一种用于他汀类药物疗效预测的检测试剂盒及其检测方法和应用
技术领域
本发明涉及一种用于他汀类药物疗效预测的检测试剂盒及其检测方法和应用,属于基因检测领域。
背景技术
根据我国流行病学调查,中国成人血脂异常总体患病率在2012年高达40.40%,较10年前呈大幅度上升,血清总胆固醇(TC)水平的升高将导致未来中国心血管病事件增加约920万。他汀类药物在ASCVD一级和二级预防中均能显著降低心血管事件风险,是防治此类疾病最为重要的药物。然而不同的他汀在化学结构上虽有相似之处,但它们在药代动力学、与其他药物相互作用、药物疗效以及他汀导致的不良反应方面存在个体间的差异,而这些差异部分是归因于常见药物基因的遗传与变异。载脂蛋白E(ApolipoproteinE,ApoE)是一种存在于乳糜微粒和中间密度脂蛋白中的载脂蛋白,主要由肝脏和巨噬细胞产生,参与血脂的运输、存储和排泄。
载脂蛋白E(ApoE)通过多种途径参与机体的脂质代谢调节,是影响机体血脂水平的重要内在因素。ApoE多态性被认为是高脂蛋白血症及动脉粥样硬化性血管病的易感候选基因。人类ApoE基因定位于19号染色体上,有4个外显子和3个内含子,主要有两种单核苷酸多态性526C>T和388T>C,可以形成3种单倍型分别是ApoE3(388T-526C)、ApoE2(388T-526T)、ApoE4(388C-526C)。文献报道,ApoE4携带者患冠心病的风险要高40%,并且他汀类药物对ApoE4携带者疗效往往不佳或无疗效,而对ApoE2携带者的降脂作用最强。目前FDA已将APOE2列为普伐他汀药物反应相关的生物标记。
目前,对于基因多态性检测的方法有很多种,如直接测序法、芯片法、高分辨率熔解曲线法、等位基因特异性扩增法、taqman荧光探针法等。其中,测序法和芯片法,操作步骤繁琐,检测周期长,且扩增产物容易产生污染;高分辨率熔解曲线法步骤简单,特异性偏低,且对仪器设备的要求较高;等位基因特异性扩增法采用ARMS引物进行特异扩增,其引物设计难以最优化,检测条件要求严格。Taqman荧光探针法其试验成本高,对于多个基因的扩增通量不高。因此,需要建立一种简单、快速有效、价格低廉、特异性高的检测基因多态性的方法。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题,本发明的目的是以用于他汀类药物疗效预测的检测试剂盒及其检测方法和应用为基础,获得一种用于他汀类药物疗效预测的检测试剂盒及其检测方法和应用。
为实现上述发明目的之一,本发明采用的用于他汀类药物疗效预测的检测试剂盒及其检测方法和应用的技术方案如下:
本发明的检测试剂盒针对ApoE(T388C)、ApoE(C526T)两个基因的多态性设计特异性扩增引物和测序引物,所述试剂盒包括如下组分:试剂1、试剂2、ApoE(T388C)测序引物、ApoE(C526T)测序引物、阳性对照。
优选地,所述设计特异性引物,如下表所示:
优选的,所述ApoE(T388C)的特异性引物组序列如序列表SEQ ID NO:1~SEQ IDNO:2所示;所述ApoE(C526T)的特异性引物组序列如序列表SEQ ID NO:3~SEQ ID NO:4所示。
优选的,所述的ApoE(T388C)测序引物、ApoE(C526T)测序引物分别如序列表SEQID NO:5~SEQ ID NO:6所示。
更优选的,所述的测序引物,为核酸类似物,其骨架为肽键而非磷酸二酯键,肽键骨架连有相应的碱基。该结构具有生物学性质稳定,无论蛋白酶还是核酸酶都不易将其降解。
更优选的,所述的测序引物,为琼脂糖凝胶颗粒与氨基标记的PNA序列的结合物,该结合物与DNA结合较DNA/DNA的结合更为稳定且特异性高于DNA/DNA的捕获,且不受盐离子浓度的影响。可既充当测序引物又作为捕获探针,与扩增的产物结合以后,经过简单洗涤即可直接用于测序反应。
优选的,ApoE(T388C)测序引物对应的测序区域为ApoE(T388C)待检序列,如序列表SEQ ID NO:7所示;ApoE(C526T)测序引物对应的测序区域为ApoE(C526T)待检序列,如序列表SEQ ID NO:9所示。
优选的,ApoE(T388C)待检序列对应ApoE(T388C)分配指令如序列表SEQ ID NO:8所示;ApoE(C526T)待检序列对应ApoE(C526T)分配指令如序列表SEQ ID NO:10所示。
优选的,所述的试剂1包括:扩增缓冲液,18mM醋酸镁;
