技术领域
本发明涉及基因测序技术领域,具体涉及一种检测CYP3A4基因多态性的 试剂盒及方法。
背景技术
细胞色素P450酶(Cytochrome P450,CYP),又称混合功能氧化酶(Mixed function oxcidase)、单加氧酶(Monooxygenase)或药物代谢酶,其广泛分布于动物、 植物和微生物体内。在哺乳动物的组织中已经发现有20多种同工酶,分为 CYP1~4的4个家族。CYP3A型酶在体内占CYP450总量的70%,占肝内CYP450 的30%,参与60%以上常用药物在体内的代谢转化。目前,在人体内己发现4 种CYP3A~基因,即CYP3A4、CYF3A5,CYP3A7和CYP3A43,而其中CYP3A4 是临床上最重要的P450酶之一,参与代谢38个类别的150多种药物的氧化代 谢,约占全部药物的50%,是许多药物因相互作用发生不良反应的根源。CYP3A4 是肝脏和胃肠道中主要的P450代谢酶,其活性表现为单态分布,在许多药物和 环境污染物的代谢中发挥着重要作用。研究表明,CYP3A4不仅在表达水平上具 有显著的个体差异,其底物的体内代谢也可相差10倍以上。编码CYP3A4蛋白 的基因位于染色体7q21.3—22.1,编码区域包含13个外显子和12个内含子,主 要调控其转录及表达的结构区位于5端,长约27kb,CYP3A4基因多态性具体 详见CYP等位基因数据库(http://www.cypalleles.ki.se)。到目前为止CYP3A4 已有24个等位基因已经确定,不同种族间CYP3A4SNPs的发生频率不同,如 CYP3A4*3和*17仅在白种人中发现,CYP3A4*15只在黑种人中发现,而 CYP3A4*16仅存在于日本人和墨西哥人中,在已发现的39个SNPs中, CYP3A4*4,*5,*6,*18,*19在中国人中已确定,它们的发生频率分别为1.5 %,0.98%,0.5%,2%和2%。许多常用药物是CYP3A4的强诱导剂或抑制剂, 当CYP3A4作为诱导剂时,其与代谢底物合并用药,能大大提高后者的代谢速 率,从而可能使后者无法达到发挥药效时的血药浓度,降低后者的利用度或者 无法达到治疗效果。相反,当CYP3A4作为抑制剂时,它们与经CYP3A4代谢 的药物合并用药时,会减少后者的代谢速率,导致后者的血药浓度升高,可能 引起不良反应。
现有技术中采用直接测序法检测CYP3A4基因多态性,即首先采用PCR扩 增不同的目的片段后,回收纯化PCR产物,然后进行测序。
由于直接测序法的检测时间过长,一般需要48个小时以上,使该检测的效 率降低,因此,为检测CYP3A4基因多态性带来不便。
发明内容
针对现有技术中检测CYP3A4基因多态性的时间长、步骤繁琐、需要多次 PCR的问题,本发明的目的在于提供一种检测CYP3A4基因多态性的试剂盒。
本发明的另一目的在于提供一种检测CYP3A4基因多态性的方法。
为了解决现有技术检测CYP3A4基因多态性时间长、步骤繁琐、需要多次 PCR的问题,本发明采用了以下技术方案:
一种检测CYP3A4基因多态性的试剂盒,包括检测用引物,所述检测用引 物包括:CYP3A4基因第1~3外显子的长片段扩增特异性上下游引物、CYP3A4 基因第4~7外显子的长片段扩增特异性上下游引物、CYP3A4基因第8~11外显 子的长片段扩增特异性上下游引物和CYP3A4基因第12~13外显子的长片段扩 增特异性上下游引物中的至少一对,以及与所述第1~3外显子的长片段DNA、 第4~7外显子的长片段DNA、第8~11外显子的长片段DNA以及第12~13外显 子的长片段DNA相对应的CYP3A4基因的各外显子的上下游测序引物中的至少 一对,其中:
所述CYP3A4基因第1~3外显子长片段扩增特异性上游引物序列如序列表 中SEQ ID NO:1所示;
所述CYP3A4基因第1~3外显子长片段扩增特异性下游引物序列如序列表 中SEQ ID NO:2所示;
所述CYP3A4基因第4~7外显子长片段扩增特异性上游引物序列如序列表 中SEQ ID NO:3所示;
所述CYP3A4基因第4~7外显子长片段扩增特异性下游引物序列如序列表 中SEQ ID NO:4所示;
所述CYP3A4基因第8~11外显子长片段扩增特异性上游引物序列如序列表 中SEQ ID NO:5所示;
所述CYP3A4基因第8~11外显子长片段扩增特异性下游引物序列如序列表 中SEQ ID NO:6所示;
所述CYP3A4基因第12~13外显子长片段扩增特异性上游引物序列如序列 表中SEQ ID NO:7所示;
