UGT1A1基因多态性检测引物肽核酸及其试剂盒的制作方法

本发明涉及一种基因多态性的检测产品以及该产品所用到的检测体系，属于生物
技术领域：
。
背景技术：
：伊立替康(irinotecan,cpt-11)属于细胞毒类药物的新家族-喜树碱类药物，是半合成的可溶性喜树碱类衍生物，是目前广泛应用于临床的拓扑异构酶i抑制剂。它是一种广谱抗肿瘤药物，已广泛用于结直肠癌、肺癌、胃癌、宫颈癌、卵巢癌及其他多种恶性肿瘤的治疗。cpt-11进入体内之后在羧酸酯酶(carboxylesterases,ce)作用下转化为活性形式7-乙基-10-羟基喜树碱(7-ethyl-l0-hydroxycamptothecin,sn-38)；sn-38是一种拓扑异构酶i抑制剂，通过抑制拓扑异构酶i，阻止dna单链断裂的修复，从而干扰dna复制，影响转录水平，导致细胞死亡，发挥毒性效应。sn-38继而被肝脏和肠内的尿苷二磷酸葡萄糖醛酸基转移酶(uridinediphosphateglucuronosyltransferase,ugt)灭活为葡萄糖醛酸产物(sn-38g)后，排泄入肠，而肠道内的β-葡萄糖醛酸酶(β-glucuronidase)又可将灭活的sn-38g转化为活性产物sn-38，引起迟发性腹泻和中性粒细胞减少等毒性反应，之后肠道内的ugt酶又可将sn-38醛酸化为sn-38g解毒。因此，ugt酶的表达及其活性，与cpt-11的疗效及不良反应均密切相关。ugt是位于内质网里的一种膜结合酶，主要催化ii相结合反应，它根据核苷酸序列可以分为两个家族：ugt1和ugt2，ugt1基因位于2号染色体，包含有多于13个不同的启动子序列，可分为13个亚型，分别命名为：ugt1a1-ugt1a13，而其中ugt1a1是参与cpt-11代谢最主要的同工酶。在ugt1a1众多基因多态性中，基因启动子区的ugt1a1*28和ugt1a1*6基因多态性因与cpt-11化疗不良反应和疗效的关系尤为引人关注，是近年来研究的最多的一种变异。研究发现ugt1a1*28基因多态性可以增加cpt-11化疗时严重腹泻不良反应的发生率。ugt1a1基因位点的多态性多达几十种，其中ugt1a1*28和ugt1a1*6基因多态性与伊立替康不良反应的关系尤为隐忍关注，多项研究已经证实ugt1a1*28和ugt1a1*6突变型患者迟发性腹泻或中性粒细胞减少的发生率明显提高，在临床工作中，联合检测ugt1a1*28和ugt1a1*6基因多态性更有助于预测伊立替康不良反应。治疗前检测患者ugt1a1基因型有助于预测不良反应，知道临床用药，规避相关风险，对实现肿瘤个体化治疗有重要意义。目前对ugt1a1基因多态性的检测主要是用测序法，该方法程序繁琐，成本较高，模板量要求较大。而少数采用abi毛细管电泳的方法由于采用第一代的蓝绿光区的荧光染料，而自然界自发荧光也在蓝绿光区，所以易受自然界自发荧光干扰、影响结果判读准确性。因此，开发一种检测ugt1a1基因多态性的产品，以实现更高灵敏度、更低成本、更方便快捷的ugt1a1基因多态性检测是非常有必要的。技术实现要素：本发明要解决的技术问题是提供一种具有很高的灵敏度，模板量低，且快速、准确、低成本的ugt1a1基因多态性检测试剂盒，以及该试剂盒所用的特异性引物。本发明为解决上述技术问题提出的一种技术方案是：一种ugt1a1基因多态性检测引物肽核酸，包括正向引物ugt1a1-f1、反向引物ugt1a1-r1、正向引物ugt1a1-f2、反向引物ugt1a1-r2和肽核酸；所述正向引物ugt1a1-f1的核苷酸序列如seqidno.1所示；所述反向引物ugt1a1-r1的核苷酸序列如seqidno.2所示；所述正向引物ugt1a1-f2的核苷酸序列如seqidno.3所示；所述反向引物ugt1a1-r2的核苷酸序列如seqidno.4所示；所述肽核酸的核苷酸序列如seqidno.5所示；所述反向引物ugt1a1-r1和反向引物ugt1a1-r2的5'端设有荧光标记。上述荧光标记是fam、hex、vic、rox、cy3、或cy5。上述正向引物ugt1a1-f1和反向引物ugt1a1-r1用于检测ugt1a1*28基因6ta/7ta多态性，所述正向引物ugt1a1-f2和反向引物ugt1a1-r2用于检测ugt1a1*6基因g211a多态性。