优选的,所述的试剂2包括:ApoE(T388C)前引物,ApoE(T388C)后引物,ApoE(C526T)前引物,ApoE(C526T)后引物,dNTPS、链置换DNA聚合酶,单链DNA结合蛋白,结合单链核酸的重组酶,海藻糖;可在恒温条件下进行ApoE(T388C)/ApoE(C526T)同时扩增。
更优选的,试剂2各组分浓度分别为:ApoE(T388C)前引物(0.32uM),ApoE(T388C)后引物(0.32uM),ApoE(C526T)前引物(0.32uM),ApoE(C526T)后引物(0.32uM),dNTPS(0.3mM)、链置换DNA聚合酶(1.2ng/μL),单链DNA结合蛋白(3.2ng/μL),结合单链核酸的重组酶(4.8ng/μL),海藻糖(0.2%)。
优选的,所述的阳性对照,包括浓度为20ng/ul的ApoE(T388C)、ApoE(C526T)杂合型基因组DNA。阳性对照对应所检测基因位点的杂合型,对未知样本的型别判定提供参考,同时对反应液的有效性进行质控。
本发明还公开了一种采用上述试剂盒的昂丹司琼用药相关的基因多态性检测方法,所述检测方法包括以下步骤:
a.将所述扩增反应液与5ul待测基因组DNA,采用多重RPA扩增进行扩增;
b.将10ul反应产物与3ul测序引物分别进行结合;
c.向每个测序管中加入测序酶和测序底物。
d.取一个dNTP排管,自圆滑一端向平端依次加入dATPαS、dTTP、dGTP、dCTP。将排管底部轻轻磕碰桌面,使得碱基平铺在排管底部。
e.焦磷酸测序;
f.确定ApoE(T388C)位点、ApoE(C526T)位点汀类药物位点的基因型。
优选的,所述的反应体积为25ul,反应条件为:40℃25min。
本发明还公开了一种用于他汀类药物疗效预测的检测试剂盒及方法的应用,所述检测试剂盒对ApoE(T388C)、ApoE(C526T)进行检测,以从基因层面指导他汀类药物疗效预测。
重组酶聚合酶扩增(RPA),被称为是可以替代PCR的核酸检测技术。RPA技术主要依赖于三种酶:能结合单链核酸(寡核苷酸引物)的重组酶、单链DNA结合蛋白(SSB)和链置换DNA聚合酶。这三种酶的混合物在常温下也有活性,最佳反应温度在37℃左右。重组酶与引物结合形成的蛋白-DNA复合物,能在双链DNA中寻找同源序列。一旦引物定位了同源序列,就会发生链交换反应形成并启动DNA合成,对模板上的目标区域进行指数式扩增。被替换的DNA链与SSB结合,防止进一步替换。在这个体系中,由两个相对的引物起始一个合成事件。整个过程进行得非常快,一般可在二十分钟之内获得可检出水平的扩增产物。
与现有技术相比,本发明通过多重RPA一管扩增ApoE(T388C)、ApoE(C526T),快速、有效地在恒定温度下产生大量扩增产物。通过直接与羧基修饰素结合的氨基标记单链DNA类似物特异捕获单链DNA,洗涤后,加入测序引物与模板DNA退火后,加入测序原料进行焦磷酸测序,以多重RPA扩增和优化焦磷酸测序技术为组合对他汀类药物疗效的相关的基因多态性进行检测,试剂盒可同时检测ApoE(T388C)、ApoE(C526T)基因多态性汀类药物,为临床个性化用药给出基因角度的建议。
附图说明
图1是本发明提供的ApoE(T388C)TT基因型测序结果示例图;
图2是本发明提供的ApoE(T388C)CT基因型测序结果示例图;
图3是本发明提供的ApoE(T388C)CC基因型测序结果示例图;
图4是本发明提供的ApoE(C526T)CC基因型测序结果示例图;
图5是本发明提供的ApoE(C526T)TT基因型测序结果示例图;
图6是本发明提供的ApoE(C526T)CT基因型测序结果示例图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明提供的用于他汀类药物疗效预测的检测试剂盒及其检测方法和应用作进一步详细、完整地说明。下面描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
下述实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为常规方法。下述实施例中所用的实验材料如无特殊说明,均为市场购买得到。
实施例1、试剂盒的制备
本发明的检测试剂盒针对ApoE(T388C)、ApoE(C526T)设计了特异性扩增引物和测序引物,用于恒温扩增和焦磷酸测序检测。基于重组酶聚合酶扩增技术设计引物是本发明的关键之一,该技术的引物设计无法辅助软件进行,只能依靠人工设计。为保证扩增速度及检测灵敏度,引物长度应控制在30~35bp,引物设计过短易增加非特异性扩增导致假阳性,若设计过长易导致无法进行扩增。基因多态性序列以Genebank内的公开序列为准。
