人甲、 乙型流感及新甲型 H1N1 流感病毒一管多检方法及试 剂盒 技术领域 本发明涉及分子生物学检测技术领域, 具体是人甲型流感、 乙型流感及新甲型 H1N1 流感病毒一管多检方法及试剂盒。
背景技术 人流感病毒是一种造成人类患流行性感冒的 RNA 病毒, 在分类学上, 流感病毒属 于正黏液病毒科, 它会造成急性上呼吸道感染, 并借由空气迅速的传播, 在世界各地常会有 周期性的大流行。
人流感病毒以其核蛋白的抗原性分为 A 型、 B 型和 C 型流感病毒 ( 又称甲、 乙和丙 型流感病毒 )。 在感染人类的三种流感病毒中, 甲型流感病毒有着极强的变异性, 乙型次之, 而丙型流感病毒的抗原性非常稳定。所以造成大规模流行的一般都为前两种。
流行性感冒病毒在免疫力较弱的老人或儿童及一些免疫失调的病人会引起较严 重的症状, 如肺炎或是心肺衰竭等。 从流行病学的角度来说, 流感引起世界性大流行是流感 病毒抗原变异与人群免疫屏障相互作用的结果。20 世纪全球共出现四次流感大流行, 都是 由变异的甲型流感病毒引起, 造成重大的人员和财产损失。2009 年最先由墨西哥发现的新 甲型 H1N1 流感病毒就含有猪流感、 禽流感和人流感三种流感病毒的基因片段, 在全球迅速 传播开来, 造成大规模的流行。目前全世界各国为防控新甲流 H1N1, 都在做积极的努力, 同 时取得了显著的效果。
鉴于甲乙型流感病毒及目前甲型流感中的新甲型 H1N1 流感病毒对人类所造成的 严重呼吸道疾病, 特别是在儿童中, 为诊治及防控需要, 这就需要医疗机构提供准确快速灵 敏的检测方法, 快速诊断, 快速治疗。就目前情况, 对甲乙型及新甲型 H1N1 流感病毒的诊断 主要以下几种方法 : (1) 病毒的培养分离 ; (2) 血清学检测特异 IgG 及 IgM ; (3)RT-PCR 方法 及荧光定量 PCR 方法。相比较几种方法, 前两种方法都是早期开发的经典方法, PCR 方法是 针对病原体核酸的检测方法, 克服了前面两种方法中存在的周期长、 灵敏度不高的问题, 特 别是荧光定量 PCR 方法的引进, 解决了 PCR 方法容易产生假阳性的问题, 使其得到了快速的 发展, 该方法具有高特异性、 高灵敏度、 周期短、 操作简单、 成本较低等多种优点。
但目前开发的流感病毒分型试剂基本都为单重荧光定量 PCR 检测试剂, 不能对这 三种流感病毒进行同时检测 ; 如要同时检测, 则需要分别在三管中进行, 其操作繁琐、 费时 耗力。
发明内容
为了克服上述技术缺陷, 本发明的目的之一是提供一种人甲型流感、 乙型流感及 新甲型 H1N1 流感病毒一管多重荧光 PCR 检测方法, 以改进目前现有方法, 从而使检测达到 灵敏、 快速、 准确、 节约材料和试剂的目的。
本发明的人甲型流感、 乙型流感及新甲型 H1N1 流感病毒一管多重荧光 PCR 检测方法包括样品核酸的制备和多重 PCR 扩增步骤, 其中, 多重 PCR 扩增步骤中采用了序列如下所 示的引物 ( 见序列表 SEQ ID NO : 1-6) :
IFAF : GAGGTCGAAACGTATGTTCTCTCTATC ;
IFAR : TCTTCAAGTCTCTGCGCGATT ;
IFBF : CCCTGCTTGCTCGTAGTATGG ;
IFBR : GCTTATGGGAAGCACCACTTTG ;
AH1F : GGTTTGAGATATTCCCCAAGACA ;
AH1R : GAGGACATGCTGCCGTTACA。
其中, 引物 IFAF 和 IFAR 用来检测人甲型流感病毒, 我们称之为 InfA 组引物 ; 引物 IFBF 和 IFBR 用来检测乙型流感病毒, 本发明中称之为 InfB 组引物 ; 引物 AH1F 和 AH1R 用 来检测新甲型 H1N1 流感病毒, 我们称之为 A(H1N1) 组引物。
上述方法中, 还采用了序列如下所示的探针 ( 见序列表 SEQ ID NO : 7-10) :
IFAP : CATCAGGCCCCCTCAAAGCCG ;
IFBP : CGTTGTTAGGCCCTCTGTGGCGA ;
AH1P : TTCATGGCCCAATCATGACTCGAACA。 优选的, 采用 Taqman 探针检测的荧光定量 PCR 的反应模式, 上述探针的荧光标记 具体如下 :
IFA-TAMRA : TAMRA-CATCAGGCCCCCTCAAAGCCG-BHQ2 ;
