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鸟分枝杆菌副结核亚种的分子检测的制作方法.docx


文档分类:医学/心理学 | 页数:约20页 举报非法文档有奖
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】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。鸟分枝杆菌副结核亚种的分子检测的制作方法专利名称:鸟分枝杆菌副结核亚种的分子检测的制作方法技术领域:本发明涉及鸟分枝杆菌副结核亚种()(MAP)的分子检测。更具体的是,该发明涉及使用数对寡核苷酸引物的PCR分析方法,所述的数对寡核苷酸引物靶向于MAP中特有的IS900元件的不同基因区,以用于MAP的分子检测和鉴定。背景技术:从微生物鉴定的角度来看鸟分枝杆菌副结核亚种(MAP)是营养苛求菌,它会导致多种动物物种的严重并常常致命的疾病,即副结核病。进一步的,越来越多的报告暗示这种AMP细菌是人类某些感染性肠道疾病的发病机理(Chiodini,1989),(Chamberlin等,2001)。迄今为止通过广泛应用分子技术促进了对MAP的鉴定。然而,需要证实结果常常使得现有技术繁琐,而且实际上仅仅在研究应用中是可行的。更具体的说,通过血清学获得的MAP感染的诊断需要进一步确证,从而避免出现常常在感染早期阶段以及与自然界中发现的与遗传性相关的分枝杆菌种属的交叉反应记录下来的假阴性结果(Ridge等1991;Nielsen等2001)。细菌培养作为一种诊断和鉴定方法,其使用因为MAP的生长所需要的培育期很长而被削弱。因此,聚合酶链式反应(PCR)一直被认为是对上述细菌进行检测和鉴定非常有用的工具(Hance等,1989)。然而,对分子技术来说,结果的鉴定是非常必要的,尤其当分子技术被应用于日常诊断时。这通常建议结合杂交分析方法,然而杂交分析方法会使整个过程繁琐并且实际上仅仅对于科研应用是可行的。因此,可靠地结合到临床物质MAP的常规鉴定中的基于聚合酶链式反应的低成本快速方法就有很重要的意义。低成本必须与高敏感性和特异性相结合。确保结果经常能被重复也是非常重要的,特别是由于常常发现在实际中在一个实验室效果很令人满意的方法,当使用到另一个实验室得到的结果不能使用。发明内容本发明已经开发了一种基于聚合酶链式反应的低成本快速方法,该方法能可靠地结合到临床或任何其他材料的MAP的常规鉴定中。为了确保所提出的分析方法的可靠性和不同实验室中结果的再现性,进行了实验室内交叉检验。本发明使得开发一种用于对人体,动物,植物或其它源中的组织样本的MAP的日常检测和鉴定方法成为可能。所述方法不仅会被应用到临床材料中,而且也可应用到人体,动物,植物源,尘土,常见的食品等其他材料上。所提出的分析方法将最佳性能和成本与高再现性结合起来,无论在各种特殊的条件和实际的情况下,该分析方法在不同实验室中都是可行的。本发明通过开发PCR分析法而实现的,TC在一个优选的实施方案中,为了形成寡核苷酸组,使用了组合的寡核苷酸引物。优选的寡核苷酸组是P1N/P3N,PIN/P4N,P2N/P3N,P2N/P4N,P1N/P2N/P3N,P1N/P2N/P4N,PIN/P3N/P4N,P2N/P3N/P4N。特别优选的是包括所有4个寡核苷酸引物的寡核苷酸组,即PIN/P2N/P3N/P4N。这些引物靶向于MAP中特有的IS900元件的基因区并且使鸟分枝杆菌副结核亚种(MAP)的检测有效、快速及可靠。在更多的引物中选用这些引物是因为他们具有更好的结果。发明详述为了可靠地检测MAP,发现优选在单管PCR分析中使用上述寡核苷酸引物-单独或者结合。在一个优选的实施方案中,为了形成寡核苷酸组使用了组合的寡核苷酸引物。用于MAP检测的寡核苷酸组是P1N/P2N,P3N/P4N,P1N/P3N,P1N/P4N,P2N/P3N,P2N/P4N,P1N/P2N/P3N,P1N/P2N/P4N,P1N/P3N/P4N,P2N/P3N/P4N。在另一个特别优选的实施方案中,使用了包括所有4种寡核苷酸引物的寡核苷酸组,即PIN/P2N/P3N/P4N。