所述CYP3A4基因第12~13外显子长片段扩增特异性下游引物序列如序列 表中SEQ ID NO:8所示;
所述CYP3A4基因第1外显子上游测序引物序列如序列表中SEQ ID NO:9 所示;
所述CYP3A4基因第1外显子下游测序引物序列如序列表中SEQ ID NO:10 所示;
所述CYP3A4基因第2外显子上游测序引物序列如序列表中SEQ ID NO:11 所示;
所述CYP3A4基因第2外显子下游测序引物序列如序列表中SEQ ID NO:12 所示;
所述CYP3A4基因第3外显子上游测序引物序列如序列表中SEQ ID NO:13 所示;
所述CYP3A4基因第3外显子下游测序引物序列如序列表中SEQ ID NO:14 所示;
所述CYP3A4基因第4外显子上游测序引物序列如序列表中SEQ ID NO:15 所示;
所述CYP3A4基因第4外显子下游测序引物序列如序列表中SEQ ID NO:16 所示;
所述CYP3A4基因第5~6外显子上游测序引物序列如序列表中SEQ ID NO:17所示;
所述CYP3A4基因第5~6外显子下游测序引物序列如序列表中SEQ ID NO:18所示;
所述CYP3A4基因第7外显子上游测序引物序列如序列表中SEQ ID NO:19 所示;
所述CYP3A4基因第7外显子下游测序引物序列如序列表中SEQ ID NO:20 所示;
所述CYP3A4基因第8外显子上游测序引物序列如序列表中SEQ ID NO:21 所示;
所述CYP3A4基因第8外显子下游测序引物序列如序列表中SEQ ID NO:22 所示;
所述CYP3A4基因第9外显子上游测序引物序列如序列表中SEQ ID NO:23 所示;
所述CYP3A4基因第9外显子下游测序引物序列如序列表中SEQ ID NO:24 所示;
所述CYP3A4基因第10外显子上游测序引物序列如序列表中SEQ ID NO:25所示;
所述CYP3A4基因第10外显子下游测序引物序列如序列表中SEQ ID NO:26所示;
所述CYP3A4基因第11外显子上游测序引物序列如序列表中SEQ ID NO:27所示;
所述CYP3A4基因第11外显子下游测序引物序列如序列表中SEQ ID NO:28所示;
所述CYP3A4基因第12外显子上游测序引物序列如序列表中SEQ ID NO:29所示;
所述CYP3A4基因第12外显子下游测序引物序列如序列表中SEQ ID NO:30所示;
所述CYP3A4基因第13外显子上游测序引物序列如序列表中SEQ ID NO:31所示;
所述CYP3A4基因第13外显子下游测序引物序列如序列表中SEQ ID NO:32所示。
在上述试剂盒中,作为一种优选实施方式,所述试剂盒还包括内参基因 ACTB以及内参基因ACTB扩增引物,其中,
所述内参基因ACTB扩增引物的上游引物序列如序列表中SEQ ID NO:33 所示;
所述内参基因ACTB扩增引物的下游引物序列如序列表中SEQ ID NO:34 所示;
所述内参基因ACTB的序列如序列表中SEQ ID NO:35所示。
在上述试剂盒中,作为一种优选实施方式,所述试剂盒还包括测序缓冲液。 更有选地,所述测序缓冲液为Buffer缓冲液,所述Buffer缓冲液的pH为8.3。
在上述试剂盒中,作为一种优选实施方式,所述试剂盒还包括阴性对照和 阳性对照,其中,所述阴性对照为去离子水;所述阳性对照为CYP3A4*8型的 CYP3A4基因多态性中的含389G>A突变位点的基因序列DNA样品。
在上述试剂盒中,作为一种优选实施方式,所述试剂盒还包括各种PCR反 应试剂或者各种PCR反应试剂的混合物;更优选地,所述各种PCR反应试剂包 括:PCR预混合液、Mg2+、dNTPs dUTP、Taq酶、BSA、T4噬菌体的基因32 编码蛋白以及无RNase去离子水。
在上述试剂盒中,作为一种优选实施方式,所述试剂盒还包括内部阳性控 制序列以及内部阳性控制序列的扩增引物,其中:所述内部阳性控制序列如序 列表中SEQ ID NO:36所示;所述内部阳性控制序列的扩增引物的上游引物如序 列表中SEQ ID NO:37所示;所述内部阳性控制序列的扩增引物的下游引物如序 列表中SEQ ID NO:38所示。
在上述试剂盒中,各种优选实施方式可以任意组合。
一种检测CYP3A4基因多态性的方法,包括如下步骤:
步骤一,提取受检者基因组DNA;