本发明为解决上述技术问题提出的又一种技术方案是：一种ugt1a1基因多态性检测试剂盒，包括引物肽核酸混合液；所述引物肽核酸混合液包括正向引物ugt1a1-f1、反向引物ugt1a1-r1、正向引物ugt1a1-f2、反向引物ugt1a1-r2和肽核酸；所述正向引物ugt1a1-f1的核苷酸序列如seqidno.1所示；所述反向引物ugt1a1-r1的核苷酸序列如seqidno.2所示；、所述正向引物ugt1a1-f2的核苷酸序列如seqidno.3所示；所述反向引物ugt1a1-r2的核苷酸序列如seqidno.4所示；所述肽核酸的核苷酸序列如seqidno.5所示；所述反向引物ugt1a1-r1和反向引物ugt1a1-r2的5'端设有荧光标记。上述荧光标记是fam、hex、vic、rox、cy3、或cy5。上述正向引物ugt1a1-f1和反向引物ugt1a1-r1用于检测ugt1a1*28基因6ta/7ta多态性，所述正向引物ugt1a1-f2和反向引物ugt1a1-r2用于检测ugt1a1*6基因g211a多态性。上述ugt1a1基因多态性检测试剂盒还包括pcr反应液、阳性对照液和阴性对照液；所述阳性对照液中包括ugt1a1*28基因的6ta酶切质粒、ugt1a1*28基因的7ta酶切质粒和ugt1a1*6基因的211a酶切质粒；阴性对照液是双蒸水。引入ugt1a1*28基因的6ta酶切质粒的6ta核苷酸序列如seqidno.6所示；引入ugt1a1*28基因的7ta酶切质粒的7ta核苷酸序列如seqidno.7所示；引入ugt1a1*6基因的211a酶切质粒的211a核苷酸序列如seqidno.8所示。反应体系的体积为10μl或20μl，所述正向引物和反向引物在反应体系中的终浓度为1μm，所述肽核酸的终浓度与引物的终浓度比值为30:1。上述pcr反应液包括pcr缓冲液、2.5mm的dntps和5u/μl的taqdna聚合酶；所述pcr缓冲液包括100mm的tris-hcl、500mm的kcl和15mm的mgcl2，用于配置所述pcr缓冲液的tris-hcl缓冲液的ph值为8.3；所述dntps包括datp、dgtp、dctp和dttp。本发明具有积极的效果：(1)本发明的ugt1a1基因多态性检测试剂盒，采用了特异性引物肽核酸组合，并且优化了反应体系，结合快速高效且全自动化的多功能遗传分析系统采用pcr毛细管电泳技术，通过引物上连接的荧光基团对产物片段进行检测从而判断ugt1a1的基因型。试剂盒的检测结果无杂峰，具有高特异性。试剂盒检测ugt1a1基因多态性的通量高，且更加节省珍贵的模板。该试剂盒经过验证，可检测低至10ng/μl的基因组样本，灵敏度极高，可以有效地为肿瘤的临床个体化用药提供辅助诊断依据。(2)本发明的ugt1a1基因多态性检测试剂盒，采用金标准进行对照实验，基因型符合率≥95％，分子分型准确度高。(3)本发明的ugt1a1基因多态性检测试剂盒针对点突变和插入设计引物和肽核酸，能够根据检测结果直观判断ugt1a1基因多态性，多重检测的引物和肽核酸相互之间几乎不干扰，能够检测浓度为10-50ng/ul样本。本发明的引物最适的退火温度57℃/60℃，针对实验失败原因不明的样本，可以徐选择不同的退火温度进行实验，提高检测的成功率。(4)本发明的ugt1a1基因多态性检测试剂盒操作简便快捷且成本低，检测时间仅需2.5至3小时，单次反应成本小于10元，而测序每反应成本约在30元。该试剂盒突破了常规测序费时费力且花费不菲的应用局限，使ugt1a1基因多态性检测在批量检测中有更广泛的应用领域，能更迅速地获得分子检测结果，使得个性化医疗过程更为顺畅。(5)本发明ugt1a1基因试剂盒联合检测ugt1a1*28和ugt1a1*6两个突变位点，比单个突变位点检出率(ugt1a1*28突变检出率21.6％和ugt1a1*6突变检出率39.2％)分别高出31.2％和13.6％，能够准确指导伊立替康在临床中的应用。附图说明图1是本发明实施例的试剂盒对h2o进行pcr反应后利用gexp系统进行毛细管电泳分析后的图谱。图2是本发明实施例试剂盒对6ta样本进行pcr反应后利用gexp系统进行毛细管电泳分析后的图谱。图3是本发明实施例试剂盒对7ta样本进行pcr反应后利用gexp系统进行毛细管电泳分析后的图谱。图4是是本发明实施例试剂盒对211a样本进行pcr反应后利用gexp系统进行毛细管电泳分析后的图谱。图5是本发明实施例试剂盒对阳性对照液进行pcr反应后利用gexp系统进行毛细管电泳分析后的图谱。具体实施方式下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述本