另一个优选的是使用了单管巢式PCR,使用了所有4种核苷酸引物,即PIN/P2N/P3N/P4N。为了通过PCR获得可靠检测MAP的方法,在几个实验室中进行了测试,其中一些甚至在不同的国家进行。为了检测该方法的精确性和可靠性,通常组成PCR反应的所有不同参数都未被协调,并且这个因素也被合并到对我们的方法的评估中。关于MAP上述方法以前从没有被描述过。不同的实验室承担评价DNA提取步骤和用于MAP检测的不同PCR分析方法的工作。对DNA的提取,使用了内部(in-house)和商用两种方法,而对PCR,评估了大量的不同的分析方法,首先使用扩展的GenBank数据库检索来评价引物的特异性。因此,我们对靶向于MAP中特有的IS900元件的不同基因区的单管巢式,双管巢式,和单个,PCR分析法作出结论。这四种方法应用于阳性和阴性对照样本中,所述的样本包括纯细菌培养物和福尔马林固定的石蜡包埋的组织样本(FFPE),其中所述的组织样本取自患有副结核病的牛和鸟分支杆菌感染的鸡。在所进行的测试中,所有的样本用编号数进行识别,而且合作的实验室间互相交流得到的结果。基于可靠性和成本的标准,实施较好的方法是使用上述寡核苷酸引物的单管巢式PCR分析法,同时结合内部DNA提取方法。该方法从所使用的阳性和阴性对照样本中得到了预想的结果,甚至在遗传相关的分枝杆菌菌属之间具有差异性。通过进行测试的不同实验室得到的一致性结果表明了甚至在不同的实验室条件下该方法的可靠性。图1表示B1,B2,B3和B4方法的PCR产品的电泳的代表性结果,所述方法用于检测从牛和鸡身上得到的FFPE样品。更具体的,带1表示100bp(Biolabs)DNA梯带,带2~4表示在牛的小肠的样本上实施PCR的DNA产品,带5表示在牛肠淋巴结的样本上实施PCR得到的DNA产品,带6~7表示在牛回肠的样本上实施PCR分析法得到的DNA产品,带8表示从鸡脾样品得到的PCR结果,带9表示从鸡肝样品得到的PCR结果,带T表示从阴性对照样品(没有DNA)得到的PCR结果。具体实施例方式实例材料DNA从培养物和临床材料(福尔马林固定的石蜡包埋的组织样本(FFPE))中提取,将下面所述的分子技术在其上实施。更具体的,使用了鸟分枝杆菌副结核亚种(MAP)的10个菌株和分枝杆菌亚种的各种其它成员的30个菌株的培养物(如表1中详细描述的)。为了评估所述方法的特异性,使用了几种遗传相关的菌种(大肠杆菌(Escherichiacoli),金黄色葡萄球菌(usaureus),沙门氏菌(Salmonellaspp.),肠杆菌属(Enterobacterspp.)的培养物。在所进行的实验中包括的临床材料(组织样本)包括从牛和鸡上采集的福尔马林固定的石蜡包埋的(FFPE)样本,使用了具有副结核病典型损害的牛的10个肠FFPE样本。使用了具有分枝杆菌感染的典型损伤的鸡的等数量肝和肠的FFPE样本。分别通过MAP和鸟分枝杆菌亚种()(MAA)培养,来自于牛和鸡的对应的临床材料是阳性。此外,检测了30个新鲜的和FFPE的肠和淋巴结样本,所述的样本是从没有分枝杆菌感染的临床和其他指示的人和动物中采集的。这些材料被用作阴性对照(该书据没有显示本说明书中)。方法A)从FFPE组织样本和细菌培养物中提取DNA使用两种方法从FFPE的样本中提取DNA,均使用2到3个石蜡切片上,,使用如前述(内部方法)(Ikonomopoulos等1999),所述材料通过在60度的二甲苯,和100%乙醇,以及最后用75%乙醇重复培育进行脱蜡。上述过程的产物在50度温度中在SDS和蛋白酶K中培育约1小时,以使它随后被消化。通过依次加入苯酚、苯酚-***仿-异戊醇溶液除去蛋白质。随后,DNA在乙醇和醋酸钠中沉淀(Sambrook等1989)并以沉淀形式被收集,然后将其溶解在50ul的TE缓冲液中。,使用微生物裂解试剂盒(MicroLysiskit)(Microzone)根据生产者的使用说明DNA从FFPE样本中提取DNA。从细菌中提取DNA是通过CTAB-蛋白酶K,然后使用苯酚和苯酚-***仿-异戊醇的组合进行的。DNA的提取如上述的通过乙醇和醋酸钠沉淀。对DNA提取物的质量评估,其中包括数量,纯度以及完整性,是通过光学密度计算和琼脂糖凝胶电泳来进行的。