步骤二,以步骤一得到的基因组DNA为模板,采用如序列表中SEQ ID NO:1 和SEQ ID NO:2所示的CYP3A4基因第1~3外显子的长片段扩增特异性上下游 引物、如序列表中SEQ ID NO:3和SEQ ID NO:4所示的CYP3A4基因第4~7外 显子的长片段扩增特异性上下游引物、如序列表中SEQ ID NO:5和SEQ ID NO:6 所示的CYP3A4基因第8~11外显子的长片段扩增特异性上下游引物或者如序列 表中SEQ ID NO:7和SEQ ID NO:8所示的CYP3A4基因第12~13外显子的长片 段扩增特异性上下游引物,PCR扩增CYP3A4基因第1~3外显子的长片段DNA、 CYP3A4基因第4~7外显子的长片段DNA、CYP3A4基因第8~11外显子的长片 段DNA或CYP3A4基因第12~13外显子的长片段DNA;
步骤三,对步骤二的PCR扩增产物进行凝胶电泳,并回收纯化得到的 CYP3A4基因第1~3外显子的长片段DNA、CYP3A4基因第4~7外显子的长片 段DNA、CYP3A4基因第8~11外显子的长片段DNA或CYP3A4基因第12~13 外显子的长片段DNA;
步骤四,以步骤三回收纯化后得到的产物为模板,采用如序列表中SEQ ID NO:9和SEQ ID NO:10所示的上下游引物、SEQ ID NO:11和SEQ ID NO:12所 示的上下游引物、SEQ ID NO:13和SEQ ID NO:14所示的上下游引物、SEQ ID NO:15和SEQ ID NO:16所示的上下游引物、SEQ ID NO:17和SEQ ID NO:18所 示的上下游引物、SEQ ID NO:19和SEQ ID NO:20所示的上下游引物、SEQ ID NO:21和SEQ ID NO:22所示的上下游引物、SEQ ID NO:23和SEQ ID NO:24所 示的上下游引物、SEQ ID NO:25和SEQ ID NO:26所示的上下游引物、SEQ ID NO:27和SEQ ID NO:28所示的上下游引物、SEQ ID NO:29和SEQ ID NO:30所 示的上下游引物以及SEQ ID NO:31和SEQ ID NO:32所示的上下游引物中的至 少一对相应的上下游测序引物进行测序反应;
步骤五,将步骤四得到的测序反应产物纯化后上测序仪进行测序,将测得序 列在NCBI核酸数据库中进行比对分析以获得CYP2D6基因多态性。
在上述方法中,作为一种优选实施方式,在所述步骤二中,所述PCR的反 应条件如下:先经过95℃3min;然后进入PCR循环,所述PCR循环为95℃30s、 57℃3.6min、72℃3min,共35个循环;最后72℃10min。更优选地,所述PCR 的反应液中部分组分及浓度如下:1×的PCR预混合液、Mg2+:2.5-4.0mM、dNTPs: 0.2-0.4mM、dUTP:0.3-0.6mM、Taq酶:0.2U/μL、BSA:1.25wt%、T4噬菌 体的基因32编码蛋白:1nmol/L。
在上述方法中,作为一种优选实施方式,在所述步骤四中,所述测序反应 的条件如下:先98℃变性2min,然后进行PCR循环,PCR循环参数为96℃10 s,50℃5s,60℃4min,共25个循环。
在上述方法中,作为一种优选实施方式,在所述步骤二中,所述PCR反应 中还加入了如序列表中SEQ ID NO:36所示的内部阳性控制序列、如序列表中 SEQ ID NO:37所示的内部阳性控制序列的扩增引物的上游引物以及如序列表 中SEQ ID NO:38所示的内部阳性控制序列的扩增引物的下游引物。
本发明试剂盒及检测方法的优点和效果如下:
(1)敏感性高:可以同时检测出目前报道的24种CYP3A4基因多态性, 具体详见CYP等位基因数据库(http://www.cypalleles.ki.se)。
(2)特异性强:使用特异性引物扩增CYP3A4基因长片段序列,然后进行 测序,对特定的分子进行识别,准确性高,特异性好、假阳性低,可达到直接 测序法的准确度,甚至比直接测序法更准确。
(3)简便安全:操作简单、安全,只需一次PCR扩增后可以同时进行多个 外显子测序检测多态性,极大地减少了检测环节,降低了污染的可能性。
(4)全程监控:本发明实施例提供的试剂盒引入了内部阳性控制质量控制 体系,对检测过程进行全程质量监控,有效避免假阳性或者假阴性。
(5)快速:速度快、高通量,只需一次性扩增CYP3A4基因长片段序列, 而无需对CYP3A4基因每个外显子进行扩增,极大地降低了劳动强度,节省了 检测时间,可在8小时内完成。
