发明内容
本发明的目的在于提供一种对五种输入性疟原虫分型检测的引物、探针及方法。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
本发明首先提供了对五种输入性疟原虫分型检测的引物和探针,所述五种输入性疟原虫包括恶性疟原虫、间日疟原虫、三日疟原虫、卵形疟原虫和诺氏疟原虫,所述引物包括8条引物,所述探针包括2条探针;
所述8条引物为:
用于特异扩增恶性疟原虫的限制性引物Pf-R:
5’-CCATTAGAACCCTTAAGCTACTCCACGGTACTGAAGGAAGCAATCTAAAAGTCA -3’;
用于特异扩增间日疟原虫的限制性引物Pv-R:
5’-CCATTACTTGCCTTATACTACTCCACCAATCTAAGAATAAACTCCGAAGAGAAAATT -3’;
用于特异扩增三日疟原虫的限制性引物Pm-R:
5’-CCATTACTACCCTTATACTACTCCACGGAAGCTATCTAAAAGAAACACTCATATATAAGAAT -3’;
用于特异扩增卵形疟原虫的限制性引物Po-R:
5’-CCTATCTCTTAACCTCCACTGCTTTCACCAATCTAAGAAATTTCCCCRAAAGGAATT-3’;
用于特异扩增诺氏疟原虫的限制性引物Pk-R:5’-CCTATCTCGTAACCTCCACCCCTTTCACCTAAGAGTTCTAATCTCCGGAGAGAAAAGAA-3’;
用于特异扩增疟原虫属的过量性引物P-F:5’-ACGATCAGATACCGTCGTAATCTT -3’;
人源内参限制性引物RNaseP-R:5’-CCTATCTCTCAACCTCCACCCCTTTCACTTGGGTGTGACCCTGAAGACTC-3’,
人源内参过量性引物RNaseP-F:5’-CCATCAACCACGCCATCAACAT-3’;
所述2条探针为:
通用荧光探针U1:5’-CCATTACAACCCTTATACTACTCCAC-3’;
通用荧光探针U2:5’-CCTATCTCTCAACCTCCACCCCTTTCAC-3’。
进一步的,上述2条探针为碱基淬灭或自身淬灭;其中,
碱基淬灭的荧光探针为:
U1:5’FAM-CCATTACAACCCTTATACTACTCCAC-P 3’;
U2:5’HEX-CCTATCTCTCAACCTCCACCCCTTTCAC-P 3’;
自身淬灭的荧光探针为:
U1:5’FAM-CCATTACAACCCTTATACTACTCCAC-BHQ1 3’;
U2:5’HEX-CCTATCTCTCAACCTCCACCCCTTTCAC-BHQ1 3’。
本发明还提供了上述的引物和探针在制备检测五种输入性疟原虫并分型的试剂盒中的用途;其中,所述五种输入性疟原虫包括恶性疟原虫、间日疟原虫、三日疟原虫、卵形疟原虫和诺氏疟原虫。
本发明还提供了一种用于检测五种输入性疟原虫并分型的试剂盒,所述试剂盒包括上述的引物和探针;所述五种输入性疟原虫包括恶性疟原虫、间日疟原虫、三日疟原虫、卵形疟原虫和诺氏疟原虫。
本发明还提供了一种用于非疾病诊断治疗目的的五种输入性疟原虫的分型检测方法,所述方法包括如下步骤:
(1)提取待测样本的DNA;
(2)使用上述的引物和探针对步骤(1)获得的DNA进行荧光定量PCR;
(3)获得并分析熔解曲线;
其中,所述五种输入性疟原虫包括恶性疟原虫、间日疟原虫、三日疟原虫、卵形疟原虫和诺氏疟原虫。
本发明的显著优点在于:
相较于传统疟原虫分子检测方法,本方法检测对象增加了近年来报道的具有人传染性的诺氏疟原虫。仅用2条通用荧光探针在2.5个小时左右实现了5种疟原虫快速分型,重复性高。同时,核酸提取后只需单管/闭管进行操作,避免了多管检测或者开管操作,节省成本,避免污染。该方法灵敏度高,特异度强,选择性好,适合于临床多种疟原虫快速分型,对输入性疟疾的防控和治疗具有重要的意义。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细描述,本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的,并不对本发明的范围构成任何限制,本领域技术人员应该理解的是,在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换,但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1.模板DNA的提取
(1)样本的采集,包括全血样本,具体采集方法如下:
使用含EDTA抗凝剂的采血管采集血液标本2ml,采集后颠倒混匀,使采血管内壁上的抗凝剂充分与血液混合;