B)聚合酶链式反应(PCR)评估了大量的的PCR分析方法,首先利用NCBIBLAST软件通过扩展的GenBank数据库检索来评价引物的特异性。因此,使用总数为7对的寡核苷酸引物进行4个不同的PCR分析法进行总结和评价,其中所述的寡核苷酸引物靶向于MAP中特有的IS900元件的不同基因区。这些不同的PCR分析法将在下述的B1、B2、B3、B4中更具体的描述。-F和IS900-R(见表2)。这些引物对MAP的IS900元件的707bpDNA碎片进行了扩增(Green等1989)。,使用引物s204和s749(表2)对MAP的IS900元件的563bpDNA碎片进行了扩增。该反应的产物被1∶10稀释,然后合并到第二步反应中,用引物s345和s535(表2)对563bpDNA碎片中的210bpDNA碎片进行了扩增,其中所述的563bpDNA碎片通过s204-s749引物扩增(Englund等1999)。,使用引物IS01和IS04(表2)对IS900元件的302bpDNA碎片进行扩增。该反应的产物被1∶10稀释,然后合并到第二步反应中用引物IS02和IS03(表2)扩增302bpDNA碎片中的159bpDNA碎片,其中所述的302bpDNA碎片先前已被扩增过。,根据本发明的一种PCR分析法是包括引物P1N、P2N、P3N和P4N的单管巢式PCR分析法(表2)。将所有的引物同时加入到扩增S900元件的257bpDNA碎片的PCR反应的混合物中。用50mMKCl,10mMTris-HCl(室温,),,,200uMdNTPs,(Promega),-,以及HPLC品质的水使终体积对分析法B1和B4是50ul,对分析法B2和B3是25ul来制备上面提到的每一种PCR分析法中的反应混合物。用于分析法B1~B3中(表3)的温度分布包括起始5分钟在94度变性,随后在94度保持1分钟,在63度保持1分钟(用于分析法B1和B2)或62度保持1分钟(用于分析法B3),和在72度保持1分钟,循环35次。接下来是在72度的10分钟的培育步骤以完成DNA产品(表3)的扩增。巢式反应B2和B3的两个步骤都是在相同的温度分布条件下进行的,与B4分析法相反,分析法B4(表3)巢式反应中的两个步骤中的每一个步骤包括不同的温度分布。第一步包括在开始的变性步骤,在94度保持1分钟,然后是在94度保持1分钟,在54度保持1分钟,在72度保持1分钟,循环16次以及在94度保持1分钟,在67度维持1分钟,在72度保持1分钟,循环30次,接下来的最后扩增步骤是在72度保持3分钟(表3)。PCR产品的分析通过2%的琼脂糖凝胶电泳,溴化乙锭着色,和照像进行的。上述每一种方法的敏感度评估是按照先前介绍的(Ikonomopoulos等1998)方法,用从MAP培养物里提取的DNA的十倍稀释溶液来确定的。再现性评估在每一个不同实验室的不同特定条件下(热循环器种类,DNA聚合酶种类,缓冲液),将DNA提取方法和PCR分析法应用在上述参考例子和临床材料上。样本通过标号进行识别且实验结果在不同实验室之间互相交流和比较。,从所使用的FFPE样本得到品质和数量都令人满意的DNA。由2~3个10um厚的石蜡切片所产生的DNA的数量估计为1ug/ul,而其品质,指纯度和完整性是一样的,与DNA提取所使用的方法无关。然而,内部方法(A1),被证明虽然较繁琐但成本显著降低。正如所期望的,使用内部方法(A1)从细菌培养物中提取的DNA产品的质量从数量和完整性上都很令人满意。(B1,B2,B3和B4)应用在所使用的细菌培养物中提取的DNA上(表1),实现了对被使用的所有MAP菌株进行特异的检测和鉴定。另一方面,对于细菌培养物和FFPE样本来说,使用被评价的任何一种引物对,没有任何一种阴性对照产生了阳性结果。对从患有副结核性肠炎(Johne′sdisease)的牛上得到的10例FFPE样本用B1、B2、B3和B4方法处理所记载的阳性结果数目分别为6、9、6和10(表4)(图1)。被评估的所有PCR方法的敏感度都令人满意,尤其是使用巢式分析法。从细菌培养物里得到阳性结果所需的DNA的最低量为8pg(方法B4),这相当于大约1500个菌细胞(Baess等1984)。。更具体的是,发