本发明的试剂盒及方法,利用长片段PCR测序法快速、准确的检测目前报 道的24种CYP3A4基因多态性,有效杜绝了假阳性和假阴性的发生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所 需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明 的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下, 还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例2提供的采用实施例1的试剂盒的长片段扩增引物对 扩增受检者外周血DNA PCR产物凝胶电泳结果,其片段大小预计的核酸片段大 小一致,扩增结果对应为:第一条带为Marker,第二条带为CYP3A4第1~3外 显子引物扩增长片段,第三条带为CYP3A4第4~7外显子引物扩增长片段,第 四条带为CYP3A4第8~11外显子引物扩增长片段,第六条带为CYP3A4第12~13 外显子引物扩增长片段,第七条带为阳性对照,第八条带为阴性对照;
图2是本发明实施例2提供的采用实施例1试剂盒的CYP3A4基因第7外 显子上游测序引物进行测序后所得的结果,在第7外显子核酸序列566碱基处 发生了566T>C,提示为CYP3A4基因多态性*17;
图3是本发明实施例2提供的采用实施例1试剂盒的CYP3A4基因第11外 显子上游测序引物进行测序后所得的结果,在第11外显子核酸序列1088碱基 处发生了1088C>T,提示为CYP3A4基因多态性*11。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图对本发明实 施方式作进一步地详细描述。下面实施例中未注明具体条件的实验方法,通常 为本领域常规方法,如按照常规实验条件如Sambrook等人,分子克隆,实验手 册(第三版)(科学出版社,2002)中所述的条件,或按照试剂制造厂家所建议 的条件。
实施例1.试剂盒的制备
1、内参基因ACTB以及CYP3A4基因的引物设计
根据基因序列ACTB基因序列和CYP3A4基因序列来源于美国国家生物技 术信息中心核酸数据库(NCBI),其中ACTB基因ID为60,参考序列号为 NG_007992.1,也可参见本发明序列表中SEQ ID NO:35;CYP3A4基因ID为 1574,参考序列号为NG_008421.1,采用Primer5.0引物设计软件分别设计内参 基因ACTB和CYP3A4基因的特异引物,包括:CYP3A4基因第1~3外显子的 长片段扩增特异性上下游引物、CYP3A4基因第4~7外显子的长片段扩增特异 性上下游引物、CYP3A4基因第8~11外显子的长片段扩增特异性上下游引物、 CYP3A4基因第12~13外显子的长片段扩增特异性上下游引物,以及CYP3A4 基因第1外显子上下游测序引物、CYP3A4基因第2外显子上下游测序引物、 CYP3A4基因第3外显子上下游测序引物、CYP3A4基因第4外显子上下游测序 引物、CYP3A4基因第5~6外显子上下游测序引物、CYP3A4基因第7外显子上 下游测序引物、CYP3A4基因第8外显子上下游测序引物、CYP3A4基因第9 外显子上下游测序引物、CYP3A4基因第10外显子上下游测序引物、CYP3A4 基因第11外显子上下游测序引物、CYP3A4基因第12外显子上下游测序引物和 CYP3A4基因第13外显子上下游测序引物,其中,如CYP3A4基因第1~3外显 子的长片段扩增特异性上下游引物分别用于鉴别CYP3A4基因的CYP3A4*14 型,CYP3A4基因第7外显子上下游引物用于鉴别CYP3A4*17基因多态性, CYP3A4基因第11外显子上下游引物用于鉴别CYP2D6*11等均为一一对应关 系,可以同时检测出目前报道的24种CYP3A4基因多态性,其中,24种CYP3A4 基因多态性具体详见CYP等位基因数据库(http://www.cypalleles.ki.se)。
通过上述引物设计得到:
CYP3A4基因第1~3外显子长片段扩增特异性上游引物序列: 5’-TGGACTTGGGGTGCTAATCA-3’,如序列表中SEQ ID NO:1所示;
CYP3A4基因第1~3外显子长片段扩增特异性下游引物序列: 5’-TGTGTGTGTGTAAAAACCCTGAC-3’,如序列表中SEQ ID NO:2所示;