IFB-FAM : FAM-CGTTGTTAGGCCCTCTGTGGCGA-BHQ1 ;
AH1-JOE : JOE-TTCATGGCCCAATCATGACTCGAACA-BHQ1。
其中, IFA-TAMRA 是用来检测甲型流感病毒的探针, IFB-FAM 是用来检测乙型流感 病毒的探针, AH1-JOE 是用来检测新甲型 H1N1 流感病毒的探针。上述三种荧光标记的探针 在本发明中被称之为 FAM/JOE/TAMRA 多重荧光素标记探针。
本发明采用一管多重方式检测甲型流感病毒、 乙型流感病毒和新甲型 H1N1 流感 病毒时, 将上述 InfA、 InfB 和 A(H1N1) 三组引物和三条 Taqman 探针混合在一个反应管中, 使用 ‘PrimeScript 一步法 RT-PCR 试剂盒 (Ver.2)’ (TAKARA ‘PrimeScript One Step RT-PCR Kit Ver.2’ ) 的 RT-PCR 缓冲液进行试剂配制, 其中引物使用量为 7-15pmol, 探针使用量为 0.5-5pmol。反应总体积为 25μl ; 配制试剂体积 18μl/ 反应 ( 预留 2μl 用于添加酶混合 物; 预留 5μl 用于模板 ), 该方法的反应条件为 50℃ 30 分钟, 94℃ 2 分钟, 热循环为 94℃ 10 秒, 55℃ 35 秒, 共 40 个循环。需要说明的是, 本发明所说的一管多重方式包括在同一反应 管内同时检测甲型流感病毒、 乙型流感病毒和新甲型 H1N1 流感病毒中的任意两种病毒或 三种病毒。
本发明的目的之二是提供了用于检测甲型流感病毒、 乙型流感病毒和新甲型 H1N1 流感病毒的引物和探针。引物序列选自与如下序列中的至少一种相同、 相似或互补的序列 ( 见序列表 SEQ ID NO : 1-6) :
IFAF : GAGGTCGAAACGTATGTTCTCTCTATC ;
IFAR : TCTTCAAGTCTCTGCGCGATT ;
IFBF : CCCTGCTTGCTCGTAGTATGG ;
IFBR : GCTTATGGGAAGCACCACTTTG ;
AH1F : GGTTTGAGATATTCCCCAAGACA ;
AH1R : GAGGACATGCTGCCGTTACA。
本发明所提供的用于检测甲型流感病毒、 乙型流感病毒和新甲型 H1N1 流感病毒 的探针是能与用上述引物扩增得到的核酸序列杂交的序列。
优选的, 所述探针选自与如序列 SEQ ID NO : 7-10 中的至少一种相同、 相似或互补 的序列。所述相似序列是指与上述序列存在个别不同的碱基, 比如 1-5 个碱基, 只要不影响 扩增效果 ; 不同的碱基表现可以为在原有序列基础上插入、 缺失、 替换等方式。
本发明还提供了一种人甲型流感, 乙型流感及新甲型 H1N1 流感病毒一管多重荧 光 PCR 检测试剂盒, 该试剂盒包含序列如 SEQ ID NO : 1-6 所示的引物。
该试剂盒还包含如下的荧光标记探针 :
RSV-FAM : FAM-TATGAATGCCTATGGTGCAGGGCAAG-BHQ ;
ADV-TAMRA : TAMRA-AAGAGGCCACTCTTGAGTGCCAGCG-BHQ2 ;
HMP1-JOE : JOE-AGAGATGTAGGCACCACAAC-MGB ;
HMP2-JOE : JOE-TGGCCAATTGCCCCAATTTTGC-BHQ1 ;
HMP3-JOE : JOE-CTAGCCAACTGTCCCAACTTTGCA-BHQ1。
与现有技术相比, 本方法采用自身设计的 InfA/InfB/A(H1N1) 特异引物及 Taqman 探针, 使用 FAM/JOE/TAMRA 多重荧光素标记, 实现对 infA、 infB、 A(H1N1)( 简称为 M-ABH1) 的多重检测, 具有特异性高、 灵敏度高、 快速、 操作简单方便、 成本低廉等多种优点, 可作为 人甲型流感, 乙型流感及新甲型 H1N1 流感病毒检测的试剂, 用于科研及临床应用。 具体实施方式
为使本发明更加容易理解, 下面结合具体实施例, 进一步阐述本发明。应理解, 这 些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围, 下列实施例中未提及的具体实验 方法, 通常按照常规实验方法进行。
实施例 1 : 引物、 探针的特异性实验
