CN112852933A - 一种基于锁核酸修饰的rma法检测cyp2c19基因多态性的试剂盒及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本申请属于生物检测技术领域,具体为一种基于锁核酸修饰的RMA法检测CYP2C19基因多态性的试剂盒及检测方法;所述引物和探针组分为两组,A组为检测CYP2C19*2和CYP2C19*3的引物对、野生型探针和突变型探针;B组为检测CYP2C19*17的引物对、野生型探针和突变型探针;所述试剂盒包括含扩增反应试剂A的检测管、含扩增反应试剂B的检测管、缓冲液、醋酸镁、阳性对照、阴性对照。
Description
技术领域
本申请属于生物检测技术领域,具体为一种基于锁核酸修饰的RMA法检测CYP2C19基因多态性的试剂盒及检测方法。
背景技术
CYP2C19酶是人体重要的药物代谢酶,主要存在于肝微粒体中,目前已证实的由CYP2C19酶参与代谢并明显影响其临床应用的药物多达几十种,包括氯吡格雷、奥美拉唑、西酞普兰、苯妥英钠等。CYP2C19酶的编码基因为CYP2C19基因,位于人类10号染色体上。CYP2C19基因含有42个等位基因,CYP2C19基因的遗传变异导致CYP2C19酶活性的个体差异,使人群出现4种不同的代谢表型:快代谢型(RM,*1/*1)、中间代谢型(IM,*1/*2,*1/*3,*17/*2,*17/*3)、慢代谢型(PM,*2/*2,*2/*3,*3/*3)、超快代谢型(UM,*17/*17)。其中,CYP2C19*1为野生型等位基因,其编码的酶具有正常活性;CYP2C19*2(rs4244285,c.681G>A)和CYP2C19*3(rs4986893,c.636G>A)编码的CYP2C19酶活性降低,是中国人群中存在的2种主要的等位基因,在中国人群的发生频率分别约为30%和8.9%;CYP2C19*17(rs12248560,c.-806C>T)编码的CYP2C19酶活性增强,在中国人群的发生频率约为0.7%。通过CYP2C19基因多态性检测,可将服药人群分为上述4类表型的代谢患者,从而用于相关药物的用药指导。
目前,针对CYP2C19基因多态性的检测方法很多,如荧光定量PCR法、限制性片段长度多态性分析法、直接测序、基因芯片等。但是这些方法基本上都操作复杂、检测周期长,且需要复杂的仪器设备、成本也较高。
重组酶聚合酶扩增(Recombinase Mediated Amplification,RMA)技术是一种核酸等温扩增技术,主要依赖重组酶、单链DNA结合蛋白(SSB)和链置换DNA聚合酶三种酶。RMA反应可以在37~42℃进行,整个过程在30min内即可达到检测水平。锁核酸(LockedNucleic Acid,LNA)是一种特殊的双环状寡核苷酸衍生物,其结构中核糖的2'-O位和4'-C位通过不同的缩水作用形成氧亚甲基桥、硫亚甲基桥或胺亚甲基桥,并连接成环形,这个环形桥锁定了呋喃糖C3'-内型的N构型,降低了核糖结构的柔韧性,增加了磷酸盐骨架局部结构的稳定性,提高了扩增反应中DNA分子的稳定性和亲和力。研究发现,在错配位点修饰1-3个锁核酸可明显提高单碱基错配的识别能力。LNA修饰的探针比传统的DNA探针有更高的灵敏度、稳定性、扩增效率和较低的探针浓度,是一种更为可靠的检测基因分型的方法。
本发明采用锁核酸修饰的重组酶介导的等温扩增法(LNA-RMA法)进行CYP2C19基因多态性检测,更加快速、简便,能够提高单碱基突变检测的特异性和灵敏度。
发明内容
为了解决现有技术的问题,本申请提供了一种基于锁核酸修饰的RMA法检测CYP2C19基因多态性的试剂盒及检测方法,本申请是通过下述方案实现的:
一种基于锁核酸修饰的RMA法检测CYP2C19基因多态性的引物探针组,所述引物和探针组分为两组,A组为检测CYP2C19*2和CYP2C19*3的引物对、野生型探针和突变型探针;B组为检测CYP2C19*17的引物对、野生型探针和突变型探针;其中,A组的CYP2C19*2引物和探针序列为:
正向引物:5’-AGCATTACTCCTTGACCTGTTAAACATCCGTAG-3’;
反向引物:5’-CAACCAGAGCTTGGCATATTGTATCTATACCT-3’;
野生型探针:
突变型探针:
A组的CYP2C19*3引物和探针序列为:
正向引物:5’-ATCATTTAGCTTCACCCTGTGATCCCACTTTC-3’;
反向引物:5’-CATGGCTGTCTAGGCAAGACTGTAGTATTCAA-3’;
野生型探针:
突变型探针:
B组CYP2C19*17的引物和探针序列为:
正向引物:5’-AGTTTCTCAAGCCCTTAGCACCAAATTCTCTG-3’;
反向引物:5’-GAACTGGGATTTGAGCTGAGGTCTTCTGATG-3’;
野生型探针:
突变型探针:
优选的,所述探针修饰有荧光基团和猝灭基团,所述猝灭基团修饰在THF 3’端的T碱基上,荧光基团修饰在SNP位点的5’端T碱基上或SNP位点互补碱基的5’端T碱基上。
优选的,所述荧光基团用FAM、HEX、ROX或CY5修饰,所述淬灭基团用BHQ1、BHQ2修饰。
优选的,所述探针3’末端标记阻抑聚合酶延伸或扩增的修饰基团。
优选的,所述探针覆盖SNP位点,在探针的SNP位点上做锁核酸(LNA)修饰。
一种基于锁核酸修饰的RMA法检测CYP2C19基因多态性的试剂盒,所述试剂盒包括含扩增反应试剂A的检测管、含扩增反应试剂B的检测管、缓冲液、醋酸镁、阳性对照、阴性对照。
优选的,所述扩增反应试剂A包括CYP2C19*2上下游引物、CYP2C19*2野生型和突变型探针、CYP2C19*3上下游引物、CYP2C19*3野生型和突变型探针、大肠杆菌RecA蛋白、UvsY蛋白、单链结合蛋白GP32、Bst聚合酶、核酸外切酶III、聚环氧乙烷、海藻糖、甘露醇、ATP、dNTPs、肌酸激酶和磷酸肌酸。
所述扩增反应试剂B包括CYP2C19*17上下游引物、CYP2C19*17野生型和突变型探针、大肠杆菌RecA蛋白、、UvsY蛋白、单链结合蛋白GP32、Bst聚合酶、核酸外切酶III、聚环氧乙烷、海藻糖、甘露醇、ATP、dNTPs、肌酸激酶和磷酸肌酸。
优选的,所述引物对及检测探针组在扩增体系中的终浓度分别为10μM;所述聚环氧乙烷的终浓度为10%w/v;所述海藻糖的终浓度为2mM;所述甘露醇的终浓度为2.5mM;所述ATP的终浓度为10mM;所述dNTPs的终浓度为2mM;所述肌酸激酶的终浓度为1000ng/mL;所述磷酸肌酸的终浓度为25mM;所述大肠杆菌RecA蛋白的终浓度为100ng/μL;所述UvsY蛋白的终浓度为40ng/μL;所述单链结合蛋白GP32的终浓度为800ng/μL;所述Bst聚合酶的终浓度为60ng/μL;所述核酸外切酶III的终浓度为80ng/μL。
优选的,所述阳性对照为CYP2C19*2野生型质粒和突变型质粒、CYP2C19*3野生型质粒和突变型质粒、CYP2C19*17野生型质粒和突变型质粒。
优选的,所述阴性对照为无菌双蒸水。
优选的,所述试剂盒可以检测的样品为人全血或外周血样本。
一种基于锁核酸修饰的RMA法检测CYP2C19基因多态性的方法,包括以下步骤:
(1)提取待测样本DNA作为模板;
(2)设计用于CYP2C19基因多态性检测的引物对及探针;
(3)以提取的待测样本DNA作为模板,加入上述试剂盒中的反应试剂进行RMA扩增反应;扩增反应条件为在实时恒温荧光检测器中39℃下扩增20分钟;
(4)检测结果判定:
对于野生纯合型样本,只有野生型探针产生荧光信号,而突变型探针没有产生荧光信号,说明突变型探针对野生型模板不会产生非特异性扩增;对于突变纯合型样本,只有突变型探针产生荧光信号,而野生型探针没有产生荧光信号,说明野生型探针对突变型模板不会产生非特异性扩增;对于突变杂合型样本,突变型探针和野生型探针都产生了荧光信号。