CYP3A4基因第4~7外显子长片段扩增特异性上游引物序列:5’- GGCTGTTGATGTTTAATCAACTCTG-3’,如序列表中SEQ ID NO:3所示;
CYP3A4基因第4~7外显子长片段扩增特异性下游引物序列:5’- CAAATGTACTACAAATCACTGAACTG-3’,如序列表中SEQ ID NO:4所示;
CYP3A4基因第8~11外显子长片段扩增特异性上游引物序列5’- AGCAAATAATTATACAACCACATGAC-3’,如序列表中SEQ ID NO:5所示;
CYP3A4基因第8~11外显子长片段扩增特异性下游引物序列:5’- GCTCCAGGTAAATTTTGCACA-3’,如序列表中SEQ ID NO:6所示;
CYP3A4基因第12~13外显子长片段扩增特异性上游引物序列:5’- GTAAGAAACCCTAACATGTAACT-3’,如序列表中SEQ ID NO:7所示;
CYP3A4基因第12~13外显子长片段扩增特异性下游引物序列:5’- AGGCCAGGATGTCTCTCCA-3’,如序列表中SEQ ID NO:8所示;
CYP3A4基因第1外显子上游测序引物序列:5’-GCCCTGCTACTGGCTGCA -3’,如序列表中SEQ ID NO:9所示;
CYP3A4基因第1外显子下游测序引物序列:5’- CGGCCTGAACATCTTTTTTG-3’,如序列表中SEQ ID NO:10所示;
CYP3A4基因第2外显子上游测序引物序列:5’- TCGCTGTGACTTGATTTCTGT-3’,如序列表中SEQ ID NO:11所示;
CYP3A4基因第2外显子下游测序引物序列:5’- AAAACTTCAGACCTTCCCCCT-3’,如序列表中SEQ ID NO:12所示;
CYP3A4基因第3外显子上游测序引物序列:5’- TGACAAGAGCTTCATCCCAA-3’,如序列表中SEQ ID NO:13所示;
CYP3A4基因第3外显子下游测序引物序列:5’- TCCCAATTAGAGGCAGGGTTA-3’,如序列表中SEQ ID NO:14所示;
CYP3A4基因第4外显子上游测序引物序列:5’- TTGGGCTCCAGCTGTAGAATA-3’,如序列表中SEQ ID NO:15所示;
CYP3A4基因第4外显子下游测序引物序列:5’- CCTGGACATTTTTTAGGCAAC-3’,如序列表中SEQ ID NO:16所示;
CYP3A4基因第5~6外显子上游测序引物序列:5’- AAGTGTTCCTGTTTAACACATTTTC-3’,如序列表中SEQ ID NO:17所示;
CYP3A4基因第5~6外显子下游测序引物序列:5’- TCACTGGAATAACCCAACAGCA-3’,如序列表中SEQ ID NO:18所示;
CYP3A4基因第7外显子上游测序引物序列:5’- GTGGATGAATTACATGGTGATTT-3’,如序列表中SEQ ID NO:19所示;
CYP3A4基因第7外显子下游测序引物序列:5’- GGAAGGATGGTAAAAAGGTGCT-3’,如序列表中SEQ ID NO:20所示;
CYP3A4基因第8外显子上游测序引物序列:5’- GCTCCAGGTAAATTTTGCACA-3’,如序列表中SEQ ID NO:21所示;
CYP3A4基因第8外显子下游测序引物序列:5’- AAAACATACAGGTAACTGCACTGA-3’,如序列表中SEQ ID NO:22所示;
CYP3A4基因第9外显子上游测序引物序列:5’- TCAGGAGCCACTTTCTGTCA-3’,如序列表中SEQ ID NO:23所示;
CYP3A4基因第9外显子下游测序引物序列:5’- TATGCCTGCATGCCTCTAGAA-3’,如序列表中SEQ ID NO:24所示;
CYP3A4基因第10外显子上游测序引物序列:5’- CTCTTCATCTAAACTGTGATGCCC-3’,如序列表中SEQ ID NO:25所示;
CYP3A4基因第10外显子下游测序引物序列:5’- AGAGTCAGTGAAAGAATCAGTGATT-3’,如序列表中SEQ ID NO:26所示;
CYP3A4基因第11外显子上游测序引物序列:5’- CTTCATTAGTACTGCATGGACTGAG-3’,如序列表中SEQ ID NO:27所示;
CYP3A4基因第11外显子下游测序引物序列:5’- AGCAAATAATTATACAACCACATGACTG-3’,如序列表中SEQ ID NO:28所示;