发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。下述实施例中，若非特意表明，所用的试剂均为分析纯，所用试剂均可从商业渠道获得。文中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件如j.萨姆布鲁克等编著的科学出版社2002年出版的《分子克隆实验指南》一书中所述的条件，或按照制造商所建议的条件。除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明中。一、试剂盒的组成。本实施例的ugt1a1基因多态性检测试剂盒包括：pcr反应液、引物肽核酸混合液、阳性对照液和阴性对照液，如表1所示。表1试剂盒组成表上述表1中试剂盒各组分的说明如下：引物肽核酸混合液由正向引物ugt1a1-f1、反向引物ugt1a1-r1、正向引物ugt1a1-f2、反向引物ugt1a1-r2、肽核酸和纯水配制而成。正向引物和反向引物在反应体系中的终浓度均为1μm。针对有效模板浓度低的dna，肽核酸(pna)的浓度与引物的浓度存在一定比例关系，本发明进行浓度梯度实验，发现肽核酸的浓度与引物浓度比为30:1至50:1时，反应体系野生型模板抑制效果最佳，当肽核酸的浓度与引物浓度在30:1至50:1范围之外，野生型和突变型模板均受到抑制，最后确定肽核酸的浓度与引物的浓度比值为30:1。pcr反应液由10×pcr缓冲液、dntps和热启动酶配制而成。10×pcr缓冲液包括100mm的tris-hcl、500mm的kcl和15mm的mgcl2。用于配制pcr缓冲液的tris-hcl缓冲液的ph值为8.3。dntps包括浓度均为2.5mm的datp、dgtp、dctp和dttp。热启动酶是使用浓度为5u/μl的taqdna聚合酶。10×pcr缓冲液、dntps和热启动酶均来自takara公司(货号：r007a)。阳性对照液是ugt1a1*28基因的6ta酶切质粒(简称：6ta质粒)的溶液、ugt1a1*28基因的7ta酶切质粒(简称：7ta质粒)的溶液、ugt1a1*6基因211a酶切质粒(简称：211a质粒)的溶液按照体积比1:1:1混合而成。阴性对照液是双蒸水。引物混合液中的正向引物ugt1a1-f1和反向引物ugt1a1-r1、正向引物ugt1a1-f2和反向引物ugt1a1-r2、肽核酸的核苷酸序列如表2所示，由上海生工生物工程有限公司合成，反向引物ugt1a1-r1和ugt1a1-r2的5’端设有cy5荧光标记。正向引物ugt1a1-f1和反向引物ugt1a1-r1检测的是ugt1a1*28基因多态性，ugt1a1-f2和反向引物ugt1a1-r2检测的是ugt1a1*6基因多态性。肽核酸是一种以中性的肽链酰胺2-氨基乙基甘氨酸键取代了dna中的戊糖磷酸二酯键骨架，其余的与dna相同，pna可以通过碱基配对的形式识别并结合dna或rna序列，形成稳定的双螺旋结构，是一种dna类似物。本发明中的肽核酸是能够与ugt1a1*6(g211a)野生型稳定结合后而不被聚合酶3’-5’端酶切功能所切割，阻碍ugt1a1*6(g211a)野生型dna模板的pcr扩增，从而实现ugt1a1*6(g211a)突变型的扩增。表2引物序列特征表seqidno.primersequences(5’-3’)1ugt1a1-f1cgtgacacagtcaaacattaactt2ugt1a1-r1cagccagtggctgccatccac3ugt1a1-f2tcgttgtacatcagagacggag4ugt1a1-r2acagccagacaaaagcatag5肽核酸tcagagacggag阳性对照液中的6ta质粒溶液是以临床样本dna为模板，以ugt1a1-f1和ugt1a1-r1为引物，先进行pcr扩增，所得的pcr产物进行测序，在测序结果中挑选出对应6ta核苷酸序列的pcr产物，将该pcr产物片段连接入质粒，最终配制为0.001ng/μl的质粒溶液。