有益效果:RMA反应可以在37~42℃进行,对仪器设备的要求不高,操作简单,在30min内即可得到结果;能够在两个反应管内同时检测三种突变位点,提高检测的简便性,降低检测成本;整个反应过程采用全封闭形式,避免了交叉污染的可能;扩增反应试剂采用冻干工艺,提高试剂稳定性,降低运输成本;用锁核酸修饰探针能够提高单碱基突变的检测特异性,比传统的DNA探针有更高的灵敏度,适用于基因分型检测。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1 CYP2C19*2野生纯合型样本检测结果;
图2 CYP2C19*2突变纯合型样本检测结果;
图3 CYP2C19*2突变杂合型样本检测结果;
图4 CYP2C19*3野生纯合型样本检测结果;
图5 CYP2C19*3突变纯合型样本检测结果;
图6 CYP2C19*3突变杂合型样本检测结果;
图7 CYP2C19*17野生纯合型样本检测结果;
图8 CYP2C19*17突变纯合型样本检测结果;
图9 CYP2C19*17突变杂合型样本检测结果。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本申请实施方式作进一步地详细描述。
实施例1
1、引物和探针的设计
基于CYP2C19基因突变序列或其互补序列设计的LNA-RMA检测引物和探针如下表1所示;
表1 CYP2C19基因引物与探针序列
注:LNA修饰的突变位点碱基用斜体加粗加下划线表示;*2野生型探针的荧光基团用FAM修饰;*2突变型探针的荧光基团用HEX修饰;*2野生型探针和突变型探针的淬灭基团都用BHQ1修饰;*3野生型探针的荧光基团用ROX修饰;*3突变型探针的荧光基团用CY5修饰;*3野生型探针和突变型探针的淬灭基团都用BHQ2修饰;*17野生型探针的荧光基团用FAM修饰;*17突变型探针的荧光基团用HEX修饰;*17野生型探针和突变型探针的淬灭基团都用BHQ1修饰。
2、样本的提取
采用血液基因组DNA提取试剂盒提取待测样本的DNA作为模板
3、RMA反应体系的建立
将42.5μL缓冲液和5μL提取的待测样本DNA加入到含有扩增反应试剂A的检测管中,混匀,并向检测管中加入2.5μL的280mM醋酸镁溶液并混匀;将42.5μL缓冲液和5μL提取的待测样本DNA加入到含有含有扩增反应试剂B的检测管中,混匀,并向检测管中加入2.5μL的280mM醋酸镁溶液并混匀;将两个检测管在实时恒温荧光检测器中39℃扩增20分钟;
其中,所述扩增反应试剂A包括CYP2C19*2上下游引物、CYP2C19*2野生型和突变型探针、CYP2C19*3上下游引物、CYP2C19*3野生型和突变型探针、大肠杆菌RecA蛋白、UvsY蛋白、单链结合蛋白GP32、Bst聚合酶、核酸外切酶III、聚环氧乙烷、海藻糖、甘露醇、ATP、dNTPs、肌酸激酶和磷酸肌酸;
所述扩增反应试剂B包括CYP2C19*17上下游引物、CYP2C19*17野生型和突变型探针、大肠杆菌RecA蛋白、、UvsY蛋白、单链结合蛋白GP32、Bst聚合酶、核酸外切酶III、聚环氧乙烷、海藻糖、甘露醇、ATP、dNTPs、肌酸激酶和磷酸肌酸;
所述引物对及检测探针组在扩增体系中的终浓度分别为10μM;所述聚环氧乙烷的终浓度为10%w/v;所述海藻糖的终浓度为2mM;所述甘露醇的终浓度为2.5mM;所述ATP的终浓度为10mM;所述dNTPs的终浓度为2mM;所述肌酸激酶的终浓度为1000ng/mL;所述磷酸肌酸的终浓度为25mM;所述大肠杆菌RecA蛋白的终浓度为100ng/μL;所述UvsY蛋白的终浓度为40ng/μL;所述单链结合蛋白GP32的终浓度为800ng/μL;所述Bst聚合酶的终浓度为60ng/μL;所述核酸外切酶III的终浓度为80ng/μL;
