,才能做出正确判断。此外,此方法要采用新鲜的检体,以保持生物活性及型态,故检体须迅速进行处理。
血清诊断有助于辨识小焦虫抗体的存在,然而血清诊断无法区分出急性感染及慢性感染。血清诊断的限制更在于交叉反应,尤其在不同的焦虫种类之间,使得检测的特异性不佳,以及在年轻或免疫抑制的犬只上,或是在免疫转换发生前的感染初期,都可能产生伪阴性的检测结果。
目前诊断小焦虫较佳的方式之一便是分子诊断,尤其是利用聚合酶连锁反应(polymerase chain reaction,PCR)进行检测。聚合酶连锁反应是一种更灵敏且更具特异性的技术,提供了诊断焦虫症(babesiosis)的另一替代方案,而18S rRNA的基因序列即被用来分辨各种种类的焦虫及相关原生动物。举例而言,由引物设计有限公司(PrimerdesignLtd.)所提供的焦虫检测套组(canine babesiosis 18S ribosomal RNA(18S)genegenesig standard kit)可用来检测犬只所感染的焦虫症,然而,此套组也无法区别大焦虫及小焦虫的感染。
因此,为了能选择适当的治疗方式以避免延误病情,实有必要提供一种能专一地检测出小焦虫的技术方案。
【发明内容】
本申请之一实施例的目的在于提供一种用以检测小焦虫(Babesia gibsoni)的引物对,具高灵敏性及高特异性,以快速且准确的诊断出小焦虫感染,进而选择适当的治疗方式,避免延误病情。
本申请之一实施例的另一目的在于提供一种用以检测小焦虫的套组,其具高灵敏性及高特异性,以快速且准确的诊断出小焦虫感染,进而选择适当的治疗方式,避免延误病情。
本申请之一实施例的又一目的在于提供一种用以检测小焦虫的方法,其具高灵敏性及高特异性,以快速且准确的诊断出小焦虫感染,进而选择适当的治疗方式,避免延误病情。
为达上述目的,本申请之一实施例提供一种用以检测小焦虫的引物对,包含一顺向引物或其互补序列及一逆向引物或其互补序列,其中,顺向引物的序列为5’-TTGAAACTTGTCGAGCTG-3’,逆向引物的序列为 5’-TGGAATCTTCCACGACTG-3’。
承上,本申请之一实施例的用以检测小焦虫的引物对,其中,顺向引物及逆向引物系用于实时聚合酶链锁反应(Real-time PCR)。
又,本申请之一实施例为提供一种用以检测小焦虫的套组,包含一顺向引物或其互补序列、一逆向引物或其互补序列及一探针,其中,顺向引物的序列为5’-TTGAAACTTGTCGAGCTG-3’;逆向引物的序列为 5’-TGGAATCTTCCACGACTG-3’。
另外,本申请之一实施例的用以检测小焦虫的套组,探针的序列为 5’-CCGAGGCAACACGCGATC-3’。
本申请之一实施例的用以检测小焦虫的套组,顺向引物、逆向引物及探针系用于实时聚合酶链锁反应(Real-time PCR)。
又,本申请之一实施例的用以检测小焦虫的套组,探针的5’端接上报导染剂(reporter dye),且3’端接上淬灭体(quencher)。
又,本申请之另一实施例为提供一种用以检测小焦虫的方法,包含利用实时聚合酶链锁反应来扩增小焦虫的核酸分子,并采用一顺向引物或其互补序列、一逆向引物或其互补序列、及一探针,其中顺向引物的序列为 5’-TTGAAACTTGTCGAGCTG-3’,逆向引物的序列为 5’-TGGAATCTTCCACGACTG-3’。
承上,本申请之一实施例的用以检测小焦虫的方法,所采用之探针的序列为5’-CCGAGGCAACACGCGATC-3’。探针的5’端接上报导染剂,且3’端接上淬灭体。
【附图说明】
图1显示顺向引物、逆向引物及探针对应于ITS1基因序列的位置。
图2显示顺向引物、逆向引物及探针的DNA序列。
图3A及图3B显示实时聚合酶链锁反应扩增结果的分析。
【实施方式】
体现本申请特征与优点的一些实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本申请能够在不同的态样上具有各种的变化,其皆不脱离本申请的范围,且其中的说明及图式在本质上为说明之用,而非用以限制本申请。