运用生物信息学和设计引物探针的生物软件对甲、 乙型流感病毒及新甲型 H1N1 流感病毒序列资料, 分别对甲、 乙型流感病毒的保守区进行引物探针设计, 对新甲型 H1N1 流感病毒的 H1 基因的保守区进行引物探针设计, 其中探针分别采用 TAMRA、 FAM、 JOE 标记。 详细序列见表 1 所示, 表 1 为人甲型流感、 乙型流感及新甲型 H1N1 流感病毒引物及探针序 列。
表1
为验证所设计的引物和探针的特异性, 首先设计单重荧光 PCR 反应, 对引物和探 针进行评估, 即分别检测 InfA、 InfB 和 A(H1N1) 三组引物及相应探针单独反应的特异性。 实验采用培养分离的阳性株进行, 阳性株来源于广州呼吸疾病研究所、 呼吸疾病国家重点 实验, 分别选择流感 A、 流感 B, 另外用副流感 1、 副流感 2、 副流感 3、 呼吸道合胞病毒 RSV、 腺病毒 ADV、 鼻病毒 HRV、 偏肺病毒 HMP、 冠状病毒 229E、 OC43、 肺炎支原体 MP、 肺炎衣原体 CP 作为阴性对照。实验分别取 100μl 培养物标本, 通过常规 RNA/DNA 提取方法提取, 得 到 50μl 核酸产物, 使用 DEPC 水对核酸提取产物 100 倍稀释后作为模板 ( 其中 H5N1 不进 行稀释, 冠状病毒及偏肺病毒产物稀释 10 倍 )。使用 ‘PrimeScript 一步法 RT-PCR 试剂盒 (Ver.2)’ (TAKARA‘PrimeScript One Step RT-PCR KitVer.2’ ) 中的 RT-PCR 缓冲液进行
试剂配制, 其中引物使用量为 7-15pmol, 探针使用量为 0.5-5pmol。反应总体积为 25μl ; 配制试剂体积 18μl/ 反应 ( 预留 2μl 用于添加酶混合物 ; 预留 5μl 用于添加模板 ), 在 八排管中分别加入 18μL 流感 A、 流感 B、 新甲流 H1N1 的单重反应液, 最后放置于荧光定量 PCR 仪中反应, 反应条件如下 : 50℃ 30 分钟, 94℃ 2 分钟, 热循环为 94℃ 10 秒, 55℃ 35 秒, 共 40 个循环, 表 2 为单重 infA、 infB、 A(H1N1) 试剂检测 80 株阳性病毒株的情况, 其中流 感 A(H3N213 株、 普通 H1N110 株、 新甲流 H1N111 株、 H5N1 灭活标本 1 株、 H9 亚型株 1 株 )、 流感 B 20 株, 另外有副流感 1、 副流感 2、 副流感 3、 呼吸道合胞病毒 RSV、 腺病毒 ADV、 鼻病毒 HRV、 偏肺病毒 HMP、 冠状病毒 229E、 OC43、 肺炎支原体 MP、 肺炎衣原体 CP 各 2 株作为阴性对 照。
表2
单重试剂检测结果 阳性 阴性 总计
InfA 36 44 80InfB 20 60 80A(H1N1) 11 69 80实验结果中, 阳性结果与预期完全符合, 与其他常见呼吸道病原体副流感 1、 副流 感 2、 副流感 3、 呼吸道合胞病毒 RSV、 腺病毒 ADV、 鼻病毒 HRV、 偏肺病毒 HMP、 冠状病毒 229E、 OC43、 肺炎支原体 MP、 肺炎衣原体 CP 等无交叉反应, infA-infB、 A(H1N1)-infB 之间亦无交 叉反应, infA-A(H1N1) 在普通流感 A 时无交叉反应, 特异性高。实施例 2 : M-ABH1 多重检测试剂的特异性实验
多 重 检 测 试 剂 使 用 TAKARA‘PrimeScript 一 步 法 RT-PCR 试 剂 盒 (Ver.2)’ (TAKARA‘PrimeScript One Step RT-PCR Kit Ver.2’ ) 的 RT-PCR 缓冲液进行 试剂配制, 其中引物的使用量为 7-15pmol, 探针的使用量为 0.5-5pmol。将表 1 中的 InfA/ InfB/A(H1N1) 引物及各条探针配制为一管反应液 (M-ABH1)。反应总体积为 25μl/ 反应, 配制试剂体积 18μl/ 反应, 预留 2μl 用于添加酶混合物 ; 预留 5μl 用于添加模板。分别 使用单阳性模板 ( 普通流感 A ; 流感 B 或新甲流 H1N1) ; 双阳性模板 ( 普通流感 A- 流感 B ; 普通流感 A- 新甲流 H1N1 ; 流感 B- 新甲流 H1N1) ; 三阳性模板 ( 普通流感 A- 流感 B- 新甲流 H1N1) 对多重检测试剂进行实验, 同时使用单重荧光 PCR 试剂进行对比。实验结果见表 3, 表 3 是各种模板情况下多重 M-ABH1 流感病毒检测试剂与单重检测的对比。