所述阳性对照为CYP2C19*2野生型质粒和突变型质粒、CYP2C19*3野生型质粒和突变型质粒、CYP2C19*17野生型质粒和突变型质粒;
所述阴性对照为无菌双蒸水;
4、检测结果判定:
通过实时恒温荧光检测器上显示的荧光信号判断所检测的CYP2C19基因多态性位点。图1显示该样本为CYP2C19*2野生纯合型样本,仅野生型探针产生荧光信号,突变型探针无荧光信号;图2显示该样本为CYP2C19*2突变纯合型样本,仅突变型探针产生荧光信号,野生型探针无荧光信号;图3显示该样本为CYP2C19*2突变杂合型样本,野生型探针和突变型探针都产生荧光信号;图4显示该样本为CYP2C19*3野生纯合型样本,仅野生型探针产生荧光信号,突变型探针无荧光信号;图5显示该样本为CYP2C19*3突变纯合型样本,仅突变型探针产生荧光信号,野生型探针无荧光信号;图6显示该样本为CYP2C19*3突变杂合型样本,野生型探针和突变型探针都产生荧光信号;图7显示该样本为CYP2C19*17野生纯合型样本,仅野生型探针产生荧光信号,突变型探针无荧光信号;图8显示该样本为CYP2C19*17突变纯合型样本,仅突变型探针产生荧光信号,野生型探针无荧光信号;图9显示该样本为CYP2C19*17突变杂合型样本,野生型探针和突变型探针都产生荧光信号。
以上所述仅为本申请的较佳实施例,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
序列表
<110> 济南国益生物科技有限公司
<120> 一种基于锁核酸修饰的RMA法检测CYP2C19基因多态性的试剂盒及检测方法
<160> 12
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 33
<212> DNA
<213> CYP2C19*2基因(CYP2C19*2)
<400> 1
agcattactc cttgacctgt taaacatccg tag 33
<210> 2
<211> 32
<212> DNA
<213> CYP2C19*2基因(CYP2C19*2)
<400> 2
caaccagagc ttggcatatt gtatctatac ct 32
<210> 3
<211> 52
<212> DNA
<213> CYP2C19*2基因(CYP2C19*2)
<400> 3
caaggttttt aagtaatttg ttatgggttc ccgggaaata atcaatgata gt 52
<210> 4
<211> 52
<212> DNA
<213> CYP2C19*2基因(CYP2C19*2)
<400> 4
caaggttttt aagtaatttg ttatgggttc ctgggaaata atcaatgata gt 52
<210> 5
<211> 32
<212> DNA
<213> CYP2C19*3基因(CYP2C19*3)
<400> 5
atcatttagc ttcaccctgt gatcccactt tc 32
<210> 6
<211> 32
<212> DNA
<213> CYP2C19*3基因(CYP2C19*3)
<400> 6
catggctgtc taggcaagac tgtagtattc aa 32
<210> 7
<211> 49
<212> DNA
<213> CYP2C19*3基因(CYP2C19*3)
<400> 7
tgaaaacatc aggattgtaa gcaccccctg gatccaggta aggccaagt 49
<210> 8
<211> 49
<212> DNA
<213> CYP2C19*3基因(CYP2C19*3)
<400> 8
tgaaaacatc aggattgtaa gcaccccctg aatccaggta aggccaagt 49
<210> 9
