RU2338789C2 - Method of detection of pathogenic micobacteria in clinical samples - Google Patents

Method of detection of pathogenic micobacteria in clinical samples Download PDF

Info

Publication number
RU2338789C2
RU2338789C2 RU2006124570/13A RU2006124570A RU2338789C2 RU 2338789 C2 RU2338789 C2 RU 2338789C2 RU 2006124570/13 A RU2006124570/13 A RU 2006124570/13A RU 2006124570 A RU2006124570 A RU 2006124570A RU 2338789 C2 RU2338789 C2 RU 2338789C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
seq
pcr
dna
mycobacteria
pathogenic
Prior art date
Application number
RU2006124570/13A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006124570A (en
Inventor
Ракха Хари ДАС (IN)
Ракха Хари ДАС
Аджай КУМАР (IN)
Аджай КУМАР
Мегхпати СИНГХ (IN)
Мегхпати СИНГХ
Original Assignee
Каунсил Оф Сайентифик Энд Индастриал Рисерч
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Каунсил Оф Сайентифик Энд Индастриал Рисерч filed Critical Каунсил Оф Сайентифик Энд Индастриал Рисерч
Priority to RU2006124570/13A priority Critical patent/RU2338789C2/en
Publication of RU2006124570A publication Critical patent/RU2006124570A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2338789C2 publication Critical patent/RU2338789C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention reveals a method of detection of pathogenic micobacteria in clinical samples, such as sputum, spinal liquid, samples of a gastric lavage, biopsy material tissues etc. by means of PCR, and used for this agent. The new fragment of DNA which lays in intergene area between gene of synthase of methyl-mycole acids mmaA1 and mmaA2, and flanking area of genes mmaA1 and mmaA2 which is DNA-target for specific amplification of DNA-target in clinical samples with application of a pair of designed oligonucleotide primers is taped, nucleotide which sequence is presented in demand materials.
EFFECT: invention provides detection of micobacteria of tuberculosis in any clinical samples obtained from the patient.
15 cl, 7 dwg, 3 tbl, 7 ex

Description

Область изобретенияField of Invention

Настоящее изобретение относится к детекции патогенных микобактерий в клинических образцах, таких как мокрота, спинномозговая жидкость, образцы промывания желудка, биоптатах тканей и т.д., где новый фрагмент ДНК лежит в межгенной области между генами синтазы метилмиколовой кислоты mmaA1 и mmaA2, и по изобретению применяют пару сконструированных олигонуклеотидных праймеров для специфической амплификации ДНК-мишени в клинических образцах.The present invention relates to the detection of pathogenic mycobacteria in clinical samples, such as sputum, cerebrospinal fluid, gastric lavage samples, tissue biopsies, etc., where a new DNA fragment lies in the intergenic region between the mmaA1 and mmaA2 methyl micicol acid synthase genes, and according to the invention apply a pair of designed oligonucleotide primers for specific amplification of the target DNA in clinical samples.

Предпосылки изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

Туберкулез является смертельным заболеванием номер один. Огромное число людей каждый год умирает от одного инфекционного заболевания. По сообщениям Всемирной организации здравоохранения (WHO) каждый год сообщают о более чем 8 миллионов случаев туберкулеза с более чем 2,9 миллионами смертей (Dolin et al., 1995).Tuberculosis is the number one deadly disease. A huge number of people die each year from one infectious disease. According to World Health Organization (WHO) reports, more than 8 million cases of tuberculosis with more than 2.9 million deaths are reported each year (Dolin et al., 1995).

Смертность от туберкулеза постепенно снижалась до начала 90-х благодаря преимуществу доступности сильнодействующих противотуберкулезных лекарственных средств. Случаи туберкулеза и смертей от него снова находятся на подъеме, главным образом из-за синергического действия совместной инфекции вирусом иммунодефицита человека (HIV) (Hopewell, P. C et al., 1992), появления множественной лекарственной устойчивости (MDR) штаммов M.tuberculosis (Bloom, B. R, and C. L. Murray., 1992) и вовлечения так называемых нетуберкулезных микобактерий.Mortality from tuberculosis gradually decreased until the early 90s due to the advantage of the availability of potent anti-TB drugs. Cases of tuberculosis and deaths from it are on the rise again, mainly due to the synergistic effect of co-infection with human immunodeficiency virus (HIV) (Hopewell, P. C et al., 1992), the emergence of multidrug resistance (MDR) of M. tuberculosis strains (Bloom, B. R, and CL Murray., 1992) and the involvement of so-called non-tuberculous mycobacteria.

Известно около 70 видов микобактерий, большинство из которых не являются патогенными для человека. Туберкулез вызван инфекцией, обусловленной M.tuberculosis, с редкими случаями, вызываемыми M.bovis. Данные организмы очень близки генетически и их называют организмами туберкулезного комплекса микобактерий (MTC). Существует более дюжины других патогенных микобактерий, вызывающих подобную туберкулезу инфекцию легких или других частей тела. Данные организмы называют отличными от туберкулезных микобактериями (MOTT) или нетуберкулезными микобактериями (NTM). В результате эпидемии СПИД данные так называемые нетуберкулезные микобактерии стали существенными и их выделяют у большого количества туберкулезных пациентов, совместно зараженных HIV.About 70 species of mycobacteria are known, most of which are not pathogenic for humans. Tuberculosis is caused by infection with M. tuberculosis , with rare cases caused by M. bovis . These organisms are very close genetically and are called the organisms of the Mycobacterium tuberculosis complex (MTC). There are more than a dozen other pathogenic mycobacteria that cause tuberculosis-like infections in the lungs or other parts of the body. These organisms are called non-tuberculous mycobacteria (MOTT) or non-tuberculous mycobacteria (NTM). As a result of the AIDS epidemic, these so-called non-tuberculous mycobacteria have become significant and are isolated in a large number of tuberculosis patients co-infected with HIV.

Ранний туберкулез часто остается нераспознанным у здорового во всем остальном индивидуума. Отсутствие простых, быстрых и надежных тестов, которыми можно специфически детектировать M.tuberculosis и другие возбудители в клиническом образце, представляет огромную проблему и для ведения индивидуального пациента, и для осуществления соответствующего инфекционного контроля и мер здравоохранения.Early tuberculosis often remains unrecognized in an otherwise healthy individual. The lack of simple, quick and reliable tests that can specifically detect M. tuberculosis and other pathogens in a clinical specimen is a huge problem both for the management of an individual patient and for the implementation of appropriate infection control and public health measures.

Классические способы диагностики предусматривают исследование кислотоустойчивых микобактерий в мазке мокроты под микроскопом и рентген легких. Однако в огромном большинстве случаев на ранних стадиях заболевания анализ мазка мокроты отрицателен для микобактерий и изменения легкого, возможно, не очевидны на рентгене до нескольких месяцев после инфекции. Хотя окрашивание кислотоустойчивых бацилл в мазке (AFB) занимает менее двух часов, его чувствительность недостаточна, и в некоторых случаях оно может быть неспецифичным (Ebersole, L. L. 1992). Кроме того, при положительном результате окрашиванием AFB не различают виды микобактерий.Classical diagnostic methods include the study of acid-resistant mycobacteria in a sputum smear under a microscope and an X-ray of the lungs. However, in the vast majority of cases in the early stages of the disease, sputum smear analysis is negative for mycobacteria and lung changes may not be apparent on x-rays until several months after infection. Although staining acid-resistant bacilli in a smear (AFB) takes less than two hours, its sensitivity is insufficient, and in some cases it may be non-specific (Ebersole, L. L. 1992). In addition, with a positive result, AFB staining does not distinguish between species of mycobacteria.

В настоящее время единственным абсолютно надежным способом диагностики является способ, основанный на культивировании M.tuberculosis из клинического образца и ее морфологической и биохимической идентификации. Культивирование M.tuberculosis и других родственных организмов является чувствительным и специфичным, однако трудоемким, и занимает 6-12 недель при культивировании на твердых средах и от трех до шести недель - на жидких средах, в течение какого времени пациент может стать тяжелобольным и заразить других индивидуумов. Поэтому быстрый тест, способный надежно обнаруживать присутствие M.tuberculosis, жизненно важен для раннего обнаружения, лечения и ведения пациента.Currently, the only absolutely reliable diagnostic method is a method based on the cultivation of M. tuberculosis from a clinical sample and its morphological and biochemical identification. The cultivation of M. tuberculosis and other related organisms is sensitive and specific, however time-consuming, and takes 6-12 weeks when cultured on solid media and from three to six weeks on liquid media, during which time the patient can become seriously ill and infect other individuals . Therefore, a quick test that can reliably detect the presence of M. tuberculosis is vital for the early detection, treatment and management of the patient.

Недавно разработано несколько молекулярных тестов для быстрой детекции и идентификации M.tuberculosis. Коммерческий тест Gen-Probe "Amplified Mycobacterium Tuberculosis Direct Test" разработан Abe et al и Miller et al. В данном тесте амплифицируют 16S рибосомальную РНК из респираторных образцов и применяют хемилюминесцентный зонд для детекции амплифицированного продукта с опубликованной чувствительностью приблизительно 91%. Другие коммерческие тесты, основанные на лигазной цепной реакции (LCR) (Abbott Laboratories), полимеразной цепной реакции (PCR) (Roche Diagnostics Systems, Eastman Kodak Co., Johnson & Johnson), Q-бета-репликазе (Gene Trak) и амплификации с вытеснением цепей (Becton Dickinson) обсуждают в обзоре Forbes.Recently, several molecular tests have been developed for the rapid detection and identification of M. tuberculosis . The Gen-Probe commercial test, "Amplified Mycobacterium Tuberculosis Direct Test", was developed by Abe et al and Miller et al. In this test, 16S ribosomal RNA is amplified from respiratory samples and a chemiluminescent probe is used to detect the amplified product with a published sensitivity of approximately 91%. Other commercial tests based on ligase chain reaction (LCR) (Abbott Laboratories), polymerase chain reaction (PCR) (Roche Diagnostics Systems, Eastman Kodak Co., Johnson & Johnson), Q-beta replicase (Gene Trak) and amplification with preemption chains (Becton Dickinson) are discussed in a Forbes review.

Другие способы, основанные на иммунологической детекции инфекции M.tuberculosis посредством способов, не связанных с культивированием, представляют собой латекс-агглютинацию, радиоиммуноанализ, твердофазный иммуноферментный анализ (ELISA) и т.д. Основным недостатком данных способов является недостаток у них чувствительности и/или специфичности (Kandival, G. V. et al., 1986; 1984; Yenez, M. A. et al., 1986). Серологические способы могут быть полезны при некоторых клинических течениях, но данный подход, в общем, ограничен из-за низкой чувствительности и/или специфичности (Daniel, T. M. and S. M. Debanne, 1987).Other methods based on the immunological detection of M. tuberculosis infection by non-culturing methods are latex agglutination, radioimmunoassay, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), etc. The main disadvantage of these methods is their lack of sensitivity and / or specificity (Kandival, GV et al., 1986; 1984; Yenez, MA et al., 1986). Serological methods may be useful in some clinical courses, but this approach is generally limited due to its low sensitivity and / or specificity (Daniel, TM and SM Debanne, 1987).

Развитие полимеразной цепной реакции (PCR) (Saiki et al.), позволяющей амплифицировать и детектировать ДНК из малых количеств образцов нуклеиновых кислот, сделало возможным детектировать специфические для M.tuberculosis нуклеиновые кислоты в клинических образцах. Некоторые из ранних сообщений основаны на детекции 16S рибосомной РНК или ее гена. При детекции M.tuberculosis и родственных организмов сначала амплифицируют фрагмент ДНК с применением праймеров, консервативных для всех бактерий, затем применяют видоспецифические зонды для детекции различных видов микобактерий. Главным недостатком данного способа является то, что он трудоемкий и занимает более 24 часов до окончания. Видоспецифические зонды, применяемые для детекции последовательностей различных видов в амплифицированном продукте, различаются только несколькими основаниями, и последующий анализ данной амплифицированной ДНК, основанный на гибридизации, может привести к ложноположительному тесту при проведении не совсем в идеальных условиях.The development of polymerase chain reaction (PCR) (Saiki et al.), Which allows amplification and detection of DNA from small amounts of nucleic acid samples, has made it possible to detect M. tuberculosis -specific nucleic acids in clinical samples. Some of the early reports are based on the detection of 16S ribosomal RNA or its gene. When detecting M. tuberculosis and related organisms, the DNA fragment is first amplified using primers that are conservative for all bacteria, then species-specific probes are used to detect various types of mycobacteria. The main disadvantage of this method is that it is time-consuming and takes more than 24 hours to complete. The species-specific probes used to detect sequences of various species in the amplified product differ only in a few bases, and subsequent analysis of this amplified DNA, based on hybridization, can lead to a false-positive test when not quite under ideal conditions.

Обнаружение встроенного элемента IS6110 (Cave et al., Thierry et al.) и предположение, что данный элемент может присутствовать только в комплексе M.tuberculosis (M.tuberculosis, M.bovis, M.africanum и M.microti) породило целые серии стратегий быстрой диагностики (Brisson-Noel et al., Clarridge et al., Forbes et al., Hermans et al., Kolk et al., Kox et al., Zambardi et al.). Данные тесты предусматривают различные способы выделения ДНК из мокроты. Для амплификации последовательностей ДНК IS6110 из выделенной ДНК применяют PCR. Успешную амплификацию данной ДНК считают признаком присутствия инфекции M.tuberculosis. Патенты США № 5168039 и 5370998 на имя Crawford et al. посвящены детекции туберкулеза, основанной на IS6110. Другой патент США № 5731150 выдан CIBA CORNING DIAGNOSTICS CORP (Gurpreet S et.al). Guesdon J. L. опубликовал Европатент EP 0461045 по детекции туберкулеза, основанной на IS6110. Опубликовано, что элемент IS6110 присутствует в десяти, двух, одной, пяти и пяти копиях в M.tuberculosis, M.bovis, M.bovis-BCG, M.africanum и M.microti, соответственно (Spargo et al.). В большинстве сообщений при применении детекции туберкулеза, основанной на IS6110 или других PCR, заявляют о чувствительностях более 75% и специфичностях, приближающихся к 100%.The discovery of the integrated element IS6110 (Cave et al., Thierry et al.) And the assumption that this element can only be present in the complex M. tuberculosis ( M. tuberculosis , M. bovis , M.africanum and M.microti ) gave rise to a whole series of strategies rapid diagnosis (Brisson-Noel et al., Clarridge et al., Forbes et al., Hermans et al., Kolk et al., Kox et al., Zambardi et al.). These tests provide various methods for isolating DNA from sputum. PCR is used to amplify IS6110 DNA sequences from the isolated DNA. Successful amplification of this DNA is considered a sign of the presence of M. tuberculosis infection. U.S. Patent Nos. 5,168,039 and 5,370,998 to Crawford et al. devoted to the detection of tuberculosis based on IS6110. Another U.S. Patent No. 5,731,150 is issued to CIBA CORNING DIAGNOSTICS CORP (Gurpreet S et.al). Guesdon JL published Europatent EP 0461045 for detection of tuberculosis based on IS6110. It is reported that the element IS6110 is present in ten, two, one, five and five copies in M. tuberculosis , M. bovis , M. bovis -BCG, M.africanum and M.microti , respectively (Spargo et al.). In most reports, when using tuberculosis detection based on IS6110 or other PCRs, sensitivities of more than 75% and specificities approaching 100% are reported.

При тщательном изучении применения данной последовательности в качестве мишени для основанной на PCR диагностики M.tuberculosis выявили несколько недостатков. Анализ сравнением вслепую среди 7 основных лабораторий, описанный Noordhoek et al., поднял большой интерес, когда в нем опубликовали долю ложноположительных результатов от 3 до 77% и чувствительность в пределах от 2 до 90%. Данное исследование являлось показательным, так как позволяло всем участвующим лабораториям применять их собственные стратегии для идентификации IS6110, и конечные результаты ясно демонстрируют, что существующие протоколы обладают серьезными недостатками и по чувствительности, и по специфичности.A careful study of the use of this sequence as a target for PCR-based diagnosis of M. tuberculosis revealed several drawbacks. A blind comparison analysis among 7 major laboratories described by Noordhoek et al. Raised great interest when it published a false positive rate of 3 to 77% and a sensitivity of 2 to 90%. This study was indicative because it allowed all participating laboratories to apply their own strategies for identifying IS6110, and the final results clearly demonstrate that the existing protocols have serious flaws in both sensitivity and specificity.

