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CN108411011A - 结核分枝杆菌异烟肼耐药检测标志物 - Google Patents

结核分枝杆菌异烟肼耐药检测标志物 Download PDF

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CN108411011A
CN108411011A CN201810208918.3A CN201810208918A CN108411011A CN 108411011 A CN108411011 A CN 108411011A CN 201810208918 A CN201810208918 A CN 201810208918A CN 108411011 A CN108411011 A CN 108411011A
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China
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周琳
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Guangdong Tuberculosis Control Central
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Guangdong Tuberculosis Control Central
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    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
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    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
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Abstract

本发明公开了结核分枝杆菌异烟肼耐药检测标志物,本发明经过筛选、研究发现在结核分枝杆菌异烟肼耐药过程甲基化水平降低同时表达水平升高的最显著的三个基因(Rv0405、Rv0252、Rv090),经过蛋白分子互作分析,得到三个基因相关蛋白分子的互作网络图,显示这三个基因均在结核分枝杆菌中有重要地位。通过检测Rv0405、Rv0252、Rv090表达水平迅速检测结核杆菌是否具有异烟肼耐药性,从而为结核杆菌的研究提供指导作用,同时也为相关疾病的临床治疗提供比较好的参考作用。

Description

结核分枝杆菌异烟肼耐药检测标志物
技术领域
本发明属于生物检测领域,涉及一组结核分枝杆菌异烟肼耐药检测标志物。
背景技术
耐药结核病是全球结核病防控工作中面临的重大难题,尤其是耐多药结核病和广泛耐药结核病严重威胁人类身体健康,2013年报告显示虽然新发结核病患者减少,但耐多药结核病的诊治远远未达到预期目标。耐药结核病的及时有效监测是结核病防治工作的关键,目前我国结核病实验室对耐药结核病的诊断包括传统比例法药敏、BACTEC MGIT 960系统以及基于分子生物学的快速诊断方法等。
1996年以来结核病实验室广泛采用传统比例法药敏试验进行耐药结核病的检测,其原理是分别接种两种不同浓度的菌液(10-2mg/mL和10-4mg/mL)至含有相同药物浓度的罗氏固体培养基中,计数对照培养基(不含药中性培养基)和含药培养基上生长的结核菌菌落数,计算耐药百分比;若耐药百分比大于1%则判定该测试菌对该药具有耐药性。固体培养法可直接观察菌落形态,可以用于结核分枝杆菌的判定,因此常用于临床标本的鉴别及药物敏感性测定等。虽然该方法具有较高的特异性和灵敏性,但由于结核菌生长缓慢,一般需要1-2月才可报药敏结果,因此不能快速的诊断出耐药结核病,进而不能采取及时有效的治疗措施,可能错过结核患者的最佳治疗期。
BACTEC液体培养法是对传统比例法药敏试验较早的一次革新,美国BD公司早期研发的BACTEC-460快速培养系统是全球第一台全自动结核分枝杆菌培养鉴定仪,其原理是将结核菌接种入含14C标记棕榈酸的7H12B培养基中,如果有结核菌生长则会分解棕榈酸,产生14CO2,并通过仪器换算成生长指数(GI)从而判断有无结核菌生长。如果在培养基中加入一定浓度的抗结核药物,与不加抗结核药物对照管比较14C的产量,从而可以快速鉴定药敏实验结果。该法可将药敏试验时间缩短至7-14天,但该法易受杂菌污染且有放射性污染,并且试剂价格昂贵,因此该技术被BACTEC MGIT-960所取代。
BACTEC MGIT-960系统采用BD公司研发的含有Middle brook 7H9培养基的分枝杆菌培养管(MGIT),该培养管的底部包被有对氧浓度敏感的荧光显示剂硅氧烷;当有分枝杆菌生长消耗培养管中的氧气后,荧光显示剂将被激活释放出荧光,可在365nm处的紫外灯下观测该荧光。如在培养基中加入一定浓度的抗结核药物,培养几天后与不加药物的对照管进行比较则可判定其对该药的敏感性。该法同BACTEC-460系统一样可将药敏试验时间缩短至7-10天,同时该法具有无放射性污染,也可做二线药物的药敏实验等优点,但其仍存在杂菌污染的缺点(8.1%),因此该方法需同传统固体比例法药敏联合使用,才可准确判定结核菌的药物敏感性。以上系统均是利用液体培养法加快结核分枝杆菌的生长,并通过自动化仪器检测分枝杆菌的菌种类型以及对药物的敏感性;但其缺点是仪器价格昂贵,进口液体培养基的费用较高,而且其检测技术仍建立在结核菌自然生长的基础上,因而难以突破生长缓慢的限制。