CYP3A4基因第12外显子上游测序引物序列:5’- TCTCAACAAGACTGAAAGCTCC-3’,如序列表中SEQ ID NO:29所示;
CYP3A4基因第12外显子下游测序引物序列:5’- GGGCTTTACATGATGTTTTTGATG-3’,如序列表中SEQ ID NO:30所示;
CYP3A4基因第13外显子上游测序引物序列:5’- TCCCCTCAACACTGAAGGAGT-3’,如序列表中SEQ ID NO:31所示;
CYP3A4基因第13外显子下游测序引物序列:5’- CAATGCATGTACAGAATCCCC-3’,如序列表中SEQ ID NO:32所示;
内参基因ACTB扩增上游测序引物序列: 5’-CGATTTCTCGCAGCTCACCAT-3’,如序列表中SEQ ID NO:33所示;
内参基因ACTB扩增下游测序引物序列: 5’-AATACACACTCCAAGGCCGC-3’,如序列表中SEQ ID NO:34所示。
2、内部阳性控制序列及其引物的设计
该内部阳性控制序列包含CYP3A4基因部分序列和一部分人工合成序列, 如序列表中SEQ ID NO:36所示。
采用Primer5.0引物设计软件并按照上述引物设计原则设计出上述内部阳性 控制序列的上下游引物分别为:5’-GCGCGTGACACTGCTACATG-3’(如序列 表中SEQ ID NO:37所示)、5’-TCGAGTAGCTGAGACTGCGT-3’(如序列表 中SEQ ID NO:38所示)。
3、试剂盒的组成及制备
本发明试剂盒组成如下:
①基因组DNA提取试剂:该提取试剂为本领域常用试剂,本实施例采用组 织基因组DNA提取试剂盒(Qiagen公司,货号:69504)中的试剂。
②引物:包括上述可以分别扩增CYP3A4基因第1~3外显子、4~7外显子、 8~11外显子和12~13外显子的长片段扩增上下游引物、上述CYP3A4基因第1、 2、3、4、5~6、7、8、9、10、11、12以及13外显子测序上下游引物、上述内 部阳性控制序列扩增上下游引物和内参基因ACTB扩增上下游引物。
③上述内参基因ACTB以及内部阳性控制序列。
上述引物序列、内部阳性控制序列和内参基因ACTB序列由上海生工生物 工程技术服务有限公司合成。
④阴性对照和阳性对照:以去离子水为阴性对照,以含有CYP3A4*8型的 CYP3A4基因多态性中的含389G>A突变位点的基因序列DNA样品为阳性对 照;
阳性对照的制备:采用组织基因组DNA提取试剂盒(Qiagen公司,货号: 69504)快速提取已经确诊的含有CYP3A4*8型的CYP3A4基因多态性中的含 389G>A突变位点的基因序列的0.5ml受检者外周血基因组DNA,作为阳性对 照。
⑤各种PCR反应试剂:PCR预混合液,本实施例中选用2×PCR Premix (Qiagen公司,产品货号:210212);Mg2+、dNTPs、dUTP、Taq酶、BSA(Albumin from bovine serum,牛血清白蛋白)、T4噬菌体的基因32编码蛋白、无RNase 去离子水。
⑥测序缓冲液,pH为8.3的Buffer缓冲液,其Buffer缓冲液的配制:1μl Bigdye和3μl 5x含10mM MgCl2的400mM Tris溶液。
实施例2.用实施例1制备的试剂盒检测CYP3A4基因多态性
以随机检测30例受检者外周血标本结果为例。
用本发明的试剂盒检测人群CYP3A4基因多态性的检测流程为:首先获取 临床受检者外周血样本,快速提取基因组DNA;其次,先配制内参基因ACTB 的PCR反应液,然后加入浓度均为2ng/μl内参基因ACTB序列和内部阳性控 制序列各2μl,进行PCR扩增,PCR结束后在浓度为2%的琼脂糖DNA凝胶中 进行电泳,查看PCR扩增情况。如果内参基因ACTB的PCR扩增产物中存在 390bp和800bp左右的两个条带,提示整个检测过程有效,如图1所示,如果缺 少一条或二条带,提示检测失败,则需要重新进行检测。再次,如果通过内参 基因ACTB的PCR结果证明检测过程有效,则配制CYP3A4基因长片段扩增 PCR反应液和阴性、阳性反应液,前者中加入2μl提取的受检者外周血基因组 DNA,后者分别加入2μl去离子水和阳性样品DNA,并各加入浓度为2ng/μl内 部阳性控制序列2μl,进行PCR扩增,PCR扩增结束后在浓度为2%的琼脂糖 DNA凝胶电泳上成像,查看PCR扩增情况。受检者外周血标本CYP3A4基因 第1~3外显子、4~7外显子、8~11外显子和12~13外显子扩增片段大小分别应 为3780bp、4500bp、5210bp、4281bp左右,而且均有390bp左右条带一个,阳 性对照组为800bp和390bp左右条带各一个,阴性对照组为390bp条带1个, 如图1所示。