本申请之一实施例系利用实时聚合酶链锁反应(Real-time polymerase chainreaction,简称Real-time PCR),又称定量聚合酶链锁反应(Quantitative polymerasechain reaction,简称为Q-PCR)来进行小焦虫(Babesia gibsoni)的检测,且采用探针侦测系统(probe-based detection)。首先,具有特异性的顺向引物、逆向引物及探针会杂合到小焦虫的目标DNA上,探针的5’端接上报导染剂,3’端接上淬灭体。在PCR扩增反应过程中,探针会被切割,使得报导染剂与淬灭体分离,即可侦测到报导染剂所发出的荧光。在一实施例中,报导染剂为FAM荧光基团,淬灭体为BHQ1基团。
在此试验中的目标DNA为小焦虫的ITS1(Internal Transcribed Spacer 1)基因(基因库登录号为KT033509.1)中的一段可变区域(variable region),其包含对小焦虫具有特异性的序列。本申请之一实施例之PCR引物及探针系利用 Primer3软件所设计,且依GC含量及不含发夹结构(hairpin structure)之基础进行选择。图1显示所采用的顺向引物、逆向引物及探针对应于ITS1基因序列的位置,其中,顺向引物起始于基因序列第4个位置,探针起始于基因序列第 74个位置,逆向引物起始于基因序列第95位置。利用此顺向引物、逆向引物及探针的组合将可扩增小焦虫DNA而得出大小为92-bp的扩增子(amplicon)片段。图2显示顺向引物、逆向引物及探针的DNA序列,其中,顺向引物(序列编号1)大小为18-mer,逆向引物(序列编号2)大小为18-mer,探针(序列编号 3)大小为18-mer。
为确认所采用的PCR引物及探针对小焦虫具有特异性,利用美国国家生物技术信息中心(National Center of Biotechnology Information,NCBI)提供的 Primer-BLAST系统对前述包含顺向引物及逆向引物的引物对及探针进行比对,结果显示没有其他相近的物种具有与本申请设计的引物对及探针完全相同的序列。此结果也显示本申请之一实施例的引物对及探针的特异性相当高,能用来扩增及检测小焦虫的ITS1基因。其中,本申请之一实施例的引物对及探针只能用来扩增及检测小焦虫的ITS1基因。
因此,本申请之一实施例提供了一种用以检测小焦虫的引物对,包含一顺向引物或其互补序列及一逆向引物或其互补序列,其中,顺向引物的序列为5’-TTGAAACTTGTCGAGCTG-3’,逆向引物的序列为 5’-TGGAATCTTCCACGACTG-3’。
此外,本申请之一实施例同时提供一种用以检测小焦虫的套组,包括一顺向引物或其互补序列、一逆向引物或其互补序列,其中,顺向引物的序列为5’-TTGAAACTTGTCGAGCTG-3’,逆向引物的序列为 5’-TGGAATCTTCCACGACTG-3’。本申请之一实施例的用以检测小焦虫的套组更包括一探针,探针的序列为5’-CCGAGGCAACACGCGATC-3’。
另外,本申请之一实施例提供一种用以检测小焦虫的方法,包含利用实时聚合酶链锁反应来扩增小焦虫的核酸分子,并采用一顺向引物或其互补序列、一逆向引物或其互补序列、及一探针,其中顺向引物的序列为 5’-TTGAAACTTGTCGAGCTG-3’,逆向引物的序列为 5’-TGGAATCTTCCACGACTG-3’。
在本申请之一实施例提供的用以检测小焦虫的方法,所采用之探针的序列为5’-CCGAGGCAACACGCGATC-3’。
在另一些实施例中,由于引物对可专一地检测小焦虫,故只要是位于顺向引物及逆向引物序列位置之间的序列,皆可设计为探针序列,因此,本申请提供之检测小焦虫的套组或方法亦可不限制采用前述的探针序列,且探针可选择杂合至DNA的任一股上,故相同位置的互补序列皆可做为探针序列。因此,与前述探针序列互补的序列亦可做为本申请之探针序列。
以下将说明利用本申请之一实施例设计之引物对及探针进行小焦虫的检测。