(一)本实施例的引物序列如下:
(二)本实施例的检测试剂盒包括如下组分:
(三)本实施例的检测试剂盒试剂1单人份配置体系如下:
成分
体积(ul)
扩增缓冲液
18.8
300mM醋酸镁
1.2
(四)本实施例的检测试剂盒试剂2单人份配置体系如下:
试剂2各组分浓度分别为:ApoE(T388C)前引物(0.32uM),ApoE(T388C)后引物(0.32uM),ApoE(C526T)前引物(0.32uM),ApoE(C526T)后引物(0.32uM),dNTPS(0.3mM)、链置换DNA聚合酶(1.2ng/μL),单链DNA结合蛋白(3.2ng/μL),结合单链核酸的重组酶(4.8ng/μL),海藻糖(0.2%);
成分
体积(ul)
结合单链核酸的重组酶(100ng/μL)
1.2
单链DNA结合蛋白(100ng/μL)
0.8
链置换DNA聚合酶(100ng/μL)
0.3
dNTPs(2.5mM)
3
ApoE(T388C)前引物(20μM)
0.4
ApoE(T388C)后引物(20μM)
0.4
ApoE(C526T)前引物(20μM)
0.4
ApoE(C526T)后引物(20μM)
0.4
海藻糖(20%)
0.25
配置完成后158ul/管进行分装、冻干。
(五)本实施例的检测试剂盒测序引物制备过程如下:
(1)MES溶液配置
①100mM MES,pH 4.8(100mL):
②2.13g MES(2-[N-morpholino]ethane sulfonic acid,MW 213.25).
③pH 4.8
(2)TT Buffer(50mL)配置
①12.5mL of 1M Tris buffer pH 8
②50ul 10%
(3)测序引物制备
①取500ul磁珠,吸磁1min,去上清;
②取1000ml 100MES溶液洗涤吸磁1min,去上清,重复洗涤2次;
③取10mg/ml EDS和10mg/ml NHS各500ul,加入捕获引物10ul。
④25℃杂家30min
⑤取1000ml封闭液混合均匀,吸磁1min,去上清;
⑥取1000ml TT Buffer混合均匀,吸磁1min,去上清;重复洗涤3次;
⑦加入1ml TE缓冲液溶解。
实施例2、焦磷酸检测
本发明中采用的仪器如下:恒温仪;
焦磷酸测序仪:武汉菲思特生物科技有限公司。
(1)试剂准备(试剂准备室)
提前将试剂取出,并将试剂1涡旋振荡15秒,低速离心待用。直接向试剂2(冻干)中加入440ul试剂1,涡旋振荡15秒充分混匀。确定反应数N,N=待检样本数(n)+质控品数(1)+空白对照。建议每次PCR实验同时进行阳性对照、空白对照分析。然后将反应液按20μL/管分装至PCR反应管中。
(2)加样检测(样本制备间)
将样本DNA、阳性对照和空白对照按5μL加样量加入到PCR反应管中,盖紧管盖,低速离心15秒将管壁上的液体全部甩至管底,然后立即进行PCR扩增反应。
(3)PCR扩增(扩增间)
采用PCR仪进行扩增,反应体系为25μL,扩增条件:
扩增温度
时间
循环数
40℃
25min
1
(4)焦磷酸测序
1)在PCR反应管中加入结合液40μL和琼脂糖凝胶颗粒3ul,再向其中加入PCR产物10μL,置于台式振荡器上,1100rpm振荡10min,使微珠和PCR产物充分结合;
2)7,000×g离心1min,弃上清;
3)7,000×g离心1min,弃上清;
4)向EP管中加入150uL洗涤缓冲液,7000g离心1min,弃上清;
5)测序管中分别加入3uL测序酶和3uL测序底物;
6)取一个dNTP排管,自圆滑一端向平端依次加入20μldATPαS、20μl dTTP、20μldGTP、20μl dCTP。将排管底部轻轻磕碰桌面,使得碱基平铺在排管底部;
7)焦磷酸测序,测序结果如图1~6所示。
(5)结果判读
1)有效性判定:
本试剂盒空白对照品的不通过,阳性对照品的检出结果为ApoE(T388C)、ApoE(C526T)型。
2)结果判定标准
a.ApoE(T388C)的DNA测序峰值图中,
T的频率≧90%,C的频率≦10%,即为TT型;
40%≦T的频率≦60%,40%≦C的频率≦60%,即为CT型;
C的频率≧90%,T的频率≦10%,即为CC型;