最后,回收纯化PCR产物以得到受检者CYP3A4第1~3外显子、4~7外显 子、8~11外显子和12~13外显子的长片段中的一个,将该DNA片段用于测序 反应的模板,配制PCR测序反应液后进行PCR测序反应,将PCR测序反应物 纯化后上测序仪进行测序。
CYP3A4基因多态性的具体检测步骤如下:
①受检者外周血基因组DNA的抽提:采用实施例1试剂盒中的基因组DNA 提取试剂按DNA抽提纯化的方法快速提取0.5ml受检者外周血基因组DNA。
②将上述提取的受检者外周血基因组DNA经琼脂糖凝胶电泳鉴定其完整 性,通过紫外分光光度计测定260nm与280nm光密度值计算DNA的纯度与浓 度,用无菌去离子水调节抽提的DNA至相同浓度,置冰箱-20℃保存。
③将实施例1试剂盒中的内部阳性控制序列标准品和内参基因ACTB标准 品分别稀释至浓度为2ng/μl。
④内参基因ACTB的PCR扩增:
PCR反应体系为20μL,在该反应体系中各成分及终浓度如下:1×的PCR 预混合液(Qiagen公司,产品货号:210212,2×PCR Premix,10.0μL)、Mg2+: 3mM;dNTPs:0.3mM;dUTP:0.5mM;Taq酶:0.2U/μL;BSA:1.25wt%; T4噬菌体的基因32编码蛋白:1nmol/L;内参基因ACTB上、下游引物均为: 0.25pmol/μL;内部阳性控制序列上、下游引物均为:0.25pmol/μL;内部阳性控 制序列:0.3pmol/μL;内参基因ACTB序列:0.2ng/μl;其余为无RNase去离子 水。
在ABI9700PCR仪器上进行PCR扩增,PCR反应程序为:先经过95℃3min, 然后95℃30s,57℃3.6min,72℃3min,35个循环,最后72℃10min。
PCR扩增结束后在浓度为2%的琼脂糖DNA凝胶电泳上成像,从电泳图中 可以看到存在390bp和800bp左右的两个条带,提示整个检测过程有效,因此 可以进行以下操作。
⑤CYP3A4基因第1~3外显子、4~7外显子、8~11外显子和12~13外显子 长片段PCR扩增:
上述四个CYP3A4基因长片段的PCR反应体系均为20μL,在该反应体系 中各成分及终浓度如下:1×的PCR预混合液(Qiagen公司,产品货号:210212, 2×PCR Premix,10.0μL);Mg2+:3mM;dNTPs:0.3mM;dUTP:0.5mM; Taq酶:0.2U/μL;BSA:1.25wt%;T4噬菌体的基因32编码蛋白:1nmol/L; CYP3A4基因第1~3外显子、第4~7外显子、第8~11外显子或第12~13外显子 长片段扩增特异性上、下游引物均为0.25pmol/μL;内部阳性控制序列上、下游 引物均为0.25pmol/μL;内部阳性控制序列:0.3pmol/μL;受检者外周血基因组 DNA的用量为2μL;其余为无RNase去离子水。
在CYP3A4基因第1~3外显子、4~7外显子、8~11外显子和12~13外显子 长片段PCR扩增的同时设置阳性对照和阴性对照,阳性对照和阴性对照的反应 体系均为20μL,在该反应体系中各成分及终浓度如下:1×的PCR预混合液 (Qiagen公司,产品货号:210212,2×PCR Premix,10.0μL);Mg2+:3mM; dNTPs:0.3mM;dUTP:0.5mM;Taq酶:0.2U/μL;BSA:1.25wt%;T4噬菌 体的基因32编码蛋白:1nmol/L;内参基因ACTB扩增上、下游引物均为: 0.25pmol/μL;内部阳性控制序列上、下游引物均为0.25pmol/μL;内部阳性控制 序列:0.3pmol/μL;阳性样品或者阴性样品的用量为2μL,其余为无RNase去离 子水。
在ABI9700PCR仪器上进行PCR扩增,PCR反应程序为:先经过95℃3min, 然后95℃30s,57℃3.6min,72℃3min,35个循环,最后72℃10min。
PCR扩增结束后在浓度为2%的琼脂糖DNA凝胶电泳上成像。如图1所示。
⑥分别切取CYP3A4基因第1~3外显子、第4~7外显子、第8~11外显子和 第12~13外显子长片段扩增PCR产物以及内部阳性控制序列PCR产物,利用 Axy公司DNA凝胶回收试剂盒回收纯化扩增的DNA片段。