表3
从表 3 的实验数据可看出, 多重检测试剂的特异性与单重相比基本没有什么差 异, 同时从 CT 值的表现来看, 多重 M-ABH1 流感病毒检测试剂与单重检测基本一致甚至优于 单检试剂。
实施例 3 : M-ABH1 多重检测试剂的灵敏性实验
为进一步检验试剂的灵敏性, 对人甲型流感 ( 选用 H3N2 型 )、 乙型流感及新甲型 H1N1 流感病毒阳性样品进行 10 倍梯度稀释, 记为稀释度 1 ~ 6, 分别表示 infA-H3N2、 infB、 A(H1N1) 病毒稀释 10 ~ 106 倍, 分别用多重流感病毒检测试剂与单重检测进行对比, 同时 进行病毒培养检测。定量 PCR 的实验结果见表 4。病毒培养可鉴定的范围在稀释度 4, 稀释 度 5 时用培养法检测为阴, 灵敏度远低于单重或多重流感定量 PCR 检测。表 4 为多重及单 重副流感定量 PCR 检测试剂对 10 倍梯度稀释的病毒的对比实验结果数据表。
表4
从上面的实验结果, 根据其稀释的倍数分别做标准曲线, 可以看出标准曲线的线 2 性相关系数 (R ) 都在 0.99 以上, 线性较好, 多重流感检测试剂和单重检测试剂检测灵敏度 远高于病毒培养分离, 适用于人甲型流感, 乙型流感及新甲型 H1N1 流感病毒的检测。同时 多重副流感检测试剂可以替代单重检测, 而不影响实验结果。
实施例 4 : M-ABH1 多重检测试剂临床标本检测实验
使用单重和多重流感定量 PCR 检测试剂对 2009 年 7 月 -10 月 427 份咽拭子临床 标本 ( 标本来源于广州医学院第一附属医院、 广州呼吸疾病研究所、 呼吸疾病国家重点实 验室 ), 同时进行病毒培养分离鉴定。结果见下表 5。表 5 表示 427 份临床呼吸道咽拭子样 品使用单重、 多重和病毒培养分离检测的结果 :
表5
从上面的实验表明, 本实验所研发的一管多重人甲型流感、 乙型流感及新甲型 H1N1 流感病毒检测试剂, 灵敏度高于病毒培养鉴定 ( 亦可见实验例 3), 可以用于科研及临 床工作, 用一管反应检测人甲型流感, 乙型流感及新甲型 H1N1 流感病毒, 达到灵敏、 快速、 准确、 节约的目的。
最后所应当说明的是, 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保 护范围的限制, 尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明, 本领域的普通技术人员应当 理解, 可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换, 而不脱离本发明技术方案的实质 和范围。
8101942525 A CN 101942531序列 序列表表1/2 页<120> 人甲、 乙型流感及新甲型 H1N1 流感病毒一管多检方法及试剂盒 <160>9 <210>1 <211>27 <212> 人工序列 IFAF <400>1 gaggtcgaaa cgtatgttct ctctatc 27 <210>1 <211>21 <212> 人工序列 IFAR <400>2 tcttcaagtc tctgcgcgat t <210>1 <211>21 <212> 人工序列 IFBF <400>3 ccctgcttgc tcgtagtatg g <210>1 <211>22 <212> 人工序列 IFBR <400>4 gcttatggga agcaccactt tg <210>1 <211>23 <212> 人工序列 AH1F <400>5 ggtttgagat attccccaag aca <210>1 <211>20 <212> 人工序列 AH1R <400>6 gaggacatgc tgccgttaca21212223209101942525 A CN 101942531序列表2/2 页<210>1 <211>21 <212> 人工序列 IFAP <400>7 catcaggccc cctcaaagcc g <210>1 <211>23 <212> 人工序列 IFBP <400>8 cgttgttagg ccctctgtgg cga <210>1 <211>26 <212> 人工序列 AH1P <400>9 ttcatggccc aatcatgact cgaaca21232610