(2)将上述采集好的全血样本按照市售常规核酸提取试剂盒说明书进行提取。
实施例2. 用于输入性疟原虫快速诊断和分型的引物、探针及检测体系
用于扩增恶性疟原虫、间日疟原虫、三日疟原虫、卵形疟原虫、诺氏疟原虫的引物对由多条针对不同型别的限制性引物和一条同源序列的过量性引物组成。其中,限制性引物包括5’端Tag标签(加粗带下划线序列)和3’端疟原虫特异性序列。具体地,
用于特异扩增恶性疟原虫的限制性引物Pf-R:
5’-CCATTAGAACCCTTAAGCTACTCCACGGTACTGAAGGAAGCAATCTAAAAGTCA -3’;
用于特异扩增间日疟原虫的限制性引物Pv-R:
5’-CCATTACTTGCCTTATACTACTCCACCAATCTAAGAATAAACTCCGAAGAGAAAATT -3’;
用于特异扩增三日疟原虫的限制性引物Pm-R:
5’-CCATTACTACCCTTATACTACTCCACGGAAGCTATCTAAAAGAAACACTCATATATAAGAAT -3’;
用于特异扩增卵形疟原虫的限制性引物Po-R:
5’-CCTATCTCTTAACCTCCACTGCTTTCACCAATCTAAGAAATTTCCCCRAAAGGAATT-3’;
用于特异扩增诺氏疟原虫的限制性引物Pk-R:
5’-CCTATCTCGTAACCTCCACCCCTTTCACCTAAGAGTTCTAATCTCCGGAGAGAAAAGAA-3’;
同时,用于特异扩增疟原虫属的过量性引物:
P-F:5’-ACGATCAGATACCGTCGTAATCTT -3’。
此外,为了检验标本质量以及指示扩增体系正常与否,引入人源内参基因RNaseP。具体地,用于扩增人源内参基因的引物对:
人源内参限制性引物RNaseP-R:
5’-CCTATCTCTCAACCTCCACCCCTTTCACTTGGGTGTGACCCTGAAGACTC-3’,
人源内参过量性引物RNaseP-F:5’-CCATCAACCACGCCATCAACAT-3’。
用于荧光探针熔解曲线分析的通用荧光探针序列为:
U1:5’-CCATTACAACCCTTATACTACTCCAC-3’;
U2:5’-CCTATCTCTCAACCTCCACCCCTTTCAC-3’。
所述的通用荧光探针既可以是碱基淬灭(G碱基可用于淬灭荧光,只需在探针一端标记荧光基团),也可以是自身淬灭(荧光基团和淬灭基团分列探针两端)。 具体地,碱基淬灭的通用荧光探针为:
U1:5’ FAM-CCATTACAACCCTTATACTACTCCAC-P 3’;
U2:5’ HEX-CCTATCTCTCAACCTCCACCCCTTTCAC-P 3’。
自身淬灭的通用荧光探针为:
U1:5’ FAM-CCATTACAACCCTTATACTACTCCAC-BHQ1 3’;
U2:5’ HEX-CCTATCTCTCAACCTCCACCCCTTTCAC-BHQ1 3’。
通用型二维标记探针介导的熔解曲线分析检测体系总体积为25 μL。具体地,检测体系为:1×Taq HS buffer,MgCl2 4 mM ,dNTP(A/G/C/T)200 μM ,U1 0.2 μM,U2 0.2 μM,过量性引物各0.8 μM,限制性引物各0.04 μM,TaKaRa Taq HS 1.5 U(5 U/μl),模板2 μL,其余用DEPC水补足。
上述反应体系在具有熔解曲线分析功能的荧光定量PCR仪上运行。具体地,扩增反应条件为:95℃预变性3 min;95℃ 15 s,64℃ 45 s,共50个循环;熔解曲线分析条件为:95℃变性1 min,30℃杂交1 min,然后由30℃缓慢上升至85℃,每上升0.5℃采集一次FAM和HEX荧光信号,通过荧光通道和Tm值判断感染的具体疟原虫型别。检测原理如图1所示。具体的判断标准为:在有内标信号基础上对FAM通道和HEX通道的熔解峰Tm值进行判读并与事先设定好的Tm值对应的疟原虫进行比对(FAM通道:恶性疟原虫Tm=46℃,间日疟原虫Tm=52℃,三日疟原虫Tm=58℃。HEX通道:卵形疟原虫Tm=46℃,诺氏疟原虫Tm=59℃,人源RNaseP Tm=70℃。Tm值误差允许在1℃范围内);而无内标信号,则无法判读。
实施例3. 通用型二维标记探针介导的熔解曲线分析体系灵敏度考察—碱基淬灭探针
为考察通用型二维标记探针介导的熔解曲线分析体系检测不同疟原虫灵敏度,我们首先合成了5种分别带有特异保守序列的pUC57载体的疟原虫质粒和1种带有RNaseP基因保守序列的pUC57载体的质粒。
具体地,恶性疟原虫Pf特异保守序列为:
5’-CTTTTTTCTTATTTTGGCTTAGTTACGATTAATAGGAGTAGCTTGGGGACATTCGTATTCAGATGTCAGAGGTGAAATTCTTAGATTTTCTGGAGACGAACAACTGCGAAAGCATTTGTCTAAAATACTTCCATTAATCAAGAACGAAAGTTAAGGGAGTGAAGACGATCAGATACCGTCGTAATCTTAACCATAAACTATGCCGACTAGGTGTTGGATGAAAGTGTTAAAAATAAAAGTCATCTTTCGAGGTGACTTTTAGATTGCTTCCTTCAGTACCTTATGAGAAATCAAAGTCTTTGGGTTCTGGGGCGAGTATTCGCGCAAGCGAGAAAGTTAAAAGAATTGACGGAAGGGCACCACCAGGCGTGGAGCTTGCGGCTTAATTTGACTCAACACGGGGAAACTCACTAG-3’,
间日疟原虫Pv特异保守序列为:
5’-TGGCTTAGTTACGATTAATAGGAGTAGCTTGGGGGCATTTGTATTCAGATGTCAGAGGTGAAATTCTTAGATTTTCTGGAGACAAACAACTGCGAAAGCATTTGCCTAAAATACTTCCATTAATCAAGAACGAAAGTTAAGGGAGTGAAGACGATCAGATACCGTCGTAATCTTAACCATAAACTATGCCGACTAGGCTTTGGATGAAAGATTTTAAAATAAGAATTTTCTCTTCGGAGTTTATTCTTAGATTGCTTCCTTCAGTGCCTTATGAGAAATCAAAGTCTTTGGGTTCTGGGGCGAGTATTCGCGCAAGCGAGAAAGTTAAAAGAATTCGGAAGGGCACCACCAGGCGTGGAGCTTGCGGCTTAATTTGACTCAACACGGGAAAACTCACTAGTTTAAGACAAGA-3’,
三日疟原虫Pm特异保守序列为:
5’-AATAGGAGTAGCTTGGGGGCATTTGTATTCAGATGTCAGAGGTGAAATTCTTAGATTTTCTGGAGACAAGCAACTGCGAAAGCATTTGCCTAAAATACTTCCATTAATCAAGAACGAAAGTTAAGGGAGTGAAGACGATCAGATACCGTCGTAATCTTAACCATAAACTATGCCGACTAGGTGTTGGATGATAGAGTAAAAAATAAAAGAGACATTCATATATATGAGTGTTTCTTTTAGATAGCTTCCTTCAGTACCTTATGAGAAATCAAAGTCTTTGGGTTCTGGGGCGAGTATTCGCGCAAGCGAGAAAGTTAAAAGAATTGACGGAAGGGCACCACCAGGCGTGGAGCTTGCGGCTTAATTTGACTCAACACGGGGAAACTCACTAGTTTAAGACAAGAGTAGGATTG-3’,
卵形疟原虫Po特异保守序列为:
5’-TCTTATTTTGGCTTAGTTACGATTAATAGGAGTAGCTTGGAGGCATTTGTATTCAGATGTCAGAGGTGAAATTCTTAGATTTTCTGGAGACAAACAACTGCGAAAGCATTTGCCTAAAATACTTCCATTAATCAAGAACGAAAGTTAAGGGAGTGAAGACGATCAGATACCGTCGTAATCTTAACCATAAACTATGCCGACTAGGTTTTGGATGAAAGATTTTTAAATAAGAAAATTCCTTTCGGGGAAATTTCTTAGATTGCTTCCTTCAGTACCTTATGAGAAATCAAAGTCTTTGGGTTCTGGGGCGAGTATTCGCGCAAGCGAGAAAGTTAAAAGAATTGACGGAAGGGCACCACCAGGCGTGGAGCTTGCGCTTAATTTGACTCAACACGGGGAAACTCACTAGTTTA-3’,
诺氏疟原虫Pk特异保守序列为:
5’-GGGGGCATTTGTATTCAGATGTCAGAGGTGAAATTCTTAGATTTTCTGGAGACAAACAACTGCGAAAGCATTTGCCTAAAATACTTCCATTAATCAAGAACGAAAGTTAAGGGAGTGAAGACGATCAGATACCGTCGTAATCTTAACCATAAACTATGCCGACTAGGCTTTGGATGAAAGATTTTAAAATAAGAGTTTTTCTTTTCTCTCCGGAGATTAGAACTCTTAGATTGCTTCCTTCAGTGCCTTATGAGAAATCAAAGTCTTTGGGTTCTGGGGCGAGTATTCGCGCAAGCGAGAAAGTTAAAAGAATTGACGGAAGGGCACCACCAGGCGTGGAGCTTGCGGCTTAATTTGACTCAACACGGGAAAACTCACTAGTTTAAGACAAGAGTAG -3’,