⑦测序反应液的配制:取4μl Buffer测序缓冲液,浓度均为2ng/μl的步骤⑥ 回收纯化得到的四个长片段DNA各1μl,再相对应地取浓度均为1pmol/ml的 CYP3A4基因第1、2、3、4、5~6、7、8、9、10、11、12和13外显子上下游 测序引物各1μl。
在ABI9700仪器上先98℃变性2min,然后进行PCR循环,PCR循环参数 为96℃10s,50℃5s,60℃4min,25个循环,扩增结束后设置4℃保温。
⑧采用醋酸钠/乙醇法纯化步骤⑦的测序反应产物,按照ABI3130测序仪的 操作说明进行测序。
⑨数据收集处理和分析:将所测得序列在NCBI核酸数据库中进行比对分 析,分析CYP3A4基因多态性,结果参见表1。
表1为长片段PCR测序法分析受检者外周血基因组中CYP3A4基因多态性
样品 核酸变异 氨基酸变异 基因多态性 受检者外周血1 508G>A V170I CYP3A4*9 受检者外周血2 — — CYP3A4*1 受检者外周血3 — — CYP3A4*1 受检者外周血4 — — CYP3A4*1 受检者外周血5 600A>T Q200H CYP3A4*24 受检者外周血6 — — CYP3A4*1 受检者外周血7 664T>C S222P CYP3A4*2 受检者外周血8 1247C>T P416L CYP3A4*13 受检者外周血9 — — CYP3A4*1 受检者外周血10 — — CYP3A4*1 受检者外周血11 485G>A R162Q CYP3A4*15 受检者外周血12 653C>G P218R CYP3A4*5 受检者外周血13 — — CYP3A4*1 受检者外周血14 — — CYP3A4*1 受检者外周血15 — — CYP3A4*1 受检者外周血16 1247C>T P416L CYP3A4*13 受检者外周血17 — — CYP3A4*1 受检者外周血18 352A>G I118V CYP3A4*4 受检者外周血19 — — CYP3A4*1 受检者外周血20 — — CYP3A4*1 受检者外周血21 — — CYP3A4*1
受检者外周血22 352A>G I118V CYP3A4*4 受检者外周血23 1247C>T P416L CYP3A4*13 受检者外周血24 664T>C S222P CYP3A4*2 受检者外周血25 — — CYP3A4*1 受检者外周血26 — — CYP3A4*1 受检者外周血27 — — CYP3A4*1 受检者外周血28 352A>G I118V CYP3A4*4 受检者外周血29 1088C>T T363M CYP3A4*11 受检者外周血30 — — CYP3A4*1
本发明试剂盒检测能力评价:
以直接测序法作为本发明的比较检测方法,同时对上述30例受检者外周血 标本进行检测,分析结果与表1相同,因此采用本发明本试剂盒进行检测的敏 感性、特异性及灵敏度与直接测序法一致,但检测时间明显缩短、劳动强度明 显下降,完全符合实用要求(具体参见表2)。
表2为两种不同方法检测受检者外周血中CYP3A4基因多态性的比较
由上表可知,通过长片段PCR扩增测序法检验CYP3A4基因多态性,以直 接测序法作为参照,长片段PCR扩增测序法和直接测序法同时检测到13例突变 型和17例野生型,二者检测结果一致,由此得出,长片段PCR扩增测序法的阳 性预测值为100%;长片段PCR扩增测序法和直接测序法同时检测到17例野生 型,均未检测出突变型,由此得出,长片段PCR扩增测序法的阴性预测值为 100%,同时,特异性和灵敏度均为100%,阳性预测值和阴性预测值也达到100%, 且多次重复实验结果一致,一份临床标本的检测时间约为10h,耗时短,而直接 测序法法耗时约48h。
上述实验可以说明,采用敏感性及特异性均较高的本发明试剂盒并利用长 片段PCR测序法检测CYP3A4基因多态性,其检测结果的特异性和敏感度不降 低的条件下,检测时间明显缩短及劳动强度明显降低,同时,具有检测快速以 及降低了污染等特点,而且目前尚未有长片段PCR测序法检测CYP3A4基因多 态性试剂盒的相关报道。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的 精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的 保护范围之内。