В другом исследовании Lee et al. (1994) сообщили о 62% ложноположительных результатов при анализе образцов спинномозговой жидкости, полученной от пациентов с туберкулезным менингитом. В то время как некоторые ложноположительные результаты можно объяснить контаминацией образца амплифицированной ДНК IS6110, происходящей из предварительно обработанных в той же самой лаборатории образцов, это не главный источник ошибки, потому что большинство лабораторий поддерживает превосходные способы защиты образцов, чтобы избежать контаминации. Такое большое число ложноположительных результатов присутствует из-за наличия последовательностей, подобных IS6110, в организмах, отличных от M.tuberculosis. IS6110 представляет собой перемещающийся встроенный элемент (Calos and Miller), а данные фрагменты ДНК обладают свойством являться «мобильными». Похоже, что IS6110 также вероятно, происходит из других организмов (или передан им), и определенные области ДНК, возможно, остались консервативными среди этих организмов в течение эволюции. В сообщении, опубликованном Mariani et al., также обсуждают горизонтальную передачу между организмами последовательностей, родственных элементу IS6110 M.tuberculosis. Этим можно объяснить некоторые ложноположительные тесты, опубликованные в литературе. Кроме того, Kent et al. удалось амплифицировать родственные IS6110 последовательности из микобактерий, отличных от M.tuberculosis, подтверждая подозрение, что подобные IS6110 последовательности присутствуют в других организмах и их можно обнаружить PCR с праймерами, специфическими для IS6110, сконструированными для детекции M.tuberculosis. Чтобы исследовать данную публикацию, провели систематический анализ последовательностей нуклеиновых кислот, хранящихся в GenBank, и участки последовательностей, подобных IS6110, обнаружили в организмах, отличных от M.tuberculosis. Многие из данных организмов обнаружены в клинических образцах.In another study, Lee et al. (1994) reported 62% of false-positive results in the analysis of cerebrospinal fluid samples obtained from patients with tuberculous meningitis. While some false positive results can be attributed to the contamination of a sample of amplified IS6110 DNA originating from samples previously processed in the same laboratory, this is not the main source of error because most laboratories support excellent methods of protecting samples to avoid contamination. Such a large number of false positive results are present due to the presence of sequences like IS6110 in organisms other than M. tuberculosis . IS6110 is a moving built-in element (Calos and Miller), and these DNA fragments have the property of being “mobile”. It appears that IS6110 also probably originates from other organisms (or is transmitted to them), and certain regions of DNA may have remained conservative among these organisms during evolution. A post published by Mariani et al. Also discusses horizontal transmission between organisms of sequences related to M. tuberculosis IS6110. This may explain some false positive tests published in the literature. In addition, Kent et al. succeeded in amplifying IS6110-related sequences from mycobacteria other than M. tuberculosis , confirming the suspicion that similar IS6110 sequences are present in other organisms and can be detected by PCR with IS6110-specific primers designed to detect M. tuberculosis . To investigate this publication, a systematic analysis of the nucleic acid sequences stored in GenBank was performed, and portions of sequences similar to IS6110 were found in organisms other than M. tuberculosis . Many of these organisms are found in clinical specimens.

Другим фактом, делающим IS6110 неподходящей мишенью для детекции туберкулеза, является тот, что в некоторых недавних сообщениях показано, что в некоторых изолятах M.tuberculosis последовательность IS6110 в геноме может совершенно отсутствовать, таким образом, приводя к ложноотрицательным результатам. В исследованиях азиатских изолятов сообщают, что данная последовательность может отсутствовать по меньшей мере в некоторых изолятах (Yuen, L. K., et al. 1993).Another fact that makes IS6110 an inappropriate target for the detection of tuberculosis is that some recent reports have shown that in some M. tuberculosis isolates, the IS6110 sequence in the genome may be completely absent, thus leading to false negative results. Studies of Asian isolates report that this sequence may be absent in at least some isolates (Yuen, LK, et al. 1993).

Другим очень важным аспектом для детекции, дифференцировки и лечения туберкулеза является появление вируса иммунодефицита человека (HIV). Эпидемиология и этиология туберкулеза подверглась резким изменениям со времени распространения HIV, возбудителя синдрома приобретенного иммунодефицита (AIDS). С появлением AIDS число случаев туберкулеза значительно возросло (Bafica, A. et al.). Среди смертей от AIDS более 30% обусловлены туберкулезом. С 1991 года число пациентов с туберкулезом, инфицированных HIV, возросло от 3% до более 10%. Среди пациентов с AIDS только M.tuberculosis и M.bovis не являются единственными возбудителями туберкулеза. Так называемые нетуберкулезные микобактерии становятся важными патогенами для пациентов с туберкулезом с нарушенным иммунитетом. В различных лабораториях выделили другие патогенные микобактерии, названные нетуберкулезными микобактериями, из клинических образцов, полученных от пациентов с совместной инфекцией HIV. Наиболее важными из них являются M.avium и близкородственная группа микобактерий, т.е. M.intracellulare и M.chelonae. Данные организмы известны как организмы комплекса микобактерий avium-intracellulare (комплекс MAI). Комплекс организмов MAI дает симптомы, неотличимые от туберкулеза. Они ответственны за легочные, так же как за диссеминированные формы заболевания у большого числа пациентов, особенно инфицированных вирусом иммунодефицита человека (HIV). M.avium в одиночку выделяли из вплоть до 30% клинических образцов от пациентов с легочным туберкулезом и даже из большего числа от пациентов с диссеминированным туберкулезом. M.kansassi и M.scrofulaceum представляют собой другие нетуберкулезные микобактерии, выделенные из значительного числа пациентов с AIDS и туберкулезом. Другие нетуберкулезные микобактерии также выделены из клинического образца, полученного от пациента с AIDS.Another very important aspect for the detection, differentiation and treatment of tuberculosis is the emergence of human immunodeficiency virus (HIV). The epidemiology and etiology of tuberculosis has undergone dramatic changes since the spread of HIV, the causative agent of Acquired Immunodeficiency Syndrome (AIDS). With the advent of AIDS, the number of cases of tuberculosis has increased significantly (Bafica, A. et al.). Among AIDS deaths, more than 30% are due to tuberculosis. Since 1991, the number of HIV-infected tuberculosis patients has increased from 3% to over 10%. Among patients with AIDS, only M. tuberculosis and M. bovis are not the only causative agents of tuberculosis. The so-called non-tuberculous mycobacteria become important pathogens for patients with immunocompromised tuberculosis. In various laboratories, other pathogenic mycobacteria, called non-tuberculous mycobacteria, have been isolated from clinical samples obtained from patients with co-infection with HIV. The most important of them are M.avium and a closely related group of mycobacteria, i.e. M.intracellulare and M.chelonae . These organisms are known as the organisms of the mycobacterium avium-intracellulare complex (MAI complex). The MAI complex of organisms produces symptoms indistinguishable from tuberculosis. They are responsible for pulmonary as well as disseminated forms of the disease in a large number of patients, especially those infected with human immunodeficiency virus (HIV). M.avium alone was isolated from up to 30% of clinical samples from patients with pulmonary tuberculosis and even from a larger number from patients with disseminated tuberculosis. M.kansassi and M.scrofulaceum are other non-tuberculous mycobacteria isolated from a significant number of patients with AIDS and tuberculosis. Other non-tuberculous mycobacteria are also isolated from a clinical sample obtained from a patient with AIDS.

Причиной меньшего выделения нетуберкулезных микобактерий может являться недоступность простых, точных и надежных тестов для выделения и дифференцировки различных типов нетуберкулезных микобактерий. Такие данные позволяют предполагать, что нетуберкулезные микобактерии становятся важными этиологическими факторами в пробуждении распространения AIDS.The reason for the lower isolation of non-tuberculous mycobacteria may be the inaccessibility of simple, accurate and reliable tests for the isolation and differentiation of various types of non-tuberculous mycobacteria. These findings suggest that non-tuberculous mycobacteria become important etiological factors in awakening the spread of AIDS.

Данная информация, что IS6110 не является специфическим для M.tuberculosis и может отсутствовать во многих изолятах, вместе с фактом, что другие нетуберкулезные микобактерии являются возбудителем туберкулеза, особенно у пациентов, совместно зараженных ВИЧ. Из опубликованных сообщений ясно, что никакой существующий способ, основанный на IS6110 и других последовательностях-мишенях, не обеспечивает уровня надежности, необходимого для клинического диагностического теста.This information that IS6110 is not specific for M. tuberculosis and may not be present in many isolates, along with the fact that other non-tuberculous mycobacteria are the causative agent of tuberculosis, especially in patients co-infected with HIV. From published reports, it is clear that no existing method based on IS6110 and other target sequences provides the level of reliability required for a clinical diagnostic test.

Это усиливает необходимость изменения способа детекции туберкулеза. Это требует определения новых мишеней, обеспечивающих детекцию всех патогенных микобактерий в клиническом образце вместо детекции только группы организмов комплекса M.tuberculosis. В идеале должен существовать способ диагностики, которым вместо детекции только группы бактерий комплекса M.tuberculosis можно детектировать в клиническом образце все патогенные микроорганизмы, включая нетуберкулезные микобактерии. После детекции различных патогенных микобактерий в клиническом образце различные типы патогенных микобактерий можно дифференцировать по различным видам микобактерий способом PCR-RPLF, как описано в данном исследовании. Для пациентов, инфицированных одним NTM или NTM вместе с группой организмов комплекса M.tuberculosis, делают быструю ссылку на возможную совместную инфекцию HIV, и это может являться хорошим параметром для оценки инфекции HIV и ее распространения в популяции. Доступно немного таких тестов, которыми можно детектировать патогенные микобактерии в клинических образцах, так же как дифференцировать их.This reinforces the need to change the method for detecting tuberculosis. This requires the identification of new targets that ensure the detection of all pathogenic mycobacteria in a clinical sample, instead of detecting only a group of organisms of the M. tuberculosis complex. Ideally, there should be a diagnostic method by which, instead of detecting only a group of bacteria of the M. tuberculosis complex, all pathogenic microorganisms, including non-tuberculous mycobacteria, can be detected in a clinical sample. After detecting various pathogenic mycobacteria in a clinical sample, various types of pathogenic mycobacteria can be differentiated by different types of mycobacteria using the PCR-RPLF method, as described in this study. For patients infected with NTM or NTM alone, together with a group of organisms of the M. tuberculosis complex, a quick reference is made to a possible co-infection with HIV, and this can be a good parameter for assessing HIV infection and its spread in the population. There are few such tests available that can detect pathogenic mycobacteria in clinical samples, as well as differentiate them.

«Mycobacterium tuberculosis Direct Test» разработан Abe et al и Miller et al. В данном тесте амплифицируют 16S рибосомальную РНК M.tuberculosis из респираторных образцов и применяют хемилюминесцентный зонд для выявления амплифицированного продукта с опубликованной чувствительностью около 91%. Данный тест является сложным, занимает более 24 часов до завершения и для идентификации различных микобактерий предусматривает пробы, различающиеся только немногими основаниями, что приводит к ложноположительному результату при выполнении даже в немного менее строгих условиях." Mycobacterium tuberculosis Direct Test" was developed by Abe et al and Miller et al. In this test, 16S ribosomal M. tuberculosis RNA was amplified from respiratory samples and a chemiluminescent probe was used to detect an amplified product with a published sensitivity of about 91%. This test is complex, takes more than 24 hours to complete, and for identification of various mycobacteria provides samples that differ only in a few bases, which leads to a false-positive result when performed even in slightly less stringent conditions.

Успех основанного на PCR анализа зависит от нескольких факторов. Наиболее важными из них являются выделение нуклеиновой кислоты хорошего качества, подлежащей PCR, дизайн праймера для PCR, специфического для патогена, и условия PCR, в которых можно специфически амплифицировать последовательность-мишень из выделенной ДНК.The success of PCR-based analysis depends on several factors. The most important of these are the isolation of good quality nucleic acid to be PCR, the design of a primer for pathogen specific PCR, and the PCR conditions in which the target sequence from the isolated DNA can be specifically amplified.

Основным недостатком доступных в настоящее время основанных на PCR анализов для детекции микобактерий является отсутствие способа выделения нуклеиновой кислоты, являющегося простым, эффективным и обеспечивающим безопасность исполнителя. Лизис микобактерий и выделение нуклеиновой кислоты из клинического образца без совместно выделяемых примесей, как известно, присутствующих в большинстве клинических образцов, является критической стадией основанного на PCR анализа. Основным недостатком опубликованных протоколов является тот, что большинство способов, применяемых для выделения нуклеиновых кислот, нельзя легко применять для всех типов образцов. Любое выделение нуклеиновой кислоты, требующее трудоемкой и неэффективной очистки ДНК, уменьшает скорость и чувствительность теста. Кроме того, вынужденность проводить различные процедуры выделения для различных типов образцов, также делает целый процесс дорогим и медленным. Безопасность исполнителя также представляет собой главную заботу при обработке образцов содержащих живые M.tuberculosis. После тщательного анализа различных способов выделения ДНК, описанных ранее, обнаружено, что они не являлись высокоэффективными или были неспособными удалить примеси, как правило, присутствующие в большинстве клинических образцов (Boom, R. C.). Таким образом, требуется простой, эффективный и надежный способ выделения нуклеиновой кислоты из различных клинических образцов для обеспечения чувствительности и воспроизводимости основанного на PCR анализа.The main disadvantage of currently available PCR-based assays for the detection of mycobacteria is the lack of a method for isolating nucleic acid, which is simple, effective and ensures the safety of the performer. Lysis of mycobacteria and the isolation of nucleic acids from a clinical sample without co-excreted impurities, as is known, present in most clinical samples, is a critical stage of PCR-based analysis. The main disadvantage of the published protocols is that most of the methods used for the isolation of nucleic acids cannot be easily applied to all types of samples. Any nucleic acid isolation that requires laborious and inefficient DNA purification reduces the speed and sensitivity of the test. In addition, the compulsion to carry out different isolation procedures for different types of samples also makes the whole process expensive and slow. Artist safety is also a major concern when processing samples containing live M. tuberculosis . After a thorough analysis of the various DNA isolation methods described previously, it was found that they were not highly effective or were unable to remove impurities, typically present in most clinical samples (Boom, RC). Thus, a simple, efficient, and reliable method for isolating nucleic acid from various clinical samples is required to provide sensitivity and reproducibility based on PCR analysis.

Специфическая и неспецифическая амплификация последовательности-мишени является другим критическим фактором для успешного основанного на PCR анализа. При малейших не оптимальных условиях даже специфические и уникальные праймеры могут приводить к неспецифической амплификации полосы правильного размера и, таким образом, приводить к ложноположительным результатам (Gurpreet, S et al.). На это необходимо направлять усилия по практическому пути с эффективными затратами.The specific and non-specific amplification of the target sequence is another critical factor for successful PCR based analysis. Under even the slightest optimal conditions, even specific and unique primers can lead to nonspecific amplification of the band of the correct size and, thus, lead to false positive results (Gurpreet, S et al.). It is necessary to direct efforts on this in a practical way with effective costs.

Цель изобретенияThe purpose of the invention

Основной целью изобретения является предоставление способа детекции патогенных микобактерий в клинических образцах.The main objective of the invention is to provide a method for the detection of pathogenic mycobacteria in clinical samples.

Другая цель изобретения относится к дизайну и композиции анализа для определения инфекции, обусловленной микобактериями, детекцией фрагмента ДНК посредством амплификации части генного кластера в различных клинических образцах, таких как мокрота, спинномозговая жидкость, образцы промывания желудка, кровь, аспираты костного мозга, образцы биоптатов тканей и т.д.Another object of the invention relates to a design and analysis composition for determining infection caused by mycobacteria, detection of a DNA fragment by amplification of a portion of a gene cluster in various clinical samples, such as sputum, cerebrospinal fluid, gastric lavage samples, blood, bone marrow aspirates, tissue biopsy samples, and etc.

Еще одна цель изобретения относится к разработке эффективного способа выделения ДНК из всех типов клинических образцов.Another objective of the invention relates to the development of an effective method for DNA extraction from all types of clinical samples.

Еще одной целью изобретения является формирование набора олигонуклеотидных праймеров, обеспечивающих специфическую амплификацию части гена посредством полимеразной цепной реакции.Another objective of the invention is the formation of a set of oligonucleotide primers that provide specific amplification of a portion of the gene by polymerase chain reaction.

Еще одной целью изобретения является способ полимеразной цепной реакции, позволяющей специфическую амплификацию мишени.Another objective of the invention is a polymerase chain reaction method that allows specific amplification of the target.

Еще одной целью изобретения является предоставление способа дифференцировки между различными видами микобактерий.Another objective of the invention is the provision of a method of differentiation between different types of mycobacteria.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к детекции патогенных микобактерий в клинических образцах, таких как мокрота, спинномозговая жидкость, образцы промывания желудка, биоптатов тканей и т.д. Новизна изобретения относится к новому фрагменту ДНК, лежащему в межгенной области между генами синтазы метилмиколовой кислоты mmaA1 и mmaA2 и в фланкирующей области генов mmaA1 и mmaA2. В данном тесте применяют пару олигонуклеотидных праймеров, специфически амплифицирующих ДНК-мишень из клинических образцов. Изобретение относится к способу выделения ДНК из клинического образца, который является более безопасным и повышает выход ДНК из клинических образцов по сравнению с существующими способами. Настоящее изобретение относится также к способу амплификации ДНК, приводящему к специфической амплификации ампликона-мишени без применения дорогих реагентов, таким образом, приводя к экономичному тесту. Настоящее изобретение относится к способу дифференцировки различных видов патогенных микобактерий в клиническом образце посредством анализа полиморфизма длины рестрикционных фрагментов (RFLP) амплифицированного продукта PCR.The present invention relates to the detection of pathogenic mycobacteria in clinical samples such as sputum, cerebrospinal fluid, samples of gastric lavage, tissue biopsies, etc. The novelty of the invention relates to a new DNA fragment lying in the intergenic region between the methylmicolic acid synthase genes mmaA1 and mmaA2 and in the flanking region of the mmaA1 and mmaA2 genes. In this test, a pair of oligonucleotide primers are used that specifically amplify the target DNA from clinical samples. The invention relates to a method for isolating DNA from a clinical sample, which is safer and increases the yield of DNA from clinical samples in comparison with existing methods. The present invention also relates to a method for amplification of DNA, resulting in specific amplification of the target amplicon without the use of expensive reagents, thus leading to an economical test. The present invention relates to a method for differentiating different types of pathogenic mycobacteria in a clinical sample by analysis of restriction fragment length polymorphism (RFLP) of the amplified PCR product.