阳性对照液中的7ta质粒溶液是以临床样本dna为模板，以ugt1a1-f1和ugt1a1-r1为引物，先进行pcr扩增，所得的pcr产物进行测序，在测序结果中挑选出对应7ta核苷酸序列的pcr产物，将该pcr产物片段连接入质粒，最终配制为0.001ng/μl的质粒溶液。阳性对照液中的211a质粒溶液是以临床样本dna为模板，以ugt1a1-f2和ugt1a1-r2为引物，先进行pcr扩增，所得的pcr产物进行测序，在测序结果中挑选出对应211a核苷酸序列的pcr产物，将该pcr产物片段连接入质粒，最终配制为0.001ng/μl的质粒溶液。引入质粒的211a、6ta核苷酸序列和7ta核苷酸序列如表3所示。表3质粒序列表二、试剂盒的使用方法。本实施例的ugt1a1基因多态性检测试剂盒的具体检测步骤如下：1、样本准备。样本dna提取：采用试剂盒(axygenmultisourcegenomicdnaminiprepkit)提取样本，样本为从新鲜血样中提取的人类基因组dna。具体的操作参见试剂盒产品说明书。质量控制：获得样本dna后，通过测定浓度和od260/od280的比值控制样本质量，最终加入反应体系中的样本，od260/od280的比值在1.8～2.0之间的可获得最优反应结果。推荐浓度：待测样本的dna推荐浓度为10～50ng/μl。推荐浓度是根据不同浓度梯度实验验证的，使用本发明的反应体系和反应条件，可以得到有效实验结果的模板浓度的范围。2、试剂准备。1)取出引物混合液和pcr反应液的试管，室温融化并振荡混匀后，以2000rpm的转速离心10s。2)配制各管pcr反应体系(反应体系的总体积为20μl)：将14μl的引物混合液与4μl的pcr反应液混合，然后加入到各个pcr反应管中。3、加样。分别将提取的待测样本的基因组dna、阴性对照液和阳性对照液加入到各个pcr反应管中，加入量为2μl/管。4、pcr扩增。各反应体系采用bioertc-xp-d型pcr仪，以及贝克曼公司的gexp遗传分析系统进行实时荧光pcr反应，最优反应程序如表4所示。表4pcr反应程序表随着退火温度的升高，引物特异性提高，但是pcr产物量下降，通过对退火温度梯度的优化，确定反应程序的最佳退火温度为57℃和60℃。5、毛细管电泳。配制上样缓冲液：在各上样孔中加入24.7μl的sampleloadingsolution(beckman公司，货号：m308002)和0.3μldnasizestandardkit-400basepairs(beckman公司，货号：m308296)。再分别将1μl的pcr产物加入其中，滴入一滴矿物质油，然后在贝克曼公司的gexp遗传分析系统上分别进行毛细管电泳。6、结果分析。gexp遗传分析系统自动进行数据分析。三、试剂盒的检测结果判定。1、试剂盒有效性判定：同时满足下列条件，才可进行结果判定：1)阴性对照：在180～220bp之间未检测到荧光信号。2)阳性对照：在189bp、215bp和217bp处各检测到一个荧光信号，三个荧光信号值等于或高于dnasizestandardkit-400basepairs荧光信号，且最大荧光信号与最小荧光信号的比值≤3。2.样本有效性判定：在180bp和220bp之间：1)若检测样本的荧光信号值至少有一个高于150000，则样本加入过量，建议对pcr产物进行适当稀释后再进行毛细管电泳检测。2)若检测样本的荧光信号值至少有一个低于dnasizestandardkit-400basepairs荧光信号，则样本加入量较低，可适当增加pcr产物加入量或增加pcr循环数；若仍不行，需重新制备样本。3.结果判定标准：3.1ugt1a1*28结果判定标准在210bp和220bp之间：1)样本检测到一个215bp荧光信号，则为6ta野生型。2)样本检测到一个217bp荧光信号，则为7ta突变型。3)样本检测到215bp和217bp两个荧光信号，若两个荧光信号值的比值≤3，则为6/7ta杂合突变型；若215bp荧光信号值与217bp荧光信号值的比值>3，则为6ta野生型；若217bp荧光信号值与215bp荧光信号值的比值>3，则为7ta纯合突变型。