利用质谱进行叶酸遗传代谢能力检测的制作方法_3

文档序号:9231142阅读:来源:国知局
测SNP位点基因型的任何常规产品,包括:检测试剂、 检测芯片、检测载体,以及检测试剂盒等。进一步而言,该产品还能作为辅助指导或参考指 导患者合理服用叶酸的产品,其中所述患者是孕妇、产妇、待孕妇、哺乳女性、儿童等,但不 包括与叶酸代谢相关的各种肿瘤或癌症(如结肠癌、胰腺癌、胃癌等)患者。应当指出的是, 本发明涉及如何检测叶酸遗传代谢能力相关的检测方法,并不涉及如何指导患者如何服用 叶酸的方法,使用本方案仅作为指导患者服用叶酸的参考方法,而一些非遗传因素(如患 者的饮食习惯),甚至随机事件(如偶尔服用其他药物),都有可能影响药效和用药剂量。另 外,由于本发明是在已知的需要服用或已经补充叶酸的患者中检测其相关SNP,并根据检测 结果结合其他临床指标,判断服用量或对其进行回顾性研宄,因此这种检测方法不属于疾 病的诊断方法。而得知患者的SNP分型之后,仅仅只能大致预测患者需要调整叶酸的服用 剂量,而具体用药剂量需要根据该中间信息设计模型或进一步研宄,才能得到准确的用药 剂量。综合所述,本发明所涉及检测SNP的方法,其既不是疾病的诊断方法,所得到的中间 信息也不能直接用于确定用药剂量,即不能直接为治疗过程所用,因此其也不属于治疗方 法,应当视为与普通SNP检测方法相同。
[0066] 术语"rsl801133"等,均是叶酸SNP位点在NCBI数据库的统一编号。术语"C677T" 等则是位点的通俗叫法,表明MTHFR第677位碱基由C突变成T,"A1298C"表明MTHFR第 1298位碱基由A突变成C,"A66G" MTRR基因第66位基因由A突变成G.
[0067] 术语"保护碱基",指在PCR引物的5'端额外增加的碱基。由于保护碱基的序列使 得PCR引物(即核心引物)的分子量增大,可以避免反应剩余的PCR引物进入质谱检测窗 口,以避免干扰检测效果。此外,延伸引物的5'端也可以适量增加碱基序列,但其作用并非 如同PCR引物的保护碱基,使其超出检测窗口,而是适当调整延伸引物的分子量,使延伸引 物及其产物在检测窗口内处于一个合理的位置。例如,当两个基因多态位点对应的延伸引 物及产物的分子量接近时,通过给其中一个延伸引物增加碱基,改变引物及其产物的分子 量,与其他延伸引物及产物的分子量之间拉大差距,以避免局部区域质谱峰过于集中而产 生干扰和分辨不清,从而提高检测效果。因此,增加碱基后的延伸引物及产物的分子量,一 定不会超出检测窗口。上述延伸引物的额外碱基可称为引物接头。
[0068] 术语"碱性磷酸酶消化",其作用是降解PCR反应后体系中残余dNTP,其原理是使 dNTP的5'-P末端转换成5'-OH末端,从而失去与引物结合使引物延伸的能力,避免了对下 一步单碱基延伸的影响。
[0069] 术语"外切酶ExoI消化",其作用是从单链DNA的一端开始按序催化水解组成DNA 的dNTP之间3, 5-磷酸二酯键,使单链DNA最终水解为dNTP。在本技术方案中用于降解PCR 反应后残余的PCR引物。由于外切酶可以将单链的PCR引物切除,并不会在检测窗口中出 现,因此使用该外切酶时,所使用的PCR引物无需包括保护碱基。
[0070] 术语"单碱基延伸",又被称之为微测序(mini sequence),指在体系中加入延伸引 物和ddNTP,ddNTP与延伸引物的3'端连接形成延伸产物(即引物延伸了一个碱基),根据 碱基互补配对原则,由SNP位点处基因型决定具体连接何种ddNTP,这个过程类似于PCR过 程中dNTP根据互补链的碱基组成,逐个添加到PCR引物上。由于"ddNTP"与普通dNTP不 同的是,在脱氧核糖的3'位置缺少一个羟基,不能同后续的ddNTP形成磷酸二酯键,因而, 延伸引物仅在SNP位点处连接一个ddNTP,而不能像PCR那样,不断的往下延伸,因此称之 为单碱基延伸。单碱基延伸与测序过程非常相似,测序体系中加入的是dNTP和ddNTP的混 合物,测序引物连接dNTP后将继续延伸,只有连接ddNTP后,方终止延伸,因此测序产生的 是长短不一的核苷酸片段的混合物;单碱基延伸体系中加入只有ddNTP,延伸引物只能连 接一个ddNTP,并终止延伸,因此单碱基延伸产生的是延伸引物仅延伸一个碱基的核苷酸片 段。