Краткое описание сопутствующих фигур/чертежейBrief Description of Related Figures / Drawings

Фиг.1. Схематическая диаграмма кластера генов синтазы метилмиколовой кислоты mmaA4-mmaA1 микобактерий и положение прямого A и обратного D праймеров.Figure 1. Schematic diagram of the cluster of methyl mycolic acid synthase genes mmaA4-mmaA1 mycobacteria and the position of the forward A and reverse D primers.

Фиг.2. Последовательность генов mmaA2 и mmaA1 с межгенной областью 166 пар оснований (показана в нижнем регистре). Положение прямого A, SEQ ID No:1 и обратного праймера D, SEQ ID No:2. Последовательность обоих праймеров подчеркнута и дана наклонным шрифтом.Figure 2. The sequence of the mmaA2 and mmaA1 genes with an intergenic region of 166 base pairs (shown in lower case). The position of the forward A, SEQ ID No: 1 and reverse primer D, SEQ ID No: 2. The sequence of both primers is underlined and given in oblique font.

Фиг.3. Амплификация PCR геномных ДНК различных микобактерий с праймерами A и D (линии 1-15): 1. M.avium 2. M.bovis 3. M.chelonae 4. M fortuitum 5. M.intracellulare 6. M.kansassi 7. M.phlei 8. Маркер длины ДНК по 100 п.о. 9. M.marinum 10. M.scrofulaceum 11. M.smegmatis 12. M.szulgai 13. M.tuberculosis и 14 отрицательный контроль. AD обозначает амплифицированный продукт 363 п.о.Figure 3. PCR amplification of genomic DNA from various mycobacteria with primers A and D (lines 1-15): 1. M.avium 2. M.bovis 3. 4. M.chelonae M fortuitum 5. M.intracellulare 6. 7. M.kansassi M .phlei 8. 100 bp DNA length marker 9. M.marinum 10. M.scrofulaceum 11. M.smegmatis 12. M.szulgai 13. M. tuberculosis and 14 negative controls. AD stands for 363 bp amplified product.

Фиг.4. Линейная диаграмма, показывающая карту рестрикции эндонуклеазами HaeI и MspI внутри AD.Figure 4. A line diagram showing a restriction map of HaeI and MspI endonucleases within AD.

Фиг.5. Линейная диаграмма, показывающая карту рестрикции эндонуклеазами FmuI, CviRI и TaqI внутри AD.Figure 5. A line diagram showing a restriction map of FmuI, CviRI, and TaqI endonucleases within AD.

Фиг.6. Рестрикционная карта AD, показывающая участки рестрикции эндонуклеазами AcaIV и HaeIII.6. Restriction map of AD showing restriction sites with AcaIV and HaeIII endonucleases.

Фиг.7. Линейная диаграмма, показывающая различные стадии реакции PCR.7. A line chart showing the different stages of the PCR reaction.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Целью данной работы являлась разработка комплексного способа, позволяющего быструю, безопасную и специфическую детекцию микобактерий, вызывающих туберкулез. Лимитирующими стадиями любой основанной на PCR диагностики являются выделение ДНК из клинического образца, конструирование праймера для PCR, обеспечивающего специфическую амплификацию последовательности-мишени, и разработка условий PCR, позволяющих только специфическую амплификацию последовательности-мишени. Серьезным ограничением доступных тестов является то, что они выявляют, но не могут дифференцировать различные виды микобактерий.The aim of this work was to develop an integrated method that allows fast, safe and specific detection of mycobacteria that cause tuberculosis. The limiting stages of any PCR-based diagnostics are the extraction of DNA from a clinical sample, the design of a primer for PCR that provides specific amplification of the target sequence, and the development of PCR conditions that allow only specific amplification of the target sequence. A serious limitation of the available tests is that they detect but cannot differentiate between different types of mycobacteria.

В различных доступных протоколах описаны различные способы выделения нуклеиновой кислоты и смеси реагентов для лизиса микобактерий и очистки нуклеиновой кислоты из клинического образца. В различных способах лизис достигают посредством обработки образца щелочами, органическими растворителями, хаотропными средствами, детергентами или их смесью. В нескольких простых способах заявляют о достижении лизиса простым кипячением в щелочи, буфере для PCR или даже в чистой воде. Хотя данные способы являются простыми и, как правило, хорошо работают в чистой культуре, они не так полезны для клинического образца. Вообще преобладающее понятие, что реакция PCR является надежной, и нуклеиновую кислоту, высвобожденную способами грубого лизиса, можно применять непосредственно в реакции PCR, не является верным. Данные способы просты в применении, но часто неспособны убить всех присутствующих в клиническом образце микобактерий, и таким образом могут быть опасны для пользователя. Опубликовано, что такие препараты содержат много примесей, которые легко могут ингибировать реакцию PCR. Обнаружено, что такие препараты могут не приводить к амплификации даже при разведении ДНК в несколько раз. Факт, что выделение чистой ДНК имеет предельную важность для успеха основанного на PCR анализа.The various available protocols describe various methods for isolating a nucleic acid and a mixture of reagents for lysis of mycobacteria and purification of a nucleic acid from a clinical sample. In various methods, lysis is achieved by treating the sample with alkalis, organic solvents, chaotropic agents, detergents, or a mixture thereof. A few simple methods claim to achieve lysis by simple boiling in alkali, PCR buffer, or even in pure water. Although these methods are simple and, as a rule, work well in a pure culture, they are not so useful for a clinical sample. In general, the prevailing notion that the PCR reaction is reliable, and the nucleic acid released by crude lysis methods, can be used directly in the PCR reaction, is not true. These methods are easy to use, but often unable to kill all those present in the clinical sample of mycobacteria, and thus can be dangerous for the user. It is reported that such preparations contain many impurities that can easily inhibit the PCR reaction. It was found that such preparations may not lead to amplification even when breeding DNA several times. The fact that the isolation of pure DNA is of utmost importance for the success of PCR-based analysis.

Авторы настоящего изобретения тщательно оптимизировали все стадии очистки нуклеиновой кислоты и разработали способ, являющийся простым, надежным, эффективным и обеспечивающим полную безопасность исполнителя. Дальнейшая обработка загрязненных образцов, таких как мокрота, щелочью средней силы и муколитическим средством, помогает удалить много загрязняющих веществ и приводит к выделению более чистой ДНК. Данные стадии полезны также для удаления других загрязняющих организмов, присутствующих в загрязненных образцах, таких как мокрота, образцы промывания желудка и т.д., так как мокрота представляет собой наиболее общеупотребительный собираемый и признанный клинический образец для легочного туберкулеза и, как известно, содержит несколько загрязнителей, являющихся потенциальным ингибитором реакции PCR. В модифицированном буфере для лизиса, разработанном по настоящему изобретению, применяют сильное хаотропное средство, т.е. изотиоцианат гуанидина. Это помогает инактивировать все микобактерии, присутствующие в клиническом образце, жестко лизировать микобактериальную клетку, денатурировать и удалить белки, что приводит к выделению более чистой ДНК (таблица 1) и также обеспечивает безопасность исполнителя. Посредством нагревания образца в модифицированном буфере для лизиса легко лизируют даже наиболее крепкие клетки и объекты, такие как споры и полиэдры бакуловируса. В более раннем сообщении той же группы показали применение изотиоцианата гуанидина для лизиса и очистки нуклеиновых кислот из жестких материалов, таких как полиэдры бакуловирусов и микобактерии (Das et al) и (Bose M. et al).The inventors of the present invention carefully optimized all stages of nucleic acid purification and developed a method that is simple, reliable, efficient, and ensures the complete safety of the performer. Further processing of contaminated samples, such as sputum, with an alkali of medium strength and a mucolytic agent, helps to remove a lot of contaminants and leads to the release of cleaner DNA. These steps are also useful for removing other contaminants present in contaminated samples, such as sputum, gastric lavage samples, etc., since sputum is the most commonly collected and recognized clinical sample for pulmonary tuberculosis and is known to contain several pollutants that are potential inhibitors of the PCR reaction. In the modified lysis buffer developed by the present invention, a strong chaotropic agent is used, i.e. guanidine isothiocyanate. This helps to inactivate all mycobacteria present in the clinical sample, hard lyse the mycobacterial cell, denature and remove proteins, which leads to the release of cleaner DNA (table 1) and also ensures the safety of the performer. By heating the sample in a modified lysis buffer, even the strongest cells and objects, such as spores and polyhedra of baculovirus, are easily lysed. An earlier report from the same group showed the use of guanidine isothiocyanate for the lysis and purification of nucleic acids from hard materials such as the polyhedra of baculoviruses and mycobacteria (Das et al) and (Bose M. et al).

Таблица 1
Порядковые номера от одного до трех представляют собой образцы, полученные, как описано здесь, в то время как порядковые номера от четырех до шести представляют собой образцы, полученные способом Gurpreet et al.
Table 1
Serial numbers from one to three are samples obtained as described herein, while serial numbers from four to six are samples obtained by the method of Gurpreet et al.
Порядковый номерSerial number Степень
разведения
Power
breeding
OD при 260 нмOD at 260 nm OD при 280 нмOD at 280 nm Отношение 260/280260/280 ratio КонцентрацияConcentration ЧистотаPurity
1one 50fifty 0,0110.011 0,0190.019 1,821.82 27,60 мкг/мл27.60 mcg / ml Нет загрязнения белкомNo protein contamination 22 50fifty 0,0100.010 0,0170.017 1,851.85 25,00 мкг/мл25.00 mcg / ml Нет загрязнения белкомNo protein contamination 33 50fifty 0,0130.013 0,0240.024 1,881.88 33,03 мкг/мл33.03 mcg / ml Нет загрязнения белкомNo protein contamination 4four 50fifty 0,0060.006 0,0110.011 1,621,62 17,13 мкг/мл17.13 mcg / ml Загрязнение белкомProtein pollution 55 50fifty 0,0090.009 0,0150.015 1,661,66 23,46 мкг/мл23.46 mcg / ml Загрязнение белкомProtein pollution 66 50fifty 0,0080.008 0,0130.013 1,631,63 20,37 мкг/мл20.37 mcg / ml Загрязнение белкомProtein pollution

Другим преимуществом применения данного реагента является то, что большинство белков в данном буфере денатурированы, что приводит к полному лизису микобактерий, присутствующих в образцах. Описан также другой способ с применением данного реагента (Gurpreet, S et al.). Настоящий способ отличается от них по нескольким направлениям. Модифицированный буфер для лизиса по настоящему способу имеет состав, обеспечивающий более полный лизис, обеспечивает лучшую депротеинизацию и помогает осадить даже малое количество ДНК. Это приводит к получению более чистой ДНК с улучшенным выходом. Вместо применения для лизиса изотиоцианата гуанидина-трис-фенола буфер для лизиса по настоящему изобретению содержит детергент N-лаурил саркозил, 200 мМ NaCl и 10 мМ 2'-меркаптоэтанол вместе с 4M изотиоцианатом гуанидина. Так как фенол является чрезвычайно взрывоопасным и таким образом опасным, его не включили в модифицированный буфер для лизиса. Данные модификации делают модифицированный буфер для лизиса по настоящему изобретению полным и более эффективным. Детергент способствует растворению липида клеточной стенки и белка и таким образом приводит к полному лизису клеточной стенки микобактерий, богатой различными типами сложных липидов. Применение NaCl способствует осаждению нуклеиновой кислоты, присутствующей в малом количестве, и таким образом дает приблизительно в 1,4-1,5 раз лучший выход ДНК, чем способ, описанный Gurpreet et al. Это является важным, особенно при работе с клиническим образцом, обладающим малыми количествами микобактерий на мл образца. Клетки микобактерий инактивировали и лизировали нагреванием обрабатываемого и деконтаминируемого образца в модифицированном буфере для лизиса при 85°C в течение 20 мин. Это безопасно по сравнению с кипячением, как описано в нескольких способах, становящегося излишним и могущим привести к выстреливанию крышки или разрыву некоторых пробирок. Лизат экстрагировали один раз щелочным фенолом. Замечено, что депротеинизация щелочным фенолом не является излишней, как заявлено во многих протоколах. Данная простая стадия приводит к удалению всех белков, включая белки, тесно связанные с ДНК, и таким образом приводит к получению более чистой нуклеиновой кислоты. Это увеличивает воспроизводимость анализа, особенно при работе с загрязненными образцами, такими как мокрота и образцы промывания желудка. Нуклеиновую кислоту осаждали из водной фазы равным объемом изопропанола.Another advantage of using this reagent is that most of the proteins in this buffer are denatured, which leads to complete lysis of the mycobacteria present in the samples. Another method using this reagent (Gurpreet, S et al.) Is also described. The present method differs from them in several ways. The modified lysis buffer of the present method has a composition that provides more complete lysis, provides better deproteinization, and helps to precipitate even a small amount of DNA. This results in a cleaner DNA with improved yield. Instead of using guanidine-tris-phenol isothiocyanate for lysis, the lysis buffer of the present invention contains N-lauryl sarcosyl detergent, 200 mM NaCl and 10 mM 2'-mercaptoethanol along with 4M guanidine isothiocyanate. Since phenol is extremely explosive and thus dangerous, it was not included in the modified lysis buffer. These modifications make the modified lysis buffer of the present invention complete and more efficient. The detergent helps to dissolve the lipid of the cell wall and protein and thus leads to the complete lysis of the cell wall of mycobacteria, rich in various types of complex lipids. The use of NaCl facilitates the precipitation of nucleic acid, which is present in a small amount, and thus provides approximately 1.4-1.5 times better DNA yield than the method described by Gurpreet et al. This is important, especially when working with a clinical sample that has small amounts of mycobacteria per ml sample. Mycobacterial cells were inactivated and lysed by heating the treated and decontaminated sample in a modified lysis buffer at 85 ° C for 20 min. This is safe compared to boiling, as described in several methods, which becomes redundant and can lead to the firing of the lid or rupture of some tubes. The lysate was extracted once with alkaline phenol. It has been observed that alkaline phenol deproteinization is not unnecessary, as stated in many protocols. This simple step results in the removal of all proteins, including those closely linked to DNA, and thus results in a cleaner nucleic acid. This increases the reproducibility of the analysis, especially when working with contaminated samples such as sputum and gastric lavage samples. Nucleic acid was precipitated from the aqueous phase with an equal volume of isopropanol.

На следующей стадии конструировали набор олигонуклеотидных праймеров, специфический для патогенных микобактерий. Принимали меры, чтобы убедиться, что данная последовательность отсутствует у других патогенных организмов или у человека, так как нельзя исключить присутствия таких организмов или клеток человека в клинических образцах. Для данной цели применяли генный кластер mmaA1-mmaA4 микобактерий под инвентарными номерами MTCY20H10.23c-MTCY20H10.26c (фиг.1). Данный генный кластер содержит четыре гена, разделенных тремя спейсерными областями различной длины (фиг.1). Данные гены синтаз метоксимиколовой кислоты ответственны за синтез и модификацию комплекса предельных миколовых кислот, присутствующих в патогенных микобактериях. Данные миколовые кислоты вовлечены в патогенность микобактерий. Прямой праймер A, SEQ ID:3, локализован от 1 до 9 основания в гене mmaA2, 11 п.о. данного олигонуклеотидного праймера лежит в спейсерной области 167 п.о. между генами mmaA2 и mmaA1. Обратный праймер D, SEQ ID No:4 локализован от 688 до 705 основания в гене mmaA1 фиг.1 и фиг.2. Последовательности данных праймеров сконструированы с применением программного обеспечения Primer Select (Lasergene, DNASTAR) и не показывают гомологии с последовательностями организмов, отличных от M.tuberculosis и M.bovis.In the next stage, a set of oligonucleotide primers specific for pathogenic mycobacteria was constructed. Measures were taken to ensure that this sequence is absent in other pathogenic organisms or in humans, since the presence of such organisms or human cells in clinical samples cannot be ruled out. For this purpose, the gene cluster mmaA1-mmaA4 of mycobacteria was used under the accession numbers MTCY20H10.23c-MTCY20H10.26c (Fig. 1). This gene cluster contains four genes separated by three spacer regions of different lengths (Fig. 1). These genes for methoxyxycolic acid synthases are responsible for the synthesis and modification of the complex of limiting mycolic acids present in pathogenic mycobacteria. These mycolic acids are involved in the pathogenicity of mycobacteria. Direct primer A, SEQ ID: 3, is localized from 1 to 9 bases in the mmaA2 gene, 11 bp of this oligonucleotide primer lies in the spacer region of 167 bp between the mmaA2 and mmaA1 genes. Reverse primer D, SEQ ID No: 4, is located from 688 to 705 bases in the mmaA1 gene of FIG. 1 and FIG. 2. The sequences of these primers are designed using Primer Select software (Lasergene, DNASTAR) and do not show homology with sequences of organisms other than M. tuberculosis and M. bovis .