<211> 32
<212> DNA
<213> CYP2C19*17基因(CYP2C19*17)
<400> 9
agtttctcaa gcccttagca ccaaattctc tg 32
<210> 10
<211> 31
<212> DNA
<213> CYP2C19*17基因(CYP2C19*17)
<400> 10
gaactgggat ttgagctgag gtcttctgat g 31
<210> 11
<211> 44
<212> DNA
<213> CYP2C19*17基因(CYP2C19*17)
<400> 11
aatttgtgtc ttctgttctc aaagcatctc tgatgtaaga gata 44
<210> 12
<211> 44
<212> DNA
<213> CYP2C19*17基因(CYP2C19*17)
<400> 12
aatttgtgtc ttctgttctc aaagaatctc tgatgtaaga gata 44
Claims (10)
1.一种基于锁核酸修饰的RMA法检测CYP2C19基因多态性的引物探针组,其特征在于,所述引物和探针组分为两组,A组为检测CYP2C19*2和CYP2C19*3的引物对、野生型探针和突变型探针;B组为检测CYP2C19*17的引物对、野生型探针和突变型探针;其中,A组的CYP2C19*2引物和探针序列为:
正向引物:5’-AGCATTACTCCTTGACCTGTTAAACATCCGTAG-3’;
反向引物:5’-CAACCAGAGCTTGGCATATTGTATCTATACCT-3’;
野生型探针:
5’-CAAGGTTTTTAAGTAATTTGTTATGGGT(FAM-dT)CCCGGGAAA(THF)AA(BHQ1-dT)CAATGATAGT(C3spacer)-3’;
突变型探针:
5’-CAAGGTTTTTAAGTAATTTGTTATGGGT(HEX-dT)CCTGGGAAA(THF)AA(BHQ1-dT)CAATGATAGT(C3spacer)-3’;
A组的CYP2C19*3引物和探针序列为:
正向引物:5’-ATCATTTAGCTTCACCCTGTGATCCCACTTTC-3’;
反向引物:5’-CATGGCTGTCTAGGCAAGACTGTAGTATTCAA-3’;
野生型探针:
5’-TGAAAACATCAGGATTGTAAGCACCCCC(ROX-dT)GGA(THF)CCAGG(BHQ2-dT)AAGGCCAAGT(C3spacer)-3’;
突变型探针:
5’-TGAAAACATCAGGATTGTAAGCACCCCC(CY5-dT)GAA(THF)CCAGG(BHQ2-dT)AAGGCCAAGT(C3spacer)-3’。
B组CYP2C19*17的引物和探针序列为:
正向引物:5’-AGTTTCTCAAGCCCTTAGCACCAAATTCTCTG-3’;
反向引物:5’-GAACTGGGATTTGAGCTGAGGTCTTCTGATG-3’;
野生型探针:
5’-AATTTGTGTCTTCTGTTC(FAM-dT)CAAAGCA(THF)C(BHQ1-dT)CTGATGTAAGAGATA(C3spacer)-3’;
突变型探针:
5’-AATTTGTGTCTTCTGTTC(HEX-dT)CAAAGAA(THF)C(BHQ1-dT)CTGATGTAAGAGATA(C3spacer)-3’。
2.如权利要求1所述的一种基于锁核酸修饰的RMA法检测CYP2C19基因多态性的引物探针组,其特征在于,所述探针修饰有荧光基团和猝灭基团,所述猝灭基团修饰在THF 3’端的T碱基上,荧光基团修饰在SNP位点的5’端T碱基上或SNP位点互补碱基的5’端T碱基上。
3.如权利要求2所述的一种基于锁核酸修饰的RMA法检测CYP2C19基因多态性的引物探针组,其特征在于,所述荧光基团用FAM、HEX、ROX或CY5修饰,所述淬灭基团用BHQ1、BHQ2修饰。