[0071] 术语"ddNTP"是一种特殊的核苷酸,本技术方案共采用四种,它们之间存在分 子量差异,如 ddATP、ddCTP、ddGTP、ddTTP 的分子量分别是 271. 2Da、247. 2Da、287. 2Da、 327. IDa(其中ddTTP是修饰后的分子量)。当延伸引物根据SNP位点的基因型而延伸不同 的核苷酸,将形成分子量差异。通过质谱检测,可分辨出这种差异。例如,某SNP位点若是 C/T多态,对应的延伸引物长度为17个碱基(分子量5019. 3Da),当该SNP位点处是C基因 型,延伸引物将延伸一个G核苷酸并终止延伸,形成18个碱基长、分子量5306. 5Da的延伸 产物,当该SNP位点处是T基因型,延伸引物将延伸一个A核苷酸并终止延伸,形成18个 碱基长、分子量5290. 5Da的延伸产物,两种产物之间存在16Da的分子量差异。即对该SNP 位点的该实验方案,C基因型对应5306. 5Da的质谱峰,T基因型对应5290. 5Da的质谱峰。 在实际检测过程中,使用者可通过软件对5019. 3Da、5306. ?a、5290. 5Da三处进行观察:若 5019. 3Da处出现质谱峰,则是有部分或全部延伸引物没有与ddNTP结合;不论5019. 3Da处 是否出现质谱峰,若5306. 5Da与5290. 5Da处出现一处质谱峰,则该SNP位点的基因型为纯 合型,并与质谱峰的位置对应,如前所述,5306. OTa的质谱峰对应C基因型,5290.0 Ta的质 谱峰对应T基因型;若5306. 5Da与5290. 5Da两处质谱峰均出现,则该SNP位点的基因型为 杂合型;若5306. 5Da与5290. 5Da两处质谱峰均未出现,则实验失败。
[0072] 术语"纯化",指用于减少待检体系内其他物质对后续反应的影响的处理步骤。本 发明的PCR产物纯化有两种方式:一是分离杂质并丢弃,二是使杂质失去活性。其中,切 胶纯化、过纯化柱等都是通过电泳、纯化柱等分离杂质,并回收相对较纯的PCR产物,可以 认为是第一种纯化方式,该方式一般耗时,操作复杂,特别是样本量大时;碱性磷酸酶的作 用是降解(亦称"消化")dNTP,使之不能继续作为DNA聚合酶或单碱基延伸酶的底物参与 PCR或单碱基延伸反应,从而不干扰后续反应,可以认为是第二种纯化方式。应当指出的 是,单独的外切酶ExoI不起纯化作用,当它与碱性磷酸酶混合使用时,其作用是预先将单 链DNA(在反应完成后的PCR产物体系中,主要是剩余的PCR引物)降解成dNTP,再由碱性 磷酸酶使dNTP继续降解。由于PCR引物被降解,不会进入最后的质谱检测步骤,因此,如果 计划纯化步骤中增加 ExoI外切酶处理,那么无需使用具有保护碱基的PCR引物。此外,在 单碱基延伸步骤之前,由于外切酶和碱性磷酸酶都通过高温失活,其不会降解在单碱基延 伸步骤中加入的单链的延伸引物、ddNTP等,因此避免对后续实验产生影响。
[0073] 术语"检测窗口",指可用于质谱检测核苷酸分子量的范围,通常涉及引物的设计 参考范围。其中,在设计延伸引物时,对于不同的SNP位点,根据这些位点所在DNA区域的 序列特点,以及SNP位点的基因型,可以设计出分子量不同的延伸引物和延伸产物,避免不 同延伸引物及产物之间由于分子量接近而存在干扰,从而可在一个相对宽阔的检测窗口, 如4000-9000Da,实现对多个SNP位点的检测。
[0074] 术语"SNP"基因型,指表示人基因组中单核苷酸多态性的类型。其中,在实际检查 中,作为对照的用于检测的基因型既可来自于对照人基因组中,也可来自已克隆入质粒的 载体工具,而后者具有可复制和保存便捷、来源稳定而受到实际使用者的欢迎。
[0075] 术语"SNP突变频率",指SNP位点发生突变的概率。理论上,本发明能同时检测单 个个体中同时存在3个SNP突变。但实践中研宄者发现,不同SNP突变在个体中存在一定的 突变频率。HapMap项目为国际组织对人基因组中SNP位点在不同人群中进行检测的项目, NCBI数据库中有各位点在不同人群中的详细频率信息,以该项目中HCB样本(中国汉裔样 本)的数据来说明以下位点在中国人群中的分布频率。例如:
[0076] (l)rsl801133,检测45样本,MTHFR(C677T)基因,其中野生型,杂合突变型和纯合 突变型三种基因型在中国人群中分布所占比例为33%,44 %和23%。
[0077] (2)rsl801131,MTHFR(A1298C),其中野生型,杂合突变型和纯合突变型三种基因 型在中国人群中分布所占比例为66. 8%,29. 3%和3
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