人源内参基因RNaseP保守序列为:
5’-GGGTCAGAACGCGTGCTCTGAGATCTACATTCACGGCTTGGGCCTGGCCATCAACCACGCCATCAACATCGCGCTGCAGCTGCAGGCGGGCAGCTTCGGGTCCTTGCAGGTGGCTGCCAATACCTCCACCGTGGAGCTTGTTGATGAGCTGGAGCCAGAGACCGACACACGGGAGCCACTGACTCGGATCCGCAACAACTCAGCCATCCACATCCGAGTCTTCAGGGTCACACCCAAGTAATTGAAAAGACACTCCTCCAGAATTCGGCACGAGGTGGGACTTCAGCATGGCGGTGTTTGCAGATTTGGACCTGCGAGCGGGTTCTGACCTGAAGGCTCTGCGCGGACTTGTGGAGACAGCCGCTCACCTTGGCTATTCAGTTGTTGCTATCAATCATAT-3’。
然后通过10倍梯度稀释(105、104、103、102、101、100、)、每个梯度3次重复的不同浓度的质粒进行体系不同对象灵敏度考察,并以无核酸酶水为阴性对照。根据熔解曲线信号的有无,判定体系不同检测对象的检测下限,即为体系检测对象的灵敏度。
实际检测结果表明(图2),本发明检测体系对不同检测对象的灵敏度均为10拷贝数/反应。
实施例4. 通用型二维标记探针介导的熔解曲线分析检测体系特异度考察—碱基淬灭探针
为考察通用型二维标记探针介导的熔解曲线分析体系检测特异情况,选取临床检测结果为巴贝斯虫、伯氏疏螺旋体、基孔肯雅热病毒、人免疫缺陷病毒、乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒和新冠病毒阳性而疟原虫阴性的标本作为上述检测体系特异性考察对象,并以无核酸酶水为阴性对照。根据熔解曲线信号的有无,判定体系整体检测特异度。
实际检测结果表明(图3),本发明检测体系特异度良好,除了阳性对照,体系检测结果未出现其它非特异信号。
实施例5. 通用型二维标记探针介导的熔解曲线分析检测体系选择能力考察—碱基淬灭探针
为考察通用型二维标记探针介导的熔解曲线分析体系选择能力情况,我们选取了同一通道相邻较近的恶性疟原虫和间日疟原虫作为体系选择能力的考察对象。具体地,以102拷贝数/ μL为初始模板浓度,按一定比例(0:100、1:99、3:97、5:95、10:90、20:80、50:50、80:20、90:10、95:5、97:3、99:1、100:0)制备恶性疟原虫和间日疟原虫混合感染模板用于体系选择性考察,并以无核酸酶水为阴性对照。
实际检测结果表明(图4),本发明检测体系选择性良好,能够准确区分不同混合感染比例的包括恶性疟原虫和间日疟原虫在内的5种疟原虫。
实施例6.临床样本检测—碱基淬灭探针
采集医院检验科人血液样本数份,提取血液中基因组DNA,采用通用型二维标记探针介导的熔解曲线分析体系进行检测。结果如图5所示。
SEQUENCE LISTING
<110> 福建医科大学孟超肝胆医院(福州市传染病医院)
<120> 对五种输入性疟原虫分型检测的引物、探针及方法
<130>
<160> 16
<170> PatentIn version 3.3
<210> 1
<211> 54
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 1
ccattagaac ccttaagcta ctccacggta ctgaaggaag caatctaaaa gtca 54
<210> 2
<211> 57
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 2
ccattacttg ccttatacta ctccaccaat ctaagaataa actccgaaga gaaaatt 57
<210> 3
<211> 62
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 3
ccattactac ccttatacta ctccacggaa gctatctaaa agaaacactc atatataaga 60
at 62
<210> 4
<211> 57
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 4
cctatctctt aacctccact gctttcacca atctaagaaa tttccccraa aggaatt 57