4.如权利要求3所述的一种基于锁核酸修饰的RMA法检测CYP2C19基因多态性的引物探针组,其特征在于,所述探针3’末端标记阻抑聚合酶延伸或扩增的修饰基团;所述探针覆盖SNP位点,在探针的SNP位点上做锁核酸(LNA)修饰。
5.如权利要求4所述的一种基于锁核酸修饰的RMA法检测CYP2C19基因多态性的试剂盒,其特征在于,所述试剂盒包括含扩增反应试剂A的检测管、含扩增反应试剂B的检测管、缓冲液、醋酸镁、阳性对照、阴性对照。
6.如权利要求5所述的一种基于锁核酸修饰的RMA法检测CYP2C19基因多态性的试剂盒,其特征在于,所述扩增反应试剂A包括CYP2C19*2上下游引物、CYP2C19*2野生型和突变型探针、CYP2C19*3上下游引物、CYP2C19*3野生型和突变型探针、大肠杆菌RecA蛋白、UvsY蛋白、单链结合蛋白GP32、Bst聚合酶、核酸外切酶III、聚环氧乙烷、海藻糖、甘露醇、ATP、dNTPs、肌酸激酶和磷酸肌酸;
所述扩增反应试剂B包括CYP2C19*17上下游引物、CYP2C19*17野生型和突变型探针、大肠杆菌RecA蛋白、、UvsY蛋白、单链结合蛋白GP32、Bst聚合酶、核酸外切酶III、聚环氧乙烷、海藻糖、甘露醇、ATP、dNTPs、肌酸激酶和磷酸肌酸。
7.如权利要求6所述的一种基于锁核酸修饰的RMA法检测CYP2C19基因多态性的试剂盒,其特征在于,所述引物对及检测探针组在扩增体系中的终浓度分别为10μM;所述聚环氧乙烷的终浓度为10%w/v;所述海藻糖的终浓度为2mM;所述甘露醇的终浓度为2.5mM;所述ATP的终浓度为10mM;所述dNTPs的终浓度为2mM;所述肌酸激酶的终浓度为1000ng/mL;所述磷酸肌酸的终浓度为25mM;所述大肠杆菌RecA蛋白的终浓度为100ng/μL;所述UvsY蛋白的终浓度为40ng/μL;所述单链结合蛋白GP32的终浓度为800ng/μL;所述Bst聚合酶的终浓度为60ng/μL;所述核酸外切酶III的终浓度为80ng/μL。
8.如权利要求7所述的一种基于锁核酸修饰的RMA法检测CYP2C19基因多态性的试剂盒,其特征在于,所述阳性对照为CYP2C19*2野生型质粒和突变型质粒、CYP2C19*3野生型质粒和突变型质粒、CYP2C19*17野生型质粒和突变型质粒;所述阴性对照为无菌双蒸水。
9.如权利要求8所述的一种基于锁核酸修饰的RMA法检测CYP2C19基因多态性的试剂盒,其特征在于,所述试剂盒可以检测的样品为人全血或外周血样本。
10.如权利要求9所述的一种基于锁核酸修饰的RMA法检测CYP2C19基因多态性的方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)提取待测样本DNA作为模板;(2)设计用于CYP2C19基因多态性检测的引物对及探针;(3)以提取的待测样本DNA作为模板,加入上述试剂盒中的反应试剂进行RMA扩增反应;扩增反应条件为在实时恒温荧光检测器中39℃下扩增20分钟;(4)检测结果判定:对于野生纯合型样本,只有野生型探针产生荧光信号,而突变型探针没有产生荧光信号,说明突变型探针对野生型模板不会产生非特异性扩增;对于突变纯合型样本,只有突变型探针产生荧光信号,而野生型探针没有产生荧光信号,说明野生型探针对突变型模板不会产生非特异性扩增;对于突变杂合型样本,突变型探针和野生型探针都产生了荧光信号。
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Legal Events
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---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210528 |