分子生物学的测定方法依赖于基因突变引起结核菌耐药性的分子机制,突变基因是耐药结核分枝杆菌快速测定的切入点。经过以往的研究,目前已发现结核菌耐药株的部分耐药位点,通过分子生物学的方法检测相关耐药位点从而可判定结核菌的耐药性。目前根据耐药基因的突变位点设计出的商品化结核分枝杆菌耐药性分子诊断试剂盒主要包括:Xpert MTB/RIF、Geno MTBDRplus和基因芯片等。但是这些方法要么容易受气溶胶污染,对操作水平要求较高,要么操作复杂,设备昂贵,限制了再实验室的普遍使用。因此发现一种可靠的,简便的检测耐药性标志物具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于公开一组异烟肼耐药检测标志物。
本发明所采取的技术方案是:
结核分枝杆菌异烟肼耐药检测标志物,所述标志物为Rv0405、Rv0252、Rv090。
一种检测结核分枝杆菌异烟肼耐药的试剂盒,所述试剂盒中含有定量检测Rv0405、Rv0252、Rv090的试剂。
定量检测基因Rv0405、Rv0252、Rv090表达量的试剂在制备结核分枝杆菌异烟肼耐药检测试剂盒中的应用。
定量检测基因Rv0405、Rv0252、Rv090表达量的试剂在结核杆菌研究中的应用。
一种结核分枝杆菌异烟肼耐药的检测方法,检测Rv0405、Rv0252、Rv090基因表达情况,当基因表达上显著升高即表明目标菌具有异烟肼耐药性。
本发明的有益效果是:本发明标志物检测方便,可以迅速检测结核杆菌是否具有异烟肼耐药性,从而为结核杆菌的研究提供指导作用,同时也为相关疾病的临床治疗提供比较好的参考作用。
附图说明
图1为不同样本中甲基化的差异。
图2为不同样本中基因表达水平的差异。
具体实施方式
实施例
1).耐药家系的构建:
首先挑先H37Rv单克隆菌株,扩增后保存为G0代菌株,同时准备好1麦氏浊度的菌液接种到异烟肼的梯度培养基上(20 2-1 2-2 2-3 2-4),37度培养箱中培养4周左右,取有菌落生长且菌量满足后续的冻存及传代的最高药物浓度培养基的菌株为G1代,以此类推,直至最高药浓度(WHO标准耐药浓度)培养上有足量细菌生长,定义为异烟肼耐药株模型构建成功。
2)组学分析
扩增异烟肼耐药菌株与平行对照菌析,分别提取基因组、RNA进行后续的甲基化组学、转录组学测序分析,经生物信息分析后筛选出甲基化水平降代最显著且表达水平升高最显著的三个基因作为异烟肼耐药诊断的新的分子标志物。组合目前成熟的各种基因检测方法即可开发出新的异烟肼耐药快速诊断试剂盒。
如图1所示,每一条横线条代表一个基因,通过热图可以清晰的显示出两组样本中甲基化的差异。
差异基因的信号通路富集分析:
将异烟肼耐药过程中甲基化水平发生变化的基因经KEGG分析,即可得到这些差异基因所富集的细胞信号通路。
如图2所示,每一条横线条代表一个基因,通过热图可以清晰的显示出两组样本中同一基因表达水平的差异。
将异烟肼耐药过程中表达水平发生变化的基因经KEGG分析,即可得到这些差异基因所富集的细胞信号通路。
两组学差异综合分析结果:
经过两组学的联合分析,最终筛选到在异烟肼耐药过程甲基化水平降低同时表达水平升高的最显著的三个基因(Rv0405、Rv0252、Rv090),经过蛋白分子互作分析,得到三个基因相关蛋白分子的互作网络图,显示三个基因均在结核分枝杆菌中有重要地位。
3)RT-PCR检测
采用RT-PCR进行验证。建立8μL体系,加入2×Master Mix 5μL,正、反向引物各0.5μL,蒸馏水2μL。将8μL混合液加到384-PCR板对应的每个孔中,加入对应的2μL cDNA,小心粘上Sealing Film封口膜,并短暂离心混合。将上述384-PCR板置于Realtime PCR仪上进行PCR反应。反应程序如下:95℃,10min;40个PCR循环(95℃,10s;60℃,60s收集荧光)。为了建立PCR产物的熔解曲线,扩增反应结束后,按(95℃,10s;60℃,60s;95℃,15s);并从60℃缓慢加热到99℃(仪器自动进行-Ramp Rate为0.05℃/s)。由于受RNA浓度定量误差和RNA逆转录效率误差等的影响,每个样品的2μL体积的cDNA其含量并不完全相同,为校正此差异,我们使用Gapdh(不同样品间表达量基本恒定)作为内参,以样品待测基因的值除以此样品内参的值,最终得到的比值为样品的待测基因相对含量。
结果表明,Rv0405、Rv0252、Rv090三个基因在异烟肼耐药过程甲基化水平降低同时表达水平升高。

Claims (5)

1.结核分枝杆菌异烟肼耐药检测标志物,其特征在于,所述标志物为Rv0405、Rv0252、Rv090。
2.一种检测结核分枝杆菌异烟肼耐药的试剂盒,其特征在于,所述试剂盒中含有定量检测Rv0405、Rv0252、Rv090的试剂。
3.定量检测基因Rv0405、Rv0252、Rv090表达量的试剂在制备结核分枝杆菌异烟肼耐药检测试剂盒中的应用。
4.定量检测基因Rv0405、Rv0252、Rv090表达量的试剂在结核杆菌研究中的应用。
5.一种结核分枝杆菌异烟肼耐药的检测方法,其特征在于,检测Rv0405、Rv0252、Rv090基因表达情况,当基因表达上显著升高即表明目标菌具有异烟肼耐药性。
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