首先,取200μl以EDTA保存的待测全血样品进行DNA萃取,其系利用 Qiagen提供的萃取套组QIAamp DNABlood Mini Kit来萃取,并溶在100μl的冲提缓冲液中。接着进行实时聚合酶链锁反应,其系利用Bio-Rad实时聚合酶链锁反应机器(CFX96)来执行。PCR反应混合物中包含10μl的KAPAFast probe universal master mix,250nM的顺向引物及逆向引物,及250nM的探针,其中,顺向引物的序列包括5’-TTGAAACTTGTCGAGCTG-3’,逆向引物的序列包括5’-TGGAATCTTCCACGACTG-3’,以及探针的序列包括 5’-CCGAGGCAACACGCGATC-3’。将3μl的萃取DNA模板加入至每一反应管中,并使总体积达20μl。PCR循环条件先95℃3分钟,接着进行95℃3秒钟的变性(denaturation)及60℃20秒钟的退火(annealing)及延伸(extension),重复 40个循环。
正控制组(positive control)系为具有小焦虫254-bp的ITS1基因片段的选殖载体(PUC57System)。将此重组DNA质体制备一系列十倍稀释液,分别为1.25 x10,1.25x102,1.25x103,1.25x104,1.25x105,1.25x106,1.25x107copies/μl 的稀释液。每一稀释液系进行三次重复(triplicate)分析,以测定小焦虫DNA 侦测的下限,以及实时聚合酶链锁反应扩增的线性关系及效率。
图3A图及图3B显示实时聚合酶链锁反应扩增结果的分析。图3A显示不同拷贝数的质体样本的扩增曲线,可看出本申请的检测方法具有相当高的灵敏度。图3B显示本申请的检测方法具有相当好的线性关系,其R2为 0.996,非常接近最佳理论值1.0,因此,本申请的检测方法可进行定量分析,用以估计基因的拷贝数,进而估计临床样本中原虫寄生(parasitemia)的百分比。
综上所述,本申请之一实施例提供一种检测小焦虫的方法,其系利用实时聚合酶链锁反应及具有特异性的引物对及探针来进行侦测。本申请之一实施例提供之方法具有高灵敏性,可在无临床症状的感染案例中检测到低原虫寄生量。本申请之一实施例提供之方法更具有高特异性,可区别出焦虫之不同种类,而这对于小焦虫的治疗非常重要,因为犬焦虫及小焦虫的治疗方法不同,因此需要快速且正确诊断出小焦虫感染,以免延误病情。此外,相较于其他小焦虫诊断方法,本申请之一实施例之方法较省时省力,故适合用来进行高通量筛选。
纵使本发明已由上述实施例详细叙述而可由本领域技术人员任施匠思而为诸般修饰,然皆不脱如附申请专利范围所欲保护者。
Claims (8)
1.一种用以检测片状边虫(Anaplasma platys)的引物对,包含一顺向引物及一逆向引物,其中,该顺向引物的序列为5’-GTCGTAGCTTGCTATGATA-3’,该逆向引物的序列为5’-CCATACTACTAGGTAGATTCC-3’。
2.如权利要求1所述的引物对,其中该顺向引物及该逆向引物系用于实时聚合酶链锁反应。
3.一种用以检测片状边虫的套组,包含一顺向引物、一逆向引物及一探针,其中,该顺向引物的序列为5’-GTCGTAGCTTGCTATGATA-3’,该逆向引物的序列为5’-CCATACTACTAGGTAGATTCC-3’,以及该探针的序列为5’-CTCACCCGTCTGCCACTAAC-3’。
4.如权利要求3所述的套组,其中该顺向引物、该逆向引物及该探针系用于实时聚合酶链锁反应。
5.如权利要求3所述的套组,其中该探针的5’端接上报导染剂,且3’端接上淬灭体。
6.一种用以检测片状边虫的方法,包含利用实时聚合酶链锁反应来扩增片状边虫的核酸分子,且所采用之一顺向引物的序列为5’-GTCGTAGCTTGCTATGATA-3’,及一逆向引物的序列为5’-CCATACTACTAGGTAGATTCC-3’。
7.权利要求6所述的方法,其中用于该实时聚合酶链锁反应之一探针序列为5’-CTCACCCGTCTGCCACTAAC-3’。
8.如权利要求7所述的方法,其中该探针的5’端接上报导染剂,且3’端接上淬灭体。
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