Применяли также другой подход, чтобы убедиться, что данная последовательность праймера специфична для патогенных микобактерий. Олигонуклеотидную последовательность переводили в аминокислотную (пептид) и сравнивали с набором генов многих патогенных организмов и человека с применением программного обеспечения Genome Calculator, разработанного в данном институте (Institute for Genomics and Integrative Biology). Данное программное обеспечение переводит последовательность ДНК в аминокислотную (пептид) и сравнивает его со всеми последовательностями, доступными в базе данных, переводя их в библиотеку коротких пептидов. Данное программное обеспечение определило последовательности праймеров как специфичные для M.tuberculosis и M.bovis и не присутствующие ни у одного из 24 других патогенных организмов или у человека, чья последовательность генома доступна в базах данных. PCR с геномной ДНК всех тестируемых патогенных микобактерий приводила к амплификации с применением данных праймеров, в то время как PCR с применением геномной ДНК непатогенных микобактерий не приводила к амплификации фиг.3 и таблица 2.Another approach was also taken to ensure that this primer sequence is specific for pathogenic mycobacteria. The oligonucleotide sequence was converted to an amino acid (peptide) and compared with a set of genes of many pathogenic organisms and humans using the Genome Calculator software developed at this Institute (Institute for Genomics and Integrative Biology). This software converts a DNA sequence into an amino acid (peptide) and compares it with all the sequences available in the database, translating them into a library of short peptides. This software identified primer sequences as specific for M. tuberculosis and M. bovis and not present in any of the 24 other pathogenic organisms or in humans whose genome sequence is available in the databases. PCR with the genomic DNA of all tested pathogenic mycobacteria led to amplification using these primers, while PCR using the genomic DNA of non-pathogenic mycobacteria did not lead to amplification of Fig. 3 and table 2.

Таблица 2
Амплификация PCR AD из различных патогенных и непатогенных видов микобактерий
table 2
Amplification of PCR AD from various pathogenic and non-pathogenic species of mycobacteria
Виды микобактерийTypes of Mycobacteria ШтаммStrain Патогенный/непатогенныйPathogenic / non-pathogenic Результат PCRPCR result M.aviumM.avium АТССATCC ПатогенныйPathogenic ПоложительныйPositive М.bovisM. bovis ATCCATCC ПатогенныйPathogenic ПоложительныйPositive M.chelonaeM.chelonae ATCCATCC ПатогенныйPathogenic ПоложительныйPositive M.fortuitumM.fortuitum ATCCATCC ПатогенныйPathogenic ПоложительныйPositive M.intracellulareM.intracellulare ATCCATCC ПатогенныйPathogenic ПоложительныйPositive M.kansassiM.kansassi ATCCATCC ПатогенныйPathogenic ПоложительныйPositive M.marinumM.marinum ATCCATCC ПатогенныйPathogenic ПоложительныйPositive M.phleiM.phlei ATCCATCC НепатогенныйNon pathogenic ОтрицательныйNegative М.smegmatisM.smegmatis ATCCATCC НепатогенныйNon pathogenic ОтрицательныйNegative M. scrofulaceumM. scrofulaceum ATCCATCC ПатогенныйPathogenic ПоложительныйPositive M.szulgaiM.szulgai ATCCATCC ПатогенныйPathogenic ПоложительныйPositive M.tuberculosisM.tuberculosis ATCCATCC ПатогенныйPathogenic ПоложительныйPositive M.xenopiM.xenopi ATCCATCC ПатогенныйPathogenic ПоложительныйPositive

После дизайна специфического праймера следующей критической стадией являлся дизайн и разработка условий PCR, при которых специфически амплифицируют только желаемую мишень. Это очень важно, так как PCR в неоптимальных условиях приводит к амплификации другого фрагмента ДНК, близко сходного с желаемой мишенью по размеру, Gurpreet et al. Это, в свою очередь, приводит к меньшей амплификации желаемой последовательности-мишени и таким образом уменьшает специфичность и чувствительность. В отличие от праймеров, применяемых Gurpreet et al. в их изобретении, праймеры авторов настоящего изобретения не приводят к амплификации полосы приблизительно такого же размера из непатогенных микобактерий, даже в неоптимальных условиях (фиг.3).After designing a specific primer, the next critical stage was the design and development of PCR conditions under which only the desired target is specifically amplified. This is very important, since PCR under non-optimal conditions leads to the amplification of another DNA fragment that is closely similar to the desired target in size, Gurpreet et al. This, in turn, leads to less amplification of the desired target sequence and thus reduces specificity and sensitivity. In contrast to the primers used by Gurpreet et al. in their invention, the primers of the authors of the present invention do not lead to amplification of a strip of approximately the same size from non-pathogenic mycobacteria, even under non-optimal conditions (figure 3).

Любая неспецифическая амплификация происходит из-за неспецифического отжига олигонуклеотидных праймеров на стадии отжига PCR. Наиболее общепринятой стратегией, чтобы избежать неспецифической амплификации, является выполнение горячего старта PCR. Этого достигают добавлением критического компонента реакции, когда реакционная смесь является горячей. Для данной цели применяют фермент, удерживаемый в восковых бусинах, или в последнее время стал доступным новый фермент термополимераза (Thermopolymerase Gold, Perkin Elmer). Данный фермент остается связанным с моноклональным антителом, полученным против данного фермента, и становится активным только после инкубации при 95°C в течение 10-15 мин. Однако применение данных мер делает тест дороже на 10-20%.Any non-specific amplification occurs due to non-specific annealing of oligonucleotide primers at the PCR annealing stage. The most common strategy to avoid nonspecific amplification is to perform a PCR hot start. This is achieved by adding a critical component of the reaction when the reaction mixture is hot. For this purpose, an enzyme held in wax beads is used, or a new thermopolymerase enzyme (Thermopolymerase Gold, Perkin Elmer) has recently become available. This enzyme remains bound to the monoclonal antibody obtained against this enzyme and becomes active only after incubation at 95 ° C for 10-15 minutes. However, the application of these measures makes the test more expensive by 10-20%.

Дополнительно модифицировали условия проведения циклов, которые будут мешать отжигу праймера с участками, отличными от желаемых. Этого достигали, если несколько начальных циклов PCR проводили при более высокой температуре отжига, чем расчетная температура плавления олигонуклеотидного праймера, и затем постепенно уменьшали температуру отжига в каждом цикле и проводили остальные 25 циклов при оптимальной температуре отжига. После образования специфических ампликонов на начальных циклах они не позволяют неспецифическим продуктам конкурировать с ними на поздних циклах. Данный тип условий проведения циклов назван PCR с понижением температуры и способствует специфической амплификации без применения дорогих реагентов. Данная мера помогает сделать тест более эффективным в затратах и удобным.Additionally modified the conditions of the cycles, which will interfere with the annealing of the primer with areas other than desired. This was achieved if several initial PCR cycles were performed at a higher annealing temperature than the calculated melting temperature of the oligonucleotide primer, and then the annealing temperature was gradually reduced in each cycle and the remaining 25 cycles were performed at the optimal annealing temperature. After the formation of specific amplicons in the initial cycles, they do not allow non-specific products to compete with them in later cycles. This type of cycle condition is called PCR with decreasing temperature and promotes specific amplification without the use of expensive reagents. This measure helps to make the test more cost effective and convenient.

Следующей стадией анализа является детекция амплифицированного продукта PCR. Амплифицированный продукт PCR можно выявлять несколькими различными способами. Наиболее общеупотребительным и простым способом детекции амплифицированного продукта PCR является электрофорез в агарозном или полиакриламидном геле. Применение агарозного геля проще, чем электрофорез в полиакриламидном геле или ELISA для ДНК, который является трудоемким, требует больше времени для детекции и большей квалификации. Полиакриламидные гели являются менее чувствительными по сравнению с агарозными гелями, так как полиакриламид гасит краситель бромид этидия, применяемый для детекции. Кроме того, акриламид является потенциальным нейротоксином и таким образом потенциально опасен для пользователя. Для разделения продукта PCR применяли способ горизонтального электрофореза в агарозном геле. Амплифицированный продукт выявляли на коротковолновом УФ-трансиллюминаторе.The next step in the analysis is the detection of the amplified PCR product. The amplified PCR product can be detected in several different ways. The most common and easiest way to detect an amplified PCR product is agarose or polyacrylamide gel electrophoresis. The use of agarose gel is simpler than polyacrylamide gel electrophoresis or ELISA for DNA, which is laborious, requires more time for detection and more skill. Polyacrylamide gels are less sensitive than agarose gels, since polyacrylamide quenches the dye ethidium bromide used for detection. In addition, acrylamide is a potential neurotoxin and is therefore potentially dangerous to the user. A method for horizontal agarose gel electrophoresis was used to separate the PCR product. The amplified product was detected on a shortwave UV transilluminator.

Недавно описано мечение продукта PCR биотином или флуоресцентным красителем с последующей детекцией продукта посредством ELISA. Данный способ можно легко приспособить к любому из основанных на PCR анализов, включая предложенный авторами настоящего изобретения.Labeling of a PCR product with biotin or a fluorescent dye has recently been described, followed by detection of the product by ELISA. This method can be easily adapted to any of the PCR-based assays, including those proposed by the authors of the present invention.

Данный основанный на PCR способ детекции не только предназначен для детекции различных типов патогенных микобактерий в клиническом образце, но его можно применять для их дифференцировки по различным видам с применением анализа полиморфизма длины рестрикционных фрагментов (RFLP) амплифицированного PCR фрагмента. RFLP является очень мощным инструментом для различения различных видов и штаммов видов. Это основано на факте, что в каждой ДНК присутствуют участки для одной или более рестрикционных эндонуклеаз. Данные участки точно узнают рестрикционные эндонуклеазы класса II, полученные из различных бактерий. В естественном ходе эволюции организма один или несколько данных участков модифицированы или утрачены. Таким образом, рестрикция одним и тем же ферментом фрагмента ДНК приводит к полиморфизму длины фрагментов между различными видами организмов и таким образом служит эффективным инструментом для дифференцировки и эпидемиологии. AD является подходящим кандидатом для анализа PCR-RFLP различных видов микобактерий, так как данный фрагмент содержит часть двух генов с межгенной областью 167 п.о. Данный фрагмент ДНК обладает парами участков для нескольких рестрикционных эндонуклеаз, разделенными несколькими основаниями, что дает фрагменты в диапазоне размеров, пригодном для анализа электрофорезом в полиакриламидном геле, см. табл.3 (фиг.4, 5 и 6). Данные участки лежат в межгенной области, так же как в гене mmaA1 (фиг.4, фиг.5 и фиг.6). Рестрицированный продукт можно легко разделить в 10-12% полиакриламидном геле для RFLP-картирования различных видов. Присутствие межгенной области 167 п.о. в сочетании с хорошо спланированными участками для какой-нибудь общеупотребительной эндонуклеазы делает AD подходящим кандидатом для дифференцировки различных видов патогенных микобактерий посредством анализа PCR-RFLP.This PCR-based detection method is not only designed to detect various types of pathogenic mycobacteria in a clinical sample, but it can be used to differentiate them into different species using restriction fragment length polymorphism analysis (RFLP) of the amplified PCR fragment. RFLP is a very powerful tool for distinguishing between different species and species strains. This is based on the fact that in each DNA there are sites for one or more restriction endonucleases. These sites accurately recognize class II restriction endonucleases derived from various bacteria. In the natural course of the evolution of an organism, one or more of these sites are modified or lost. Thus, restriction of the DNA fragment by the same enzyme leads to polymorphism of the fragment length between different species of organisms and thus serves as an effective tool for differentiation and epidemiology. AD is a suitable candidate for PCR-RFLP analysis of various types of mycobacteria, since this fragment contains part of two genes with an intergenic region of 167 bp This DNA fragment has pairs of sites for several restriction endonucleases, separated by several bases, which gives fragments in a size range suitable for analysis by polyacrylamide gel electrophoresis, see table 3 (figures 4, 5 and 6). These sites lie in the intergenic region, as well as in the mmaA1 gene (Fig. 4, Fig. 5 and Fig. 6). Restricted product can be easily separated in 10-12% polyacrylamide gel for RFLP mapping of various types. The presence of the intergenic region 167 BP in combination with well-planned sites for some commonly used endonuclease, AD is a suitable candidate for differentiating different types of pathogenic mycobacteria through PCR-RFLP analysis.

Таблица 3
Размеры фрагментов ДНК для нескольких рестрикционных эндонуклеаз
Table 3
DNA fragment sizes for several restriction endonucleases
ФерментEnzyme Число участниковNumber of participants ПоложениеPosition Число фрагментов рестрикцииThe number of restriction fragments Размеры фрагментовFragment Sizes HaeIHaei 22 47 п.о., 219 п.о.47 bp, 219 bp 33 47 п.о, 144 п.о. и 172 п.о.47 bp, 144 bp and 172 bp Msp IMsp i 22 33 п.о., 244 п.о.33 bp, 244 bp 33 33 п.о., 119 п.о. и 211 п.о.33 bp, 119 bp and 211 bp BsmNIBsmni 33 74 п.о., 239 п.о. и 333 п.о.74 bp, 239 bp and 333 bp 4four 30, 74, 94 и 165 п.о.30, 74, 94 and 165 bp CviRICviri 33 61, 257 и 334 п.о.61, 257 and 334 bp 4four 29, 61, 77 и 196 п.о.29, 61, 77 and 196 bp MwoIMwoi 33 67, 237 и 331 п.о.67, 237 and 331 bp 4four 32, 67, 94 и 170 п.о.32, 67, 94 and 170 bp TaqITaqi 33 98, 142 и 337 п.о.98, 142 and 337 bp 4four 26, 44, 98 и 195 п.о.26, 44, 98 and 195 bp Aca IVAca iv 4four 45, 120, 217 и 326 п.о.45, 120, 217 and 326 bp 55 37, 45, 75, 97 и 109 п.о.37, 45, 75, 97 and 109 bp HaeIIIHaaeIII 4four 47, 122, 219 и 328 п.о.47, 122, 219 and 328 bp 55 35, 47, 75, 97 и 109 п.о.35, 47, 75, 97 and 109 bp

Реагенты для PCR готовили и дозировали в чистой комнате, предназначенной для приготовления реагентов для PCR. В комнату для приготовления смесей для PCR никогда не вносили образцы, культуру или очищенную ДНК. ДНК-мишень добавляли к смеси для PCR в отдельной комнате, которая никогда не подвергалась воздействию амплифицированной ДНК. Амплификацию проводили в амплификаторе MJ mini thermal cycler (M. J. Research) с применением 200-мкл тонкостенных пробирок с прикрепленными индивидуальными крышками (Axygen). Первый раствор, добавленный в пробирку для ПЦР, содержал 2,0 мкл 10 х буфера для PCR (100 мМ трис pH 8,3, 500 мМ KCl, 15 мМ MgCl2), 2,0 мкл смеси dNTP (2,0 мМ каждый из dATP, dGTP, dTTP и dCTP), 1,0 мкл праймера SEQ ID No:5=5' TGGATCCGTTGACCATGAGGTGTAATG 3' (5 пикомоль/мкл), 1,0 мкл праймера SEQ ID No:6=5' GGAATTCCACTACGCACGGACTCTC 3' (5 пикомоль/мкл), 0,2 мкл Taq-полимеразы, содержащие 1 единицу фермента, и 11,8 мкл воды. Пробирки для PCR переносили в комнату для подготовки образцов и добавляли к ним по 2,0 мкл ДНК. Пробирки хорошо перемешивали постукиванием и проводили программу PCR с понижением температуры (фиг.7). Данная программа предусматривает одну начальную денатурацию при 9°C в течение 3 мин. За стадией начальной денатурации следовали 14 циклов с понижением температуры, состоящих из одной денатурации при 94°C в течение 45 секунд, одного отжига, начинающегося с 70°C в течение 45 секунд с уменьшением на 0,8°C в каждом цикле с понижением температуры и одной достройки при 72°C в течение 1 мин. За этим следовали 25 обычных циклов, состоящих из одной денатурации при 94°C в течение 45 секунд, одного отжига при 58°C в течение 45 секунд и одной достройки при 72°C в течение 1 мин. После завершения PCR пробирки переносили в другую комнату для анализа амплифицированного продукта PCR. 10 мкл из реакционной смеси наносили на 2,0% агарозный гель, другие 10 мкл реакционной смеси сохраняли для анализа PCR-RFLP, пока не потребуется.Reagents for PCR were prepared and dosed in a clean room for the preparation of reagents for PCR. Samples, culture or purified DNA were never brought into the PCR mix room. Target DNA was added to the PCR mix in a separate room, which was never exposed to amplified DNA. Amplification was carried out in an MJ mini thermal cycler (MJ Research) using 200 μl thin-walled tubes with attached individual caps (Axygen). The first solution added to the PCR tube contained 2.0 μl of 10 x PCR buffer (100 mm Tris pH 8.3, 500 mm KCl, 15 mm MgCl 2 ), 2.0 μl dNTP mixture (2.0 mm each from dATP, dGTP, dTTP and dCTP), 1.0 μl of primer SEQ ID No: 5 = 5 'TGGATCCGTTGACCATGAGGTGTAATG 3' (5 picomoles / μl), 1.0 μl of primer SEQ ID No: 6 = 5 'GGAATTCCACTACGCACGGACTCTC 3' 5 picomol / μl), 0.2 μl of Taq polymerase containing 1 unit of enzyme, and 11.8 μl of water. PCR tubes were transferred to the sample preparation room and 2.0 μl of DNA was added to them. The tubes were well mixed by tapping and a PCR program was performed with decreasing temperature (Fig. 7). This program provides for one initial denaturation at 9 ° C for 3 minutes. The initial denaturation stage was followed by 14 cycles with decreasing temperature, consisting of one denaturation at 94 ° C for 45 seconds, one annealing starting at 70 ° C for 45 seconds with a decrease of 0.8 ° C in each cycle with decreasing temperature and one extension at 72 ° C for 1 min. This was followed by 25 regular cycles consisting of one denaturation at 94 ° C for 45 seconds, one annealing at 58 ° C for 45 seconds and one completion at 72 ° C for 1 min. After completion of the PCR, the tubes were transferred to another room for analysis of the amplified PCR product. 10 μl of the reaction mixture was applied to a 2.0% agarose gel, another 10 μl of the reaction mixture was saved for PCR-RFLP analysis until needed.

Всего применяли 142 клинических образца, чтобы оценить данный основанный на PCR анализ для детекции патогенных микобактерий в клинических образцах. Из них 141 представляли собой образец мокроты, и один представлял собой спинномозговую жидкость.A total of 142 clinical samples were used to evaluate this PCR-based analysis for the detection of pathogenic mycobacteria in clinical samples. Of these, 141 were sputum samples, and one was cerebrospinal fluid.

Из 74 образцов, положительных по способу кислотоустойчивого мазка, 68 являлись также положительными по PCR. Четыре из них являлись положительными по мазку, но отрицательными по PCR. Результаты мазков всех этих пациентов имели скудное описание кислотоустойчивой микроскопии. Кроме того, повторные образцы от этих пациентов являлись положительными по PCR. Два образца, полученных от тех же самых пациентов, являлись положительными по мазку, но отрицательными по PCR. При усилении реакционной смеси, содержащей ДНК из этих образцов, очищенной ДНК, обнаружили, что эти образцы содержали ингибиторы PCR. Данные образцы снова обрабатывали модифицированным буфером для лизиса и осаждали изопропанолом, повышая амплификацию. Тридцать один пациент являлся отрицательным по кислотоустойчивой микроскопии, но положительным по PCR. Клиническая история всех данных пациентов показала, что они являлись положительными по микобактериям по способу мазка, подвергались лечению и стали отрицательными по мазку из-за низкой бактериальной нагрузки в данном образце. Остальные тридцать семь образцов являлись отрицательными и по способу мазка, и по способу PCR. При изучении их истории болезни обнаружили, что они являлись отрицательными по другим клиническим параметрам и поступили в больницу на основании предварительных симптомов, подобных жару и кашлю.Of the 74 samples positive by the acid-resistant smear method, 68 were also PCR positive. Four of them were smear positive, but PCR negative. The smear results of all these patients had a scant description of acid-resistant microscopy. In addition, repeated samples from these patients were positive for PCR. Two samples from the same patients were smear positive, but PCR negative. When enhancing the reaction mixture containing DNA from these samples, purified DNA, it was found that these samples contained PCR inhibitors. These samples were again treated with modified lysis buffer and precipitated with isopropanol, increasing amplification. Thirty-one patients were negative by acid-resistant microscopy, but positive by PCR. The clinical history of all these patients showed that they were positive for mycobacteria by the smear method, were treated and became negative for the smear due to the low bacterial load in this sample. The remaining thirty-seven samples were negative in both smear and PCR methods. When studying their medical history, they were found to be negative in other clinical parameters and admitted to the hospital based on preliminary symptoms like fever and cough.

Соответственно, основной вариант осуществления по настоящему изобретению относится к способу детекции патогенных микобактерий в клинических образцах, где указанный способ предусматривает стадии:Accordingly, a main embodiment of the present invention relates to a method for detecting pathogenic mycobacteria in clinical samples, wherein said method comprises the steps of:

(a) очистки клинического образца от загрязнений, включая слизь, общепринятыми способами,(a) purification of the clinical sample from contaminants, including mucus, by conventional methods,

(b) обработки очищенных клинических образцов, полученных на стадии (a), модифицированным буфером для лизиса для инактивации живых патогенных микобактерий, чтобы сделать процесс безопасным для пользователя,(b) treating the purified clinical samples obtained in step (a) with a modified lysis buffer to inactivate live pathogenic mycobacteria to make the process safe for the user,

(c) выделения геномной ДНК из обработанного клинического образца, полученного на стадии (b), с применением модифицированного способа для увеличения выхода и качества ДНК,(c) isolating genomic DNA from the treated clinical sample obtained in step (b) using a modified method to increase the yield and quality of DNA,

(d) конструирование последовательности SEQ ID No:4 из ДНК, полученной на стадии (c), для специфической детекции патогенных микобактерий, где указанная сконструированная последовательность содержит выбранную межгенную область SEQ ID No:3, фланкирующую область, содержащую часть гена mmaA1, SEQ ID No:1 и часть гена mmaA2, SEQ ID No:2, из ДНК, полученной на стадии (c),(d) constructing the sequence of SEQ ID No: 4 from the DNA obtained in step (c) for the specific detection of pathogenic mycobacteria, wherein said engineered sequence contains a selected intergenic region of SEQ ID No: 3, a flanking region containing a portion of the mmaA1 gene, SEQ ID No: 1 and part of the mmaA2 gene, SEQ ID No: 2, from DNA obtained in stage (c),

(e) конструирование и синтез набора специфических олигонуклеотидных праймеров из SEQ ID No:5, который является прямым праймером, и SEQ ID No:6, который является обратным праймером, для полимеразной цепной реакции (PCR) амплификации SEQ ID No:4,(e) design and synthesis of a set of specific oligonucleotide primers from SEQ ID No: 5, which is a direct primer, and SEQ ID No: 6, which is a reverse primer, for the polymerase chain reaction (PCR) amplification of SEQ ID No: 4,

(f) разработка способа амплификации PCR для специфической амплификации SEQ ID No:4 со стадии (d), где указанный способ предусматривает применение специфических олигонуклеотидных праймеров, сконструированных и синтезированных на стадии (e), для детекции присутствия патогенных микобактерий в клинических образцах и(f) the development of a PCR amplification method for the specific amplification of SEQ ID No: 4 from step (d), where the method involves the use of specific oligonucleotide primers designed and synthesized in step (e) to detect the presence of pathogenic mycobacteria in clinical samples, and

(g) анализ амплифицированного продукта PCR посредством анализа полиморфизма длины рестрикционных фрагментов (RFLP) для дифференцировки видов патогенных микобактерий для быстрого определения совместной инфекции HIV.(g) analysis of the amplified PCR product by analysis of restriction fragment length polymorphism (RFLP) to differentiate species of pathogenic mycobacteria to quickly identify co-infection with HIV.

В другом варианте осуществления настоящее изобретение относится к SEQ ID No:4, где указанная SEQ ID обладает следующей последовательностью 5' GAGGTGTAATGCCTTTCCGGACCCTAGGTGGCCTTTCGGTGCTTGCACGGAACGCACCGATGCTTCCCCCTCCCCGCATGCTCGAGGCATGCTATCCGATACAGGGCCGCCGCACTAAACCGCGATCGAATTTGCCCAGGTCAGGGAACGGATATGAGCGGACGAG 3'.In another embodiment, the present invention relates to SEQ ID No: 4, wherein said SEQ ID has the following sequence 5 'GAGGTGTAATGCCTTTCCGGACCCTAGGTGGCCTTTCGGTGCTTGCACGGAACGCACCGATGCTTCCCCCTCCCCGCATGCTCGAGGCATGCTATCCGATACAGGGCCGCCGCACTAAACCGCGATCGAATTTGCCCAGGTCAGGGAACGGATATGAGCGGACGAG 3'.

В еще одном из вариантов осуществления настоящее изобретение относится к клиническим образцам, выбранным из мокроты, образцов промывания желудка, спинномозговой жидкости, крови, образцов биоптатов тканей или аспиратов костного мозга и других жидкостей организма или тканей.In yet another embodiment, the present invention relates to clinical samples selected from sputum, samples of gastric lavage, cerebrospinal fluid, blood, tissue biopsy samples or bone marrow aspirates, and other body fluids or tissues.

В еще одном из вариантов осуществления настоящее изобретение относится к очистке образца на стадии (a) от загрязнений (живых организмов, отличных от микобактерий, и слизи), которую проводят посредством обработки смесью для деконтаминации, содержащей щелочь средней силы, NaOH, тринатрийцитрат, муколитическое средство и изотиоцианат гуанидина в диапазоне приблизительно 0,4-2,5М с последующим концентрированием образца центрифугированием.In yet another embodiment, the present invention relates to the purification of a sample in step (a) from contamination (living organisms other than mycobacteria and mucus), which is carried out by treatment with a decontamination mixture containing medium strength alkali, NaOH, trisodium citrate, mucolytic agent and guanidine isothiocyanate in the range of about 0.4-2.5 M, followed by concentration of the sample by centrifugation.

В еще одном из вариантов осуществления настоящее изобретение относится к обработке смесью для деконтаминации, содержащей щелочь средней силы, NaOH, тринатрийцитрат, муколитическое средство и изотиоцианат гуанидина в диапазоне приблизительно 0,5-2,0М.In yet another embodiment, the present invention relates to a decontamination mixture containing medium strength alkali, NaOH, trisodium citrate, a mucolytic agent and guanidine isothiocyanate in the range of about 0.5-2.0 M.

В еще одном из вариантов осуществления настоящее изобретение относится к такому, где ДНК на стадии (c) выделяют из обработанного клинического образца с применением модифицированного буфера для лизиса посредством включения ингредиентов, содержащих изотиоцианат гуанидина в диапазоне приблизительно 0,5-8М, Трис-Cl pH 7,6 в диапазоне приблизительно 20-100 мМ, N-лаурил саркозил в диапазоне приблизительно 0,5-2%, EDTA в диапазоне приблизительно 0,1-20 мМ, β-меркаптоэтанол в диапазоне приблизительно 1-25 мМ и NH4COOH в диапазоне приблизительно 0,3-1M, и очистки ДНК для улучшения выхода посредством полного осаждения органическими растворителями.In yet another embodiment, the present invention relates to such that the DNA in step (c) is isolated from the treated clinical sample using a modified lysis buffer by incorporating ingredients containing guanidine isothiocyanate in the range of about 0.5-8M, Tris-Cl pH 7.6 in the range of about 20-100 mM, N-lauryl sarcosyl in the range of about 0.5-2%, EDTA in the range of about 0.1-20 mM, β-mercaptoethanol in the range of about 1-25 mM and NH 4 COOH in the range of about 0.3-1M, and DNA purification for improving the yield by complete precipitation with organic solvents.

В другом варианте осуществления настоящее изобретение относится к приблизительно 4М изотиоцианату гуанидина, приблизительно 50 мМ Трис-Cl pH 7,6, приблизительно 1% N-лаурил саркозилу, приблизительно 1 мМ EDTA, приблизительно 10 мМ β-меркаптоэтанолу, приблизительно 0,7М NH4COOH.In another embodiment, the present invention relates to about 4M guanidine isothiocyanate, about 50 mM Tris-Cl pH 7.6, about 1% N-lauryl sarcosyl, about 1 mM EDTA, about 10 mM β-mercaptoethanol, about 0.7 M NH 4 COOH.

В еще одном из вариантов осуществления настоящее изобретение относится к органическим растворителям, где органические растворители выбирают из группы, включающей в себя смесь фенол/хлороформ и хлороформ.In yet another embodiment, the present invention relates to organic solvents, wherein the organic solvents are selected from the group consisting of phenol / chloroform and chloroform.

В еще одном из вариантов осуществления настоящее изобретение относится к увеличению выхода геномной ДНК в диапазоне приблизительно от 25 до 50%.In yet another embodiment, the present invention relates to increasing the yield of genomic DNA in the range of about 25% to about 50%.

В другом варианте осуществления настоящее изобретение относится к увеличению выхода геномной ДНК в диапазоне приблизительно от 30 до 40%.In another embodiment, the present invention relates to increasing the yield of genomic DNA in the range of about 30 to 40%.

В еще одном из вариантов осуществления настоящее изобретение относится к модифицированному буферу для лизиса, где модифицированный буфер для лизиса обеспечивает получение более чистой ДНК.In yet another embodiment, the present invention relates to a modified lysis buffer, wherein the modified lysis buffer provides cleaner DNA.

В другом варианте осуществления настоящее изобретение относится к обработке, где обработка модифицированным лизирующим буфером, содержащим 4M изотиоцианат гуанидина, инактивирует живые микобактерии, чтобы сделать способ безопаснее для исполнителя.In another embodiment, the present invention relates to a treatment where treatment with a modified lysis buffer containing 4M guanidine isothiocyanate inactivates live mycobacteria to make the method safer for the performer.

В еще одном из вариантов осуществления настоящее изобретение относится к достижению амплификации ДНК с высоким выходом на стадии (f) посредством модифицированных условий проведения циклов PCR с понижением температуры, где указанные условия предусматривают стадии с начальной высокой температурой отжига в диапазоне приблизительно 62-72°C с последующим понижением температуры в диапазоне приблизительно 0,2-1°C на цикл PCR для первых 10-25 циклов, являющихся стадией с понижением температуры, до оптимальной температуры отжига приблизительно 56-62°C для других 30 циклов PCR.In yet another embodiment, the present invention relates to the achievement of high-yield DNA amplification in step (f) by modified conditions for lowering PCR cycles, wherein said conditions comprise steps with an initial high annealing temperature in the range of about 62-72 ° C subsequent lowering the temperature in the range of about 0.2-1 ° C per PCR cycle for the first 10-25 cycles, which are the stage of lowering the temperature to the optimum annealing temperature of approximately 56-62 ° C for other 30 PCR cycles.

В еще одном из вариантов осуществления настоящее изобретение относится к достижению амплификации ДНК с высоким выходом посредством модифицированных условий проведения циклов PCR с понижением температуры, где указанные условия предусматривают стадии с начальной высокой температурой отжига приблизительно 70°C с последующим с понижением температуры приблизительно 0,8°C на цикл PCR для первых приблизительно 14 циклов до приблизительно 58°C для других 25 циклов PCR.In yet another embodiment, the present invention relates to the achievement of amplification of DNA in high yield through modified conditions for PCR cycles with lowering temperature, where these conditions include stages with an initial high annealing temperature of approximately 70 ° C followed by a decrease in temperature of approximately 0.8 ° C per PCR cycle for the first about 14 cycles to about 58 ° C for the other 25 PCR cycles.

В другом варианте осуществления настоящее изобретение относится к олигонуклеотидным праймерам, обеспечивающим амплификацию межгенной области из SEQ ID No:4 для детекции патогенных микобактерий в клинических образцах, выбранным из группыIn another embodiment, the present invention relates to oligonucleotide primers providing amplification of the intergenic region from SEQ ID No: 4 for the detection of pathogenic mycobacteria in clinical samples selected from the group

a. 5' TGGATCCGTTGACCATGAGGTGTAATG 3' (SEQ ID No:5), являющийся прямым праймером.a. 5 'TGGATCCGTTGACCATGAGGTGTAATG 3' (SEQ ID No: 5), which is a direct primer.

b. 5'GGAATTCCACTACGCACGGACTCTC 3' (SEQ ID No:6), являющийся обратным праймером.b. 5'GGAATTCCACTACGCACGGACTCTC 3 '(SEQ ID No: 6), which is a reverse primer.

В еще одном из вариантов осуществления настоящее изобретение относится к длине олигонуклеотидных праймеров, где длина олигонуклеотидных праймеров составляет между 5 и 100 основаниями.In yet another embodiment, the present invention relates to the length of oligonucleotide primers, where the length of the oligonucleotide primers is between 5 and 100 bases.

В другом варианте осуществления настоящее изобретение относится к диагностическому набору для детекции патогенных микобактерий в клинических образцах, содержащему праймеры, выбранные из группы, включающей в себя:In another embodiment, the present invention relates to a diagnostic kit for the detection of pathogenic mycobacteria in clinical samples, containing primers selected from the group including:

(a) 5' TGGATCCGTTGACCATGAGGTGTAATG 3' (SEQ ID No:5), являющийся прямым праймером, и(a) 5 'TGGATCCGTTGACCATGAGGTGTAATG 3' (SEQ ID No: 5), which is a direct primer, and

(b) 5' GGAATTCCACTACGCACGGACTCTC 3' (SEQ ID No:6), являющийся обратным праймером.(b) 5 'GGAATTCCACTACGCACGGACTCTC 3' (SEQ ID No: 6), which is a reverse primer.

В еще одном из вариантов осуществления настоящее изобретение относится к применению праймеров, обладающих последовательностями SEQ ID No:5 и SEQ ID No:6 для детекции патогенных микобактерий, где указанный способ предусматривает стадии:In yet another embodiment, the present invention relates to the use of primers having the sequences SEQ ID No: 5 and SEQ ID No: 6 for the detection of pathogenic mycobacteria, wherein said method comprises the steps of:

a. выделения геномной ДНК из обработанного клинического образца с применением модифицированного способа для увеличения выхода и качества ДНК,a. isolation of genomic DNA from the treated clinical sample using a modified method to increase the yield and quality of DNA,

b. конструирование последовательности из SEQ ID No:4 из ДНК, полученной на стадии (a) для специфической детекции патогенных микобактерий, где указанная сконструированная последовательность содержит выбранную межгенную область SEQ ID No:3, фланкирующую область, содержащую часть гена mmaA1, SEQ ID NO:1 и часть гена mmaA2, SEQ ID No:2, из ДНК, полученной на стадии (a),b. constructing a sequence from SEQ ID No: 4 from DNA obtained in stage (a) for specific detection of pathogenic mycobacteria, where the specified constructed sequence contains the selected intergenic region of SEQ ID No: 3, a flanking region containing a portion of the mmaA1 gene, SEQ ID NO: 1 and a portion of the mmaA2 gene, SEQ ID No: 2, from the DNA obtained in stage (a),

c. разработку способа амплификации PCR для специфической амплификации SEQ ID NO:4 со стадии (b), иc. development of a PCR amplification method for the specific amplification of SEQ ID NO: 4 from step (b), and

d. анализа амплифицированного продукта PCR посредством анализа полиморфизма длины рестрикционных фрагментов (RFLP) для дифференцировки видов патогенных микобактерий для быстрого определения совместной инфекции HIV.d. analysis of the amplified PCR product by analysis of restriction fragment length polymorphism (RFLP) to differentiate species of pathogenic mycobacteria to quickly identify co-infection with HIV.

В еще одном из вариантов осуществления настоящее изобретение относится к SEQ ID No:4, где сконструированная SEQ ID No:4 обладает следующей последовательностью 5'GAGGTGTAATGCCTTTCCGGACCCTAGGTGGCCTTTCGGTGCTTGCACGGAACGCACCGATGCTTCCCCCTCCCCGCATGCTCGAGGCATGCTATCCGATACAGGGCCGCCGCACTAAACCGCGATCGAATTTGCCCAGGTCAGGGAACGGATATGAGCGGACGAG 3'.In yet another embodiment, the present invention relates to SEQ ID No: 4, wherein the engineered SEQ ID No: 4 has the following sequence 5'GAGGTGTAATGCCTTTCCGGACCCTAGGTGGCCTTTCGGTGCTTGCACGGAACGCACCGATGCTTCCCCCTCCCCGCATGCTCGAGGCATGCTATCCGATACAGGGCCGCCGCACTAAACCGCGATCGAATTTGCCCAGGTCAGGGAACGGATATGAGCGGACGAG 3 '.

В еще одном из вариантов осуществления настоящее изобретение относится к применению, где клинический образец выбирают из мокроты, образцов промывания желудка, спинномозговой жидкости, крови, образцов биоптатов тканей или аспиратов костного мозга и других жидкостей организма или тканей.In yet another embodiment, the present invention relates to an application where a clinical sample is selected from sputum, gastric lavage samples, cerebrospinal fluid, blood, tissue biopsy samples or bone marrow aspirates, and other body fluids or tissues.

В другом варианте осуществления настоящее изобретение относится к очистке образца на стадии (a) от загрязнений (живых организмов, отличных от микобактерий, и слизи), которое проводят посредством обработки смесью для деконтаминации, содержащей щелочь средней силы, NaOH, тринатрийцитрат, муколитическое средство и изотиоцианат гуанидина в диапазоне приблизительно 0,4-2,5М с последующим концентрированием образца центрифугированием.In another embodiment, the present invention relates to the purification of a sample in step (a) from contaminants (living organisms other than mycobacteria and mucus), which is carried out by treatment with a decontamination mixture containing medium strength alkali, NaOH, trisodium citrate, a mucolytic agent and isothiocyanate guanidine in the range of about 0.4-2.5 M, followed by concentration of the sample by centrifugation.

Настоящее изобретение иллюстрируют следующими примерами, где следующие образцы даны для иллюстрации настоящего изобретения и их не следует истолковывать как ограничивающие объем настоящего изобретения.The present invention is illustrated by the following examples, where the following samples are given to illustrate the present invention and should not be construed as limiting the scope of the present invention.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

Пример 1: РеагентыExample 1: Reagents

Trizma (Трис-основание), N-ацетил-L-цистеин (NALC), бромид этидия, агароза, K2HPO4, KH2PO4, цитрат натрия, N-лаурил саркозил, EDTA, 2-меркаптоэтанол приобретены в Sigma Aldrich, USA.Trizma (Tris base), N-acetyl-L-cysteine (NALC), ethidium bromide, agarose, K 2 HPO 4 , KH 2 PO 4 , sodium citrate, N-lauryl sarcosyl, EDTA, 2-mercaptoethanol purchased from Sigma Aldrich , USA.

Термополимераза и dNTP приобретены в New England Biolabs, USA.Thermopolymerase and dNTP are purchased from New England Biolabs, USA.

Пластиковые изделия приобретены в Axygen USA и Corning-Costar USA.Plastic products purchased from Axygen USA and Corning-Costar USA.

Пример 2: Сбор и обработка клинических образцовExample 2: Collection and processing of clinical samples

Клинические образцы 142 мокрот и одной спинномозговой жидкости от пациентов отбирали в стерильные флаконы для образцов в Ramakrishna Mission Free Tuberculosis Clinic Karol Bagh, New Delhi, India. Образцы обрабатывали немедленно каждый раз, когда это было возможно, или хранили при 4°C в течение ночи перед обработкой.Clinical samples of 142 sputum and one cerebrospinal fluid from patients were collected in sterile sample vials at Ramakrishna Mission Free Tuberculosis Clinic Karol Bagh, New Delhi, India. Samples were processed immediately whenever possible, or stored at 4 ° C overnight before treatment.

МокротаSputum

Образцы мокроты обрабатывали способом с NALC-NaOH. Приблизительно по 1-3 мл мокроты переносили в 15 мл центрифужные пробирки с завинчивающейся крышкой (Corning Costar Corp USA). К каждому образцу добавляли 1-3 мл обрабатывающего буфера для деконтаминации, бережно перемешивали и оставляли стоять 15 минут при комнатной температуре. Образцы растворяли в 3 объемах 0,67М фосфатного буфера pH 6,8 и центрифугировали при 3500 g 15 мин в роторе с качающимися стаканами (Remi cetrifuge India). Осадки ресуспендировали в 300 мкл стерильной дистиллированной воды. Одну треть из обработанных образцов применяли для культивирования, если требовалось, а другие две трети - для PCR. Часть, отложенную для PCR, инактивировали и лизировали добавлением в пробирки 0,5 мл буфера для лизиса и нагреванием при 85°C в течение 20 мин.Sputum samples were treated with a NALC-NaOH method. Approximately 1-3 ml of sputum was transferred into 15 ml screw cap centrifuge tubes (Corning Costar Corp USA). 1-3 ml of decontamination buffer was added to each sample, mixed gently and allowed to stand for 15 minutes at room temperature. Samples were dissolved in 3 volumes of 0.67 M pH 6.8 phosphate buffer and centrifuged at 3500 g for 15 min in a rotor with shaking cups (Remicetrifuge India). Precipitation was resuspended in 300 μl of sterile distilled water. One third of the treated samples were used for cultivation, if required, and the other two thirds for PCR. The portion set aside for PCR was inactivated and lysed by adding 0.5 ml of lysis buffer to the tubes and heating at 85 ° C for 20 minutes.

Спинномозговая жидкостьCerebrospinal fluid

Спинномозговую жидкость (CSF) считают в основном стерильной и не нуждающейся в обработке и деконтаминации. По 1-2 мл спинномозговой жидкости (CSF) переносили в микроцентрифужную пробирку (MCT) и центрифугировали при 12000 g в течение 3 минут в микроцентрифуге (Eppendorf, A.G Germany). Осадок промывали 0,067М фосфатным буфером pH 7,0 и ресуспендировали в 300 мкл стерильной дистиллированной воды. Без обработки применяли для PCR.Cerebrospinal fluid (CSF) is considered mainly sterile and does not require processing and decontamination. 1-2 ml of cerebrospinal fluid (CSF) was transferred to a microcentrifuge tube (MCT) and centrifuged at 12000 g for 3 minutes in a microcentrifuge (Eppendorf, A.G Germany). The precipitate was washed with 0.067M pH 7.0 phosphate buffer and resuspended in 300 μl of sterile distilled water. No treatment was used for PCR.

Пример 3: Получение мазкаExample 3: Getting a smear

Кислотоустойчивое окрашивание проводили с применением красителя основного фуксина по способу окрашивания Zeihl-Neelsen. Из слизистой части мокроты небольшую часть размазывали по области 1×2 см. Мазок недолго фиксировали нагреванием, погружали в краситель основной фуксин и недолго нагревали над горелкой Бунзена. Окраску убирали кислым спиртом, 3% серной кислотой в 95% этаноле. Стекла промывали дистиллированной водой и проводили обращенную окраску метиленовым синим (0,3% хлорид метиленового синего) 1-2 минуты. Ополаскивали водой и сушили на воздухе. Стекла исследовали под маслом иммерсионным объективом при 400x на бинокулярном микроскопе (Zeiss, Germany). Мазки оценивали по рекомендациям WHO.Acid-resistant staining was carried out using a basic fuchsin dye according to the Zeihl-Neelsen staining method. From the mucous part of sputum, a small part was smeared over an area of 1 × 2 cm. The smear was fixed for a short time by heating, immersed in the main fuchsin dye, and was briefly heated over a Bunsen burner. Staining was removed with acidic alcohol, 3% sulfuric acid in 95% ethanol. The glasses were washed with distilled water and reversed staining with methylene blue (0.3% methylene blue chloride) for 1-2 minutes. Rinsed with water and dried in air. Glasses were examined under oil with an immersion lens at 400x using a binocular microscope (Zeiss, Germany). Smears were evaluated according to WHO recommendations.

Пример 4: Выделение ДНК из обработанных клинических образцов с применением модифицированного буфера для лизисаExample 4: Isolation of DNA from Treated Clinical Samples Using Modified Lysis Buffer

Порцию (200 мкл) обработанного и деконтаминированного образца переносили в микроцентрифужную пробирку. Туда добавляли 500 мкл модифицированного буфера для лизиса, содержащего 4M изотиоцианат гуанидина, 50 мМ Трис-Cl (pH 8,0), 1% N-лаурил саркозил, 1 мМ EDTA, 10 мМ 2-меркаптоэтанола и 0,2М NaCl и перемешивали переворачиванием. Пробирки инкубировали при 85°C с периодическим перемешиванием в течение 20 мин для лизиса клеток. К лизату добавляли 200 мкл 2,5М ацетата аммония pH 7,6, перемешивая переворачиванием. Смесь центрифугировали при 12000 g в течение 5 минут. Супернатант один раз экстрагировали фенолом и хлороформом. ДНК осаждали 0,8 объема изопропилового спирта. Осадок тщательно промывали 70% этиловым спиртом, недолго высушивали на воздухе и растворяли в 30 мкл буфера TE (10 мМ Трис-Cl pH 8,3 и 0,01 мМ EDTA pH 8,0), 2 мкл из этого применяли для амплификации PCR.A portion (200 μl) of the treated and decontaminated sample was transferred to a microcentrifuge tube. There was added 500 μl of a modified lysis buffer containing 4M guanidine isothiocyanate, 50 mM Tris-Cl (pH 8.0), 1% N-lauryl sarcosyl, 1 mM EDTA, 10 mM 2-mercaptoethanol and 0.2 M NaCl and mixed by inversion . Tubes were incubated at 85 ° C with periodic stirring for 20 min to cell lysis. 200 μl of 2.5M ammonium acetate pH 7.6 was added to the lysate, stirring by inversion. The mixture was centrifuged at 12000 g for 5 minutes. The supernatant was extracted once with phenol and chloroform. DNA was precipitated with 0.8 volumes of isopropyl alcohol. The pellet was thoroughly washed with 70% ethanol, briefly dried in air and dissolved in 30 μl of TE buffer (10 mM Tris-Cl pH 8.3 and 0.01 mM EDTA pH 8.0), 2 μl of this was used for PCR amplification.

Пример 5: Дизайн праймеровExample 5: Design primers

Пару олигонуклеотидных праймеров для амплификации части жизненно важного гена патогенной микобактерии конструировали с применением программного обеспечения Primer select (программное обеспечение DNASTAR от LASERGENE INC). Гены синтазы метилмиколовой кислоты представляют собой кластер из четырех генов, mmaA1-mmaA4. Данные гены вовлечены в синтез и модификацию миколовых кислот, и сообщают, что они присутствуют только в патогенных микобактериях. 11 п.о. прямого праймера лежат в межгенной области между генами mmaA1 и mmaA2, в то время как обратный праймер локализован в гене 1 метилмиколовой синтазы (mmaA1). Данные праймеры проверяли на специфичность для микобактерий с применением программного обеспечения GENOME CALCULATOR, разработанного биоинформатическим подразделением данного центра. Прямой олигонуклеотидный праймер, SEQ ID No:5, обладает длиной 27 п.о. Обратный олигонуклеотидный праймер, SEQ ID No:6, обладает длиной 25 пар оснований. Прямой праймер локализован от 1 до 9 основания в гене mmaA2, 11 п.о. данного олигонуклеотидного праймера лежат в спейсерной области 167 п.о. между генами mmaA2 и mmaA1.A pair of oligonucleotide primers for amplification of a part of the vital gene of pathogenic mycobacteria was constructed using Primer select software (DNASTAR software from LASERGENE INC). Genes for methyl mycolic acid synthase are a cluster of four genes, mmaA1-mmaA4. These genes are involved in the synthesis and modification of mycolic acids, and report that they are present only in pathogenic mycobacteria. 11 bp the forward primer lies in the intergenic region between the mmaA1 and mmaA2 genes, while the reverse primer is localized in methylmicol synthase gene 1 (mmaA1). These primers were tested for specificity for mycobacteria using the GENOME CALCULATOR software developed by the bioinformatics division of this center. Direct oligonucleotide primer, SEQ ID No: 5, has a length of 27 p. The reverse oligonucleotide primer, SEQ ID No: 6, has a length of 25 base pairs. The forward primer is localized from 1 to 9 bases in the mmaA2 gene, 11 bp of this oligonucleotide primer lie in the spacer region of 167 bp between the mmaA2 and mmaA1 genes.

Обратный праймер D, SEQ ID No:2 локализован от 688 до 705 основания в гене mmaA1 (фиг.1 и 2). Последовательность праймера обладает семью выступающими парами оснований на 5'-конце, содержащими участок для рестрикционной эндонуклеазы BamHI. Олигонуклеотидный праймер D также обладает семью выступающими парами оснований на 5'-конце, содержащими участок для EcoRI. С данными праймерами специфически амплифицируют участок размером 373 пары оснований, названный AD, из жизненно важного гена патогенной микобактерии.Reverse primer D, SEQ ID No: 2, is located from 688 to 705 bases in the mmaA1 gene (FIGS. 1 and 2). The primer sequence has seven protruding base pairs at the 5'-end containing the site for the restriction endonuclease Bam HI. The oligonucleotide primer D also has seven protruding base pairs at the 5'-end containing the site for Eco RI. With these primers, a 373 base pair site, called AD, is specifically amplified from the vital gene for pathogenic mycobacteria.

Прямой праймер SEQ ID No:5Direct primer SEQ ID No: 5

5' TGGATCCGTTGACCATGAGGTGTAATG 3'5 'TGGATCCGTTGACCATGAGGTGTAATG 3'

Обратный праймер SEQ ID No:6Reverse Primer SEQ ID No: 6

5' GGAATTCCACTACGCACGGACTCTC 3'5 'GGAATTCCACTACGCACGGACTCTC 3'

Пример 6: Амплификация PCR AD из ДНК, выделенной из клинических образцовExample 6: Amplification of PCR AD from DNA isolated from clinical samples

Реакцию PCR проводили в реакционном объеме 20 мкл, содержащем 2,0 мкл ДНК из описанного выше выделения, 50 мМ KCI, 10 мМ Трис-Cl pH 8,3, 1,5 мМ MgCl2, 10 пмоль каждого олигонуклеотидного праймера и 1 единицу термополимеразы. Реакции проводили в двух повторностях, во втором случае использовали 2,0 мкл 10-кратного разведения описанной выше ДНК.The PCR reaction was carried out in a reaction volume of 20 μl containing 2.0 μl of DNA from the above isolation, 50 mM KCI, 10 mM Tris-Cl pH 8.3, 1.5 mM MgCl 2 , 10 pmol of each oligonucleotide primer and 1 unit of thermopolymerase . The reactions were carried out in duplicate; in the second case, 2.0 μl of a 10-fold dilution of the DNA described above was used.

Несколько различных условий проведения циклов для получения чистого продукта PCR без неспецифической амплификации. Сначала обычные условия проведения циклов, предусматривающие одну начальную денатурацию при 95°C в течение 3 мин, с последующими 30 циклами из одной денатурации при 94°C в течение 45 сек, одного отжига праймеров при 60°C в течение 45 сек и одной достройки при 72°C в течение 1 минуты. За этим следовала конечная достройка при 72°C в течение 5 минут. Это хорошо работало с очищенной ДНК, но приводило к неспецифической амплификации с ДНК, выделенной из клинических образцов. Чтобы преодолеть это, был принят новый метод полимеразной цепной реакции.Several different cycle conditions to obtain a pure PCR product without non-specific amplification. First, the usual conditions of the cycles, involving one initial denaturation at 95 ° C for 3 minutes, followed by 30 cycles of one denaturation at 94 ° C for 45 seconds, one annealing of the primers at 60 ° C for 45 seconds and one completion at 72 ° C for 1 minute. This was followed by final completion at 72 ° C for 5 minutes. This worked well with purified DNA, but led to non-specific amplification with DNA isolated from clinical samples. To overcome this, a new method of polymerase chain reaction was adopted.

PCR с понижением температурыPCR with decreasing temperature

Способ PCR с понижением температуры представляет собой эффективный способ для устранения неспецифической амплификации и таким образом улучшает выход и эффективность реакции PCR. В PCR с понижением температуры температура отжига олигонуклеотидного праймера немного превышает расчетную (температуру плавления) Tm, и Tm отжига уменьшают в каждом цикле, пока не достигают желаемой температуры отжига. Данная мера не позволяет образования неспецифического продукта на начальных циклах и помогает улучшить специфическую амплификацию, так же как во много раз улучшает эффективность реакции PCR.The temperature-lowering PCR method is an effective way to eliminate non-specific amplification and thus improves the yield and efficiency of the PCR reaction. In PCR with decreasing temperature, the annealing temperature of the oligonucleotide primer is slightly higher than the calculated (melting temperature) Tm, and the annealing Tm is reduced in each cycle until the desired annealing temperature is reached. This measure prevents the formation of a nonspecific product in the initial cycles and helps to improve specific amplification, as well as many times improves the efficiency of the PCR reaction.

Условия проведения циклов PCR с понижением температурыPCR Cycle Conditions with Temperature Reduction

В данной программе после одной начальной денатурации при 95°C в течение 3 мин следовали 14 циклов с понижением температуры с одной денатурацией при 94°C в течение 45 сек, одним отжигом, начинающимся при 70°C в течение 45 сек с понижением на 0,8°C в каждом цикле, одной достройкой при 72°C в течение 1 минуты. За понижением температуры следовали 25 циклов с одной денатурацией при 94°C в течение 45 сек, одним отжигом при 58°C в течение 45 сек и одной достройкой при 72°C в течение 1 минуты.In this program, after one initial denaturation at 95 ° C for 3 min, 14 cycles with a decrease in temperature followed by one denaturation at 94 ° C for 45 sec, with one annealing starting at 70 ° C for 45 sec with a decrease of 0, 8 ° C in each cycle, one completion at 72 ° C for 1 minute. The temperature decrease was followed by 25 cycles with one denaturation at 94 ° C for 45 sec, one annealing at 58 ° C for 45 sec, and one completion at 72 ° C for 1 minute.

Пример 7: Детекция амплифицированных продуктов PCRExample 7: Detection of amplified PCR products

Амплифицированные продукты PCR анализировали электрофорезом в агарозном геле. Реакционную смесь после PCR смешивали с 1,0 мкл 6x буфера для нанесения на гель, и полную реакционную смесь наносили на 1,8% агарозный гель. Приготовление гелей и прогон в них проводили в 1x TAE буфере (0,04М Трис-ацетат и 0,001М EDTA). После электрофореза гель окрашивали в окрашивающем растворе, содержащем 0,5 мкг/мл бромида этидия. Гель фотографировали и документировали с применением системы для документации Eagle eye (Stratagene).Amplified PCR products were analyzed by agarose gel electrophoresis. The reaction mixture after PCR was mixed with 1.0 μl of 6x gel buffer, and the complete reaction mixture was loaded onto a 1.8% agarose gel. Gels were prepared and run in them in 1x TAE buffer (0.04 M Tris-acetate and 0.001 M EDTA). After electrophoresis, the gel was stained in a staining solution containing 0.5 μg / ml ethidium bromide. The gel was photographed and documented using the Eagle eye documentation system (Stratagene).

Преимущества настоящего изобретенияAdvantages of the Present Invention

Доступно несколько способов основанной на PCR детекции микобактерий в клинических образцах, как описано выше. Однако каждый способ обладает собственными недостатками, и ни один из них не является полным. Основные недостатки имеют место при выделении ДНК из клинических образцов. Клинические образцы, поставляемые в лабораторию для детекции, содержат некоторые примеси, очищаемые совместно с ДНК посредством большинства из описанных способов и мешающие дальнейшим стадиям детекции. Способ авторов настоящего изобретения для выделения ДНК устраняет данное выделение и предоставляет чистую ДНК для PCR. Другим преимуществом данного способа является выбор олигонуклеотидных праймеров для специфической амплификации фрагмента ДНК-мишени, специфической для патогенных микобактерий. Сконструирован набор праймеров, в котором один из праймеров лежит в межгенной области между жизненно важными генами микобактерий, в то время как другой локализован в жизненно важном гене. Таким образом, данная пара праймеров является крайне уникальной для патогенных микобактерий и обеспечивает специфическую амплификацию участка ДНК из патогенных микобактерий, а не из других микобактерий, как сообщали для многих доступных праймеров. Другим преимуществом данного способа является то, что он не предусматривает дорогих реагентов для амплификации PCR последовательности-мишени в строгих условиях для достижения специфической амплификации, что увеличивает стоимость теста. Вместо этого по данному способу применяют уникальные условия проведения циклов для достижения специфической амплификации ДНК-мишени. Таким образом, стоимость теста уменьшена приблизительно на 10-20%. Другое преимущество данного способа обусловлено уникальной структурой амплифицированной ДНК, которая содержит межгенную область, и ее фланкирующая область попадает на два жизненно важных гена микобактерий, что делает ее идеальной мишенью для идентификации различных штаммов патогенных микобактерий, на основании полиморфизма длины рестрикционных фрагментов (RFLP). Другим преимуществом данного способа является то, что данный способ предусматривает стадию в начале теста, на которой инактивируют патогенные микобактерии в клинических образцах, что делает способ безопасным для пользователя.Several methods for PCR-based detection of mycobacteria in clinical samples are available, as described above. However, each method has its own disadvantages, and none of them is complete. The main disadvantages are in the extraction of DNA from clinical samples. Clinical samples delivered to the laboratory for detection contain some impurities that are purified together with DNA using most of the methods described and interfering with the further stages of detection. The inventors' method for DNA isolation eliminates this isolation and provides pure DNA for PCR. Another advantage of this method is the choice of oligonucleotide primers for specific amplification of the target DNA fragment specific for pathogenic mycobacteria. A set of primers was designed in which one of the primers lies in the intergenic region between the vital genes of mycobacteria, while the other is localized in the vital gene. Thus, this pair of primers is extremely unique for pathogenic mycobacteria and provides specific amplification of a DNA region from pathogenic mycobacteria, and not from other mycobacteria, as reported for many available primers. Another advantage of this method is that it does not provide expensive reagents for amplification of the PCR of the target sequence under stringent conditions to achieve specific amplification, which increases the cost of the test. Instead, this method uses unique looping conditions to achieve specific amplification of the target DNA. Thus, the cost of the test is reduced by approximately 10-20%. Another advantage of this method is due to the unique structure of amplified DNA, which contains the intergenic region, and its flanking region falls on two vital mycobacterial genes, which makes it an ideal target for identifying various strains of pathogenic mycobacteria, based on restriction fragment length polymorphism (RFLP). Another advantage of this method is that this method provides a stage at the beginning of the test, in which pathogenic mycobacteria in clinical samples are inactivated, which makes the method safe for the user.

Ниже предоставлена информация по списку последовательностей SEQ ID No:1, 2, 3, 4, 5, 6.The following is information on the list of sequences of SEQ ID No: 1, 2, 3, 4, 5, 6.

СПИСОК ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙLIST OF SEQUENCES

ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯGENERAL INFORMATION

ЗАЯВИТЕЛЬ: CSIRAPPLICANT: CSIR

НАЗВАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ: способ детекции патогенных микобактерий в клинических образцахTITLE OF THE INVENTION: Method for the Detection of Pathogenic Mycobacteria in Clinical Samples

КОЛИЧЕСТВО ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ: 06NUMBER OF SEQUENCES: 06

АДРЕС ДЛЯ КОРРЕСПОНДЕНЦИИ: Institute of Genomics and integrative Biology (Formerly Centre for Biochemical Technology), Mall Road, Delhi-110007, India, Tel.00-91-11-7666158. Fax. 00-91-7667471CORRESPONDENCE ADDRESS: Institute of Genomics and integrative Biology (Formerly Center for Biochemical Technology), Mall Road, Delhi-110007, India, Tel. 00-91-11-7666158. Fax 00-91-7667471

ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ID No:1INFORMATION FOR SEQUENCE ID No: 1

1. Характеристики последовательности:1. Characteristics of the sequence:

1. Длина: 861 п.о.1. Length: 861 bp

2. Тип: ДНК2. Type: DNA

Figure 00000001
Figure 00000001

3. Организм: М. tuberculosis3. Organism: M. tuberculosis

4. Источник: природная последовательность4. Source: natural sequence

5. Название/обозначение: mmaA15. Name / Designation: mmaA1

6. Последовательность ID No:16. Sequence ID No: 1

ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ID No:2SEQUENCE INFORMATION ID No: 2

1. Характеристики последовательности:1. Characteristics of the sequence:

1. Длина: 864 п.о.1. Length: 864 bp

2. Тип: ДНК2. Type: DNA

Figure 00000002
Figure 00000002

3. Организм: M.tuberculosis3. Organism: M.tuberculosis

4. Источник: природная последовательность4. Source: natural sequence

5. Название/Обозначение: mmaA25. Name / Designation: mmaA2

6. Последовательность ID No:26. Sequence ID No: 2

ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ID No:3SEQUENCE INFORMATION ID No: 3

1. Характеристики последовательности:1. Characteristics of the sequence:

1. Длина: 166 п.о.1. Length: 166 bp

2. Тип: ДНК2. Type: DNA

Figure 00000002
Figure 00000002

3. Организм: M.tuberculosis3. Organism: M.tuberculosis

4. Источник: природная последовательность4. Source: natural sequence

5. Название/Обозначение: межгенная область между mmaA1 и mmaA25. Name / Designation: intergenic region between mmaA1 and mmaA2

6. Последовательность ID No:36. Sequence ID No: 3

ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ID No:4SEQUENCE INFORMATION ID No: 4

1. Характеристики последовательности:1. Characteristics of the sequence:

2. Длина: 363 п.о.2. Length: 363 bp

3. Тип: ДНК3. Type: DNA

Figure 00000003
Figure 00000003

3. Организм: М.tuberculosis3. Organism: M. tuberculosis

4. Источник: природная последовательность и искусственная последовательность4. Source: natural sequence and artificial sequence

5. Название/Обозначение: область между прямым праймером (SEQ ID:5) и обратным праймером (SEQ ID No:6)5. Name / Designation: the area between the forward primer (SEQ ID: 5) and the reverse primer (SEQ ID No: 6)

Последовательность ID No:4Sequence ID No: 4

ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ID No:5SEQUENCE INFORMATION ID No: 5

1. Характеристики последовательности:1. Characteristics of the sequence:

1. Длина: 27 п.о.1. Length: 27 bp

2. Тип: ДНК2. Type: DNA

5'TGGATCCGTTGACCATGAGGTGTAATG 3'5'TGGATCCGTTGACCATGAGGTGTAATG 3 '

3. Организм: искусственная последовательность3. Organism: artificial sequence

4. Источник: синтетический олигонуклеотид4. Source: synthetic oligonucleotide

5. Название/Обозначение: прямой праймер5. Name / Designation: direct primer

6. Последовательность ID No:56. Sequence ID No: 5

ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ID No:6SEQUENCE INFORMATION ID No: 6

1. Характеристики последовательности:1. Characteristics of the sequence:

1. Длина: 25 п.о.1. Length: 25 bp

2. Тип: ДНК2. Type: DNA

5'GGAATTCCACTACGCACGGACTCTC 3'5'GGAATTCCACTACGCACGGACTCTC 3 '

3. Организм: искусственная последовательность3. Organism: artificial sequence

4. Источник: синтетический олигонуклеотид4. Source: synthetic oligonucleotide

5. Название/Обозначение: обратный праймер5. Name / Designation: reverse primer

6. Последовательность ID No:66. Sequence ID No: 6

Список литературных источниковList of literary sources

Bafica A, Scanga CA, Schito ML, Hieny S, Sher A. 2003 J Immunol Aug 1; 171(3): 1123-7.Bafica A, Scanga CA, Schito ML, Hieny S, Sher A. 2003 J Immunol Aug 1; 171 (3): 1123-7.

Bennedsen., J, Thomson, V.O, Pfyffer, G. E, Funke, J, Feldman, K, Beneke, A, Jenkins, P.A, Heginbothom, M., Fahr, A., Hengstler, M., Cleator, G., Clapper, P and Wilkins, E. G. I. 1996. J. Clin Microbiol. 34: 1407-1411.Bennedsen., J, Thomson, VO, Pfyffer, G. E, Funke, J, Feldman, K, Beneke, A, Jenkins, PA, Heginbothom, M., Fahr, A., Hengstler, M., Cleator, G. , Clapper, P and Wilkins, EGI 1996. J. Clin Microbiol. 34: 1407-1411.

Boom, R. С J. A.Sol, M. M. Salimans, C. L. Jansen, P. M. E. Wertheim-Van Dillen, and J.Van der Noorda. 1990. J. Clin. Microbiol. 28: 495-503.Boom, R. C. J. A. Sol, M. M. Salimans, C. L. Jansen, P. M. E. Wertheim-Van Dillen, and J. Van der Noorda. 1990. J. Clin. Microbiol. 28: 495-503.

Brisson-Noel, A., C. Aznar, C.Chureau, S. Nguyen, C. Pierre, M. Bartoli, R. Bonte, G. Pialoux. B. Gicquel, and G. Garrigue. 1991. Lancet 338: 364-366.Brisson-Noel, A., C. Aznar, C. Bureau, S. Nguyen, C. Pierre, M. Bartoli, R. Bonte, G. Pialoux. B. Gicquel, and G. Garrigue. 1991. Lancet 338: 364-366.

Clarridge et al. Journal of Clinical Microbiology 31:2049-2056, 1993.Clarridge et al. Journal of Clinical Microbiology 31: 2049-2056, 1993.

Daniel, Т. M., and S.M. Debanne, 1987. Am. Rev. Res. Dis. 135: 1137-1151.Daniel, T. M., and SM Debanne, 1987. Am. Rev. Res. Dis. 135: 1137-1151.

Eisenach. K.D., M.D. Cave, J, H. Bates and J. T. Crawford. 1990 J. Infect. Dis. 161: 997-981.Eisenach. KD, MD Cave, J, H. Bates and JT Crawford. 1990 J. Infect. Dis. 161: 997-981.

Hermans, P.W.M, A.R.J. Suchitema, D.V. Soolingen. C. P. H. J. Verstyner, E. M. Bik, J. E. R. Thole, A. H. J. Kolk, and J. D. A. V. Embden. 1990. J. Clin. Microbiol. 28: 1204-1213.Hermans, PWM, ARJ Suchitema, DV Soolingen. CPHJ Verstyner, EM Bik, JER Thole, AHJ Kolk, and JDAV Embden. 1990. J. Clin. Microbiol. 28: 1204-1213.

Kadival. G. V., T. B. M. S. Mazarelo and S. D. Chaparas 1986. J. Clin. Microbiol. 23: 901-904.Kadival. GV, TBMS Mazarelo and SD Chaparas 1986. J. Clin. Microbiol. 23: 901-904.

Kolk A. H. J., A. R. J. Suchitema, S. Kuijper, J. Van Leewen, P. M. W. Hermans, J. D. A. Van Embden, and R. A. Hartskreel. 1992. J. Clin. Microbiol. 30: 2567-2575.Kolk AHJ, ARJ Suchitema, S. Kuijper, J. Van Leewen, PMW Hermans, JDA Van Embden, and RA Hartskreel. 1992. J. Clin. Microbiol. 30: 2567-2575.

Kent et al, J. Clin. Microbiol. 33: 2290-2293, 1995.Kent et al, J. Clin. Microbiol. 33: 2290-2293, 1995.

Kolk et al, J. Clin. Microbiol. 30: 2567-2575, 1992.Kolk et al, J. Clin. Microbiol. 30: 2567-2575, 1992.

Kox at al, J. Clin. Microbiol. 32: 672-678, 1994.Kox at al, J. Clin. Microbiol. 32: 672-678, 1994.

Lee et al, J. Neurological Sciences 123: 173-179, 1994.Lee et al, J. Neurological Sciences 123: 173-179, 1994.

Noordhoek, G T., A. H. Т. Kaan, S. Mulder, H. Wilke, and A. H. J. Kolk. 1995. J. Clin. Pathol: 48: 810-814.Noordhoek, G T., AH T. Kaan, S. Mulder, H. Wilke, and AHJ Kolk. 1995. J. Clin. Pathol : 48: 810-814.

Saiki, R. K., D. H. Gelfand, S Stoffel, S. J. Scharf, R. Higuichi, G.T. Horn, K.B. Mullis and H.A. Erlich, 1988. Science. 239: 487-491.Saiki, RK, DH Gelfand, S Stoffel, SJ Scharf, R. Higuichi, GT Horn, KB Mullis and HA Erlich, 1988. Science. 239: 487-491.

Schirm., J., Oosendrop, L.A.B, and Milder, J.G. 1995. J. Clin. Microbiol. 33: 3221-3224.Schirm., J., Oosendrop, LAB, and Milder, JG 1995. J. Clin. Microbiol. 33: 3221-3224.

Thierry. D., A. Brisson-Noel, V. Levy-Frebault, S. Nguyen, J.Guedson, and B. Gicquel 199).Thierry. D., A. Brisson-Noel, V. Levy-Frebault, S. Nguyen, J. Guedson, and B. Gicquel 199).

Thierry, D., Cave, M. D, Crawford, J. T, Bates, J. S, Gicquel, B. and Geusdon, J. L. 1989. Nuc. Acid. Res. 18: 188.Thierry, D., Cave, M. D, Crawford, J. T, Bates, J. S, Gicquel, B. and Geusdon, JL 1989. Nuc. Acid Res. 18: 188.

Yenez, M. A., M. P. Coppola, D. A. Russo, E. Delaha, S.D. Chaparas, and H. Yeager Jr. 1986. J. Clin. Microbiol. 23: 822-825.Yenez, MA, MP Coppola, DA Russo, E. Delaha, SD Chaparas, and H. Yeager Jr. 1986. J. Clin. Microbiol. 23: 822-825.

Yuen, L.K W., Ross, B.C., Jackson, K. M. and Dwyer, B. 1993. J. Clin. Microbiol. 31: 1615-1618.Yuen, LK W., Ross, BC, Jackson, KM and Dwyer, B. 1993. J. Clin. Microbiol. 31: 1615-1618.

Zambardi et al, Annales de Biologie Clinique 50: 893-897, 1993.Zambardi et al, Annales de Biologie Clinique 50: 893-897, 1993.

Claims (15)

1. Способ детекции патогенных микобактерий в клиническом образце, где указанный способ включает стадии:1. A method for detecting pathogenic mycobacteria in a clinical sample, wherein said method comprises the steps of: а. очистки клинического образца от загрязнений, включая слизь, общепринятыми способами, для получения обработанного клинического образца,but. purification of the clinical sample from contaminants, including mucus, by conventional methods, to obtain a processed clinical sample, b. обработки очищенных клинических образцов, полученных на стадии (а), лизирующим буфером для инактивации живых патогенных микобактерий,b. processing the purified clinical samples obtained in stage (a) with a lysis buffer to inactivate live pathogenic mycobacteria, с. выделения геномной ДНК из клинического образца со стадии (b),from. isolation of genomic DNA from a clinical sample from stage (b), d. амплификации выделенной ДНК с помощью полимеразной цепной реакции (PCR) с применением олигопраймеров с нуклеотидными последовательностями, представленными в SEQ ID No: 5 и 6, с получением продукта PCR с нуклеотидной последовательностью, представленной в SEQ ID No:4,d. amplification of the isolated DNA using polymerase chain reaction (PCR) using oligoprimers with the nucleotide sequences shown in SEQ ID No: 5 and 6, to obtain a PCR product with the nucleotide sequence shown in SEQ ID No: 4, е. дальнейшей амплификации с помощью PCR продукта с нуклеотидной последовательностью, представленной в SEQ ID No:4, и получения амплифицированного продукта PCR,e. further amplification by PCR of the product with the nucleotide sequence shown in SEQ ID No: 4 and obtain an amplified PCR product, f. анализа амплифицированного продукта PCR со стадии (е) способом, выбранным из электрофореза в геле, полиморфизма длины рестрикционных фрагментов (RFLP) для детекции присутствия патогенных микобактерий в образце.f. analysis of the amplified PCR product from step (e) by a method selected from gel electrophoresis, restriction fragment length polymorphism (RFLP) to detect the presence of pathogenic mycobacteria in the sample. 2. Способ по п.1, где продукт PCR с нуклеотидной последовательностью, представленной в SEQ ID No:4, имеет следующую последовательность нуклеотидов:2. The method according to claim 1, where the PCR product with the nucleotide sequence shown in SEQ ID No: 4, has the following nucleotide sequence: 5'TGGATCCGTTGACCATGAGGTGTAATGCCTTTCCGGACCCTAGGT5'TGGATCCGTTGACCATGAGGTGTAATGCCTTTCCGGACCCTAGGT GGCCTTTCGGTGCTTGCACGGAACGCACCGATGCTTCCCCCTCCCCGGCCTTTCGGTGCTTGCACGGAACGCACCGATGCTTCCCCCTCCCC GCATGCTCGAGGCATGCTATCCGATACAGGGCCGCCGCACTAAACGCATGCTCGAGGCATGCTATCCGATACAGGGCCGCCGCACTAAAC CGCGATCGAATTTGCCCAGGTCAGGGAACGGATATGAGCGGACGACGCGATCGAATTTGCCCAGGTCAGGGAACGGATATGAGCGGACGA GCTACTTGGTCATGGTGAACTGGGCGACGTTGATTAGGCCTCTGCGGCTACTTGGTCATGGTGAACTGGGCCACGTTGATTAGGCCTCTGCG GAAGCGCTCCGCGCATCCGGTCAGATAGTGCATGAAGTTGTTGTAGAAGCGCTCCGCGCATCCGGTCAGATAGTGCATGAAGTTGTTGTA GACCTCTTCGGACTGTACGGCGATGGCGCGTTCGCGGGCAGCCTGTGACCTCTTCGGACTGTACGGCGATGGCGCGTTCGCGGGCCCCCCTGT AGGTTGGCGGCCATGCATCGAGAGTCCGTGCGTAGTGGGAATTC-3'AGGTTGGCGGCCATGCATCGAGAGTCCGTGCGTAGTGGGAATTC-3 ' 3. Способ по п.1, где клинический образец выбирают из мокроты, спинномозговой жидкости, образца промывания желудка, крови, образцов биоптата тканей или аспиратов костного мозга и других жидкостей или тканей организма.3. The method according to claim 1, where the clinical sample is selected from sputum, cerebrospinal fluid, a sample of gastric lavage, blood, tissue biopsy samples or bone marrow aspirates and other body fluids or tissues. 4. Способ по п.1, где очистку образца на стадии (а) от загрязнений (живых организмов, отличных от микобактерий, и слизи) проводят раствором для деконтаминации с последующим концентрированием образца центрифугированием.4. The method according to claim 1, where the sample at stage (a) is cleaned of contaminants (living organisms other than mycobacteria and mucus) using a decontamination solution, followed by concentration of the sample by centrifugation. 5. Способ по п.4, где раствор для деконтаминации содержит изотиоцианат гуанидина в диапазоне приблизительно 0,5-2,0М помимо щелочи средней силы и муколитического средства.5. The method according to claim 4, where the solution for decontamination contains guanidine isothiocyanate in the range of about 0.5-2.0 M in addition to medium strength alkali and a mucolytic agent. 6. Способ по п.1, где лизирующий буфер содержит изотиоцианат гуанидина в диапазоне приблизительно 0,5-8,0М, Трис-Cl рН 7,6 в диапазоне приблизительно 20-100 мМ, N-лаурил саркозил в диапазоне приблизительно 0,5-2%, EDTA в диапазоне приблизительно 0,1-20 мМ, β-меркаптоэтанол в диапазоне приблизительно 1,0-25,0 мМ и ацетат аммония (СН3COONH4) в диапазоне приблизительно 0,3-1,0 М.6. The method according to claim 1, where the lysis buffer contains guanidine isothiocyanate in the range of about 0.5-8.0 M, Tris-Cl pH 7.6 in the range of about 20-100 mM, N-lauryl sarcosyl in the range of about 0.5 -2%, EDTA in the range of about 0.1-20 mM, β-mercaptoethanol in the range of about 1.0-25.0 mM, and ammonium acetate (CH 3 COONH 4 ) in the range of about 0.3-1.0 M. 7. Способ по п.1, где выделенная ДНК из клинических образцов свободна от неспецифической ДНК и ингибиторов PCR.7. The method according to claim 1, where the extracted DNA from clinical samples is free of non-specific DNA and PCR inhibitors. 8. Способ по п.1, где амплификации ДНК на стадии (е) достигают посредством условий проведения циклов PCR с понижением температуры, где указанные условия предусматривают стадии с начальной температурой отжига в диапазоне 62-72°С с последующим понижением температуры в диапазоне приблизительно 0,2-1°С на цикл PCR для первых 10-25 циклов, являющихся стадией с понижением температуры, до оптимальной температуры отжига приблизительно 56-62°С для других 30 циклов PCR.8. The method according to claim 1, where the amplification of DNA in stage (e) is achieved by means of PCR cycles with decreasing temperature, where these conditions include stages with an initial annealing temperature in the range of 62-72 ° C, followed by a decrease in temperature in the range of approximately 0 , 2-1 ° C per PCR cycle for the first 10-25 cycles, which are the stage of lowering the temperature to the optimum annealing temperature of approximately 56-62 ° C for the other 30 PCR cycles. 9. Способ по п.1, где олигонуклеотидные праймеры, обеспечивающие амплификацию фрагмента ДНК для специфической детекции патогенных микобактерий в клинических образцах, выбирают из группы:9. The method according to claim 1, where the oligonucleotide primers that provide amplification of a DNA fragment for specific detection of pathogenic mycobacteria in clinical samples are selected from the group: а. 5' TGGATCCGTTGACCATGAGGTGTAATG 3' (SEQ ID No:5), являющийся прямым праймером.but. 5 'TGGATCCGTTGACCATGAGGTGTAATG 3' (SEQ ID No: 5), which is a direct primer. b. 5'GGAATTCCACTACGCACGGACTCTC 3' (SEQ ID No:6), являющийся обратным праймером.b. 5'GGAATTCCACTACGCACGGACTCTC 3 '(SEQ ID No: 6), which is a reverse primer. 10. Способ по п.1, где длина олигонуклеотидных праймеров составляет между 5 и 100 нуклеотидами.10. The method according to claim 1, where the length of the oligonucleotide primers is between 5 and 100 nucleotides. 11. Диагностический набор для детекции патогенных микобактерий в клиническом образце, содержащий:11. A diagnostic kit for the detection of pathogenic mycobacteria in a clinical sample, containing: а. прямой праймер SEQ ID No:5 иbut. direct primer SEQ ID No: 5 and b. обратный праймер SEQ ID No:6.b. reverse primer SEQ ID No: 6. 12. Диагностический набор по п.11, где SEQ ID No:5 представляет собой 5' TGGATCCGTTGACCATGAGGTGTAATG 3'12. The diagnostic kit according to claim 11, where SEQ ID No: 5 is 5 'TGGATCCGTTGACCATGAGGTGTAATG 3' 13. Диагностический набор по п.11, где SEQ ID No:6 представляет собой 5' GGAATTCCACTACGCACGGACTCTC 3'.13. The diagnostic kit according to claim 11, where SEQ ID No: 6 is 5 'GGAATTCCACTACGCACGGACTCTC 3'. 14. Применение праймеров, имеющих нуклеотидные последовательности, представленные в SEQ. ID No:5 и SEQ ID No:6 для детекции патогенных микобактерий в клиническом образце.14. The use of primers having the nucleotide sequences shown in SEQ. ID No: 5 and SEQ ID No: 6 for the detection of pathogenic mycobacteria in a clinical sample. 15. Набор для детекции патогенных микобактерий, содержащий праймеры, имеющие нуклеотидные последовательности, представленные в SEQ ID No:5 и 6, где15. A kit for the detection of pathogenic mycobacteria containing primers having the nucleotide sequences shown in SEQ ID No: 5 and 6, where а. 5' TGGATCCGTTGACCATGAGGTGTAATG 3' (SEQ ID No:5), являющийся прямым праймером.but. 5 'TGGATCCGTTGACCATGAGGTGTAATG 3' (SEQ ID No: 5), which is a direct primer. b. 5' GGAATTCCACTACGCACGGACTCTC 3' (SEQ ID No:6), являющийся обратным праймером.b. 5 'GGAATTCCACTACGCACGGACTCTC 3' (SEQ ID No: 6), which is a reverse primer.
RU2006124570/13A 2003-12-09 2003-12-09 Method of detection of pathogenic micobacteria in clinical samples RU2338789C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006124570/13A RU2338789C2 (en) 2003-12-09 2003-12-09 Method of detection of pathogenic micobacteria in clinical samples

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006124570/13A RU2338789C2 (en) 2003-12-09 2003-12-09 Method of detection of pathogenic micobacteria in clinical samples

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006124570A RU2006124570A (en) 2008-01-20
RU2338789C2 true RU2338789C2 (en) 2008-11-20

Family

ID=39108287

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006124570/13A RU2338789C2 (en) 2003-12-09 2003-12-09 Method of detection of pathogenic micobacteria in clinical samples

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2338789C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2455364C2 (en) * 2010-07-02 2012-07-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородская государственная сельскохозяйственная академия" Method of identifying mycobacteria by polymerase chain reaction
WO2015026268A1 (en) 2013-08-20 2015-02-26 Limited Liability Company "Nearmedic Plus" Reagent allowing for microorganism inactivation, extraction and storage of bacterial dna in form suitable for highly effective molecular diagnostics
RU2697502C2 (en) * 2014-07-24 2019-08-14 Эбботт Молекьюлар Инк. Compositions and methods for detecting and analyzing micobacterium tuberculosis

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2455364C2 (en) * 2010-07-02 2012-07-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородская государственная сельскохозяйственная академия" Method of identifying mycobacteria by polymerase chain reaction
WO2015026268A1 (en) 2013-08-20 2015-02-26 Limited Liability Company "Nearmedic Plus" Reagent allowing for microorganism inactivation, extraction and storage of bacterial dna in form suitable for highly effective molecular diagnostics
RU2697502C2 (en) * 2014-07-24 2019-08-14 Эбботт Молекьюлар Инк. Compositions and methods for detecting and analyzing micobacterium tuberculosis

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006124570A (en) 2008-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lin et al. Comparison of loop-mediated isothermal amplification (LAMP) and real-time PCR method targeting a 529-bp repeat element for diagnosis of toxoplasmosis
Kocagöz et al. Detection of Mycobacterium tuberculosis in sputum samples by polymerase chain reaction using a simplified procedure
Kent et al. Demonstration of homology between IS6110 of Mycobacterium tuberculosis and DNAs of other Mycobacterium spp.?
Mangiapan et al. Sequence capture-PCR improves detection of mycobacterial DNA in clinical specimens
JP3097059B2 (en) Generation of specific probes for target nucleotide sequences
EP0858514B1 (en) Improved is6110 based molecular detection of mycobacterium tuberculosis
JP2709256B2 (en) Mycobacterial probe
Kaltenboeck et al. Detection and strain differentiation of Chlamydia psittaci mediated by a two-step polymerase chain reaction
Kaltenboeck et al. Two-step polymerase chain reactions and restriction endonuclease analyses detect and differentiate ompA DNA of Chlamydia spp
JP3194942B2 (en) Nucleic acid probe for detection of Lyme disease spirochetes
AU2003288577B2 (en) Method for detecting pathogenic mycobacteria in clinical specimens
WO2005103249A1 (en) Probe and primer for tubercle bacillus detection, and method of detecting human tubercle bacillus therewith
KR100434244B1 (en) Amplification and detection method of mycobacterium avium complex species
KR100388548B1 (en) A method for detecting Mycobacterium tuberculosis by PCR amplification of REP13E12 repeated sequence
WO1997032036A9 (en) Primers and probes for the amplification, detection and typing of mycoplasma pneumoniae
KR100639783B1 (en) Multiple diagnostic kit for sexually transmitted disease and detection method for bacteria inducing sexually transmitted disease using the same
Marsh et al. Quality control and optimized procedure of hybridization capture-PCR for the identification of Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis in faeces
RU2338789C2 (en) Method of detection of pathogenic micobacteria in clinical samples
EP1888745A2 (en) Dna fragments, primers and method for amplification of the dna fragments and kit including the aforementioned primers for the detection and identification of clinically relevant candida species
US6518020B1 (en) Haemobartonella PCR methods and materials
JP5435612B2 (en) Diagnostic method for Rickettsia japonica infection
RU2289627C2 (en) METHOD AND KIT FOR DETECTION OF LYME BORRELIOSIS BACTERIA (Borrelia burgdorferi) DNA
Ibrahim et al. Detection of Mycobacterium avium subspecies paratuberculosis using nested polymerase chain reaction (nPCR).
KR100657866B1 (en) Method of detection for spotted fever group rickettsiae using nested pcr assay
US7074568B2 (en) Molecular diagnosis of atypical mycobacterial infections

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121210