<210> 5
<211> 59
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 5
cctatctcgt aacctccacc cctttcacct aagagttcta atctccggag agaaaagaa 59
<210> 6
<211> 24
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 6
acgatcagat accgtcgtaa tctt 24
<210> 7
<211> 50
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 7
cctatctctc aacctccacc cctttcactt gggtgtgacc ctgaagactc 50
<210> 8
<211> 22
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 8
ccatcaacca cgccatcaac at 22
<210> 9
<211> 26
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 9
ccattacaac ccttatacta ctccac 26
<210> 10
<211> 28
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 10
cctatctctc aacctccacc cctttcac 28
<210> 11
<211> 414
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 11
cttttttctt attttggctt agttacgatt aataggagta gcttggggac attcgtattc 60
agatgtcaga ggtgaaattc ttagattttc tggagacgaa caactgcgaa agcatttgtc 120
taaaatactt ccattaatca agaacgaaag ttaagggagt gaagacgatc agataccgtc 180
gtaatcttaa ccataaacta tgccgactag gtgttggatg aaagtgttaa aaataaaagt 240
catctttcga ggtgactttt agattgcttc cttcagtacc ttatgagaaa tcaaagtctt 300
tgggttctgg ggcgagtatt cgcgcaagcg agaaagttaa aagaattgac ggaagggcac 360
caccaggcgt ggagcttgcg gcttaatttg actcaacacg gggaaactca ctag 414
<210> 12
<211> 412
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 12
tggcttagtt acgattaata ggagtagctt gggggcattt gtattcagat gtcagaggtg 60
aaattcttag attttctgga gacaaacaac tgcgaaagca tttgcctaaa atacttccat 120
taatcaagaa cgaaagttaa gggagtgaag acgatcagat accgtcgtaa tcttaaccat 180
aaactatgcc gactaggctt tggatgaaag attttaaaat aagaattttc tcttcggagt 240
ttattcttag attgcttcct tcagtgcctt atgagaaatc aaagtctttg ggttctgggg 300
cgagtattcg cgcaagcgag aaagttaaaa gaattcggaa gggcaccacc aggcgtggag 360
cttgcggctt aatttgactc aacacgggaa aactcactag tttaagacaa ga 412
<210> 13
<211> 413
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 13
aataggagta gcttgggggc atttgtattc agatgtcaga ggtgaaattc ttagattttc 60
tggagacaag caactgcgaa agcatttgcc taaaatactt ccattaatca agaacgaaag 120
ttaagggagt gaagacgatc agataccgtc gtaatcttaa ccataaacta tgccgactag 180
gtgttggatg atagagtaaa aaataaaaga gacattcata tatatgagtg tttcttttag 240
atagcttcct tcagtacctt atgagaaatc aaagtctttg ggttctgggg cgagtattcg 300
cgcaagcgag aaagttaaaa gaattgacgg aagggcacca ccaggcgtgg agcttgcggc 360
ttaatttgac tcaacacggg gaaactcact agtttaagac aagagtagga ttg 413
<210> 14
<211> 413
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 14
tcttattttg gcttagttac gattaatagg agtagcttgg aggcatttgt attcagatgt 60
cagaggtgaa attcttagat tttctggaga caaacaactg cgaaagcatt tgcctaaaat 120
acttccatta atcaagaacg aaagttaagg gagtgaagac gatcagatac cgtcgtaatc 180
ttaaccataa actatgccga ctaggttttg gatgaaagat ttttaaataa gaaaattcct 240
ttcggggaaa tttcttagat tgcttccttc agtaccttat gagaaatcaa agtctttggg 300
ttctggggcg agtattcgcg caagcgagaa agttaaaaga attgacggaa gggcaccacc 360
aggcgtggag cttgcgctta atttgactca acacggggaa actcactagt tta 413
<210> 15
<211> 397
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 15
gggggcattt gtattcagat gtcagaggtg aaattcttag attttctgga gacaaacaac 60
tgcgaaagca tttgcctaaa atacttccat taatcaagaa cgaaagttaa gggagtgaag 120
acgatcagat accgtcgtaa tcttaaccat aaactatgcc gactaggctt tggatgaaag 180
attttaaaat aagagttttt cttttctctc cggagattag aactcttaga ttgcttcctt 240
cagtgcctta tgagaaatca aagtctttgg gttctggggc gagtattcgc gcaagcgaga 300
aagttaaaag aattgacgga agggcaccac caggcgtgga gcttgcggct taatttgact 360
caacacggga aaactcacta gtttaagaca agagtag 397
<210> 16
<211> 400
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 16
gggtcagaac gcgtgctctg agatctacat tcacggcttg ggcctggcca tcaaccacgc 60
catcaacatc gcgctgcagc tgcaggcggg cagcttcggg tccttgcagg tggctgccaa 120
tacctccacc gtggagcttg ttgatgagct ggagccagag accgacacac gggagccact 180
gactcggatc cgcaacaact cagccatcca catccgagtc ttcagggtca cacccaagta 240
attgaaaaga cactcctcca gaattcggca cgaggtggga cttcagcatg gcggtgtttg 300
cagatttgga cctgcgagcg ggttctgacc tgaaggctct gcgcggactt gtggagacag 360
ccgctcacct tggctattca gttgttgcta tcaatcatat 400