3.2ugt1a1*6结果判定标准在180bp和200bp之间：1)样本检测到一个189bp荧光信号，且荧光信号值不低于dnasizestandardkit-400basepairs荧光信号，则为g211a纯合突变型或者g211a杂合突变型。2)在样本检测不到一个189bp荧光信号，或者荧光信号值低于dnasizestandardkit-400basepairs荧光信号，则该样本未发生ugt1a1*6(g211a)突变。四、试剂盒的特性。1、最低检测限：以104拷贝/反应的阳性质控品，检测试剂盒，阳性检出率≥98％。2、特异性：对至少5例阴性参考品进行检测，测试结果100％为阴性。3、准确度：对至少5例阳性参考品进行检测，测试结果100％为阳性。4、精密度：1)批内精密度：以同一批试剂盒重复检测同一阳性样本5次，检测结果全部为阳性。2)批间精密度：3个不同批次的试剂盒检测同一阳性样本3次，检测结果全部为阳性。5、稳定性及运输：本实施例的ugt1a1基因多态性检测试剂盒根据稳定性实验，确定本试剂盒应保存于-15℃～-35℃(引物混合液应避光保存)，避免反复冻融。运输时应防高温和日晒，试剂盒应冷藏运输。试剂盒有效期为6个月。本发明检测基因型为ugt1a1*28和ugt1a1*6野生纯合的患者，伊立替康的毒副反应较弱；检测基因型为ugt1a1突变型(包括ugt1a1单位点突变型和ugt1a1双位点突变型)的患者，伊立替康的毒副反应风险较高。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。sequencelisting<110>上海赛安生物医药科技有限公司<120>ugt1a1基因多态性检测引物肽核酸及其试剂盒<130>无<160>8<170>patentinversion3.3<210>1<211>24<212>dna<213>人工合成<400>1cgtgacacagtcaaacattaactt24<210>2<211>21<212>dna<213>人工合成<400>2cagccagtggctgccatccac21<210>3<211>22<212>dna<213>人工合成<400>3tcgttgtacatcagagacggag22<210>4<211>20<212>dna<213>人工合成<400>4acagccagacaaaagcatag20<210>5<211>12<212>dna<213>人工合成<400>5tcagagacggag12<210>6<211>215<212>dna<213>人工合成<400>6cgtgacacagtcaaacattaacttggtgtatcgattggtttttgccatatatatatatat60aagtaggagagggcgaacctctggcaggagcaaaggcgccatggctgtggagtcccaggg120cggacgcccacttgtcctgggcctgctgctgtgtgtgctgggcccagtggtgtcccatgc180tgggaagatactgttgatcccagtggatggcagcc215<210>7<211>217<212>dna<213>人工合成<400>7cgtgacacagtcaaacattaacttggtgtatcgattggtttttgccatatatatatatat60ataagtaggagagggcgaacctctggcaggagcaaaggcgccatggctgtggagtcccag120ggcggacgcccacttgtcctgggcctgctgctgtgtgtgctgggcccagtggtgtcccat180gctgggaagatactgttgatcccagtggatggcagcc217<210>8<211>189<212>dna<213>人工合成<400>8tcgttgtacatcagagacggagcattttacaccttgaagacgtaccctgtgccattccaa60agggaggatgtgaaagagtcttttgttagtctcgggcataatgtttttgagaatgattct120ttcctgcagcgtgtgatcaaaacatacaagaaaataaaaaaggactctgctatgcttttg180tctggctgt189当前第1页12