b.ApoE(C526T)的DNA测序峰值图中,
T的频率≧90%,C的频率≦10%,即为TT型;
40%≦T的频率≦60%,40%≦C的频率≦60%,即为CT型;
C的频率≧90%,T的频率≦10%,即为CC型
实施例3、基因检测结果与药物疗效及心血管疾病的相关性
载脂蛋白E是人体一种非常重要的蛋白质,它与脂蛋白代谢有密切相关性。如参与激活水解脂肪的酶类、免疫调节及神经组织的再生,从而影响众多疾病的发生、发展和预后。
表型与基因位点的对应关系
基因表型
ApoE型
对应位点基因型
E2
ε2/ε2
388T/T+526T/T型
E2
ε2/ε3
388T/T+526T/C型
E3
ε2/ε4
388T/C+526T/C型
E3
ε3/ε3
388T/T+526C/C型
E4
ε3/ε4
388T/C+526C/C型
E4
ε4/ε4
388C/C+526C/C型
最后有必要在此说明的是:以上实施例只用于对本发明的技术方案作进一步详细地说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。
序列表
<110> 湖南菲思特精准医疗科技有限公司
<120> 一种用于他汀类药物疗效预测的检测试剂盒及其检测方法和应用
<160> 10
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 30
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<220>
<221> unsure
<222> (1)..(30)
<400> 1
tacaaatcgg aactggagga acaactgacc 30
<210> 2
<211> 30
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<220>
<221> unsure
<222> (1)..(30)
<400> 2
ccccggcctg gtacactgcc aggcgcttct 30
<210> 3
<211> 30
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<220>
<221> unsure
<222> (1)..(30)
<400> 3
ccacctgcgc aagctgcgta agcggctcct 30
<210> 4
<211> 30
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<220>
<221> unsure
<222> (1)..(30)
<400> 4
cgccctcgcg ggccccggcc tggtacactg 30
<210> 5
<211> 15
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<220>
<221> unsure
<222> (1)..(15)
<400> 5
gcggacatgg aggac 15
<210> 6
<211> 15
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<220>
<221> unsure
<222> (1)..(15)
<400> 6
cgatgacctg cagaa 15
<210> 7
<211> 29
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<220>
<221> unsure
<222> (1)..(29)
<400> 7
gtgygcggcc gcctggtgca gtaccgcgg 29
<210> 8
<211> 10
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 8
cgtagctgcg 10
<210> 9
<211> 27
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 9
gygcctggca gtgtaccagg ccggggc 27
<210> 10
<211> 8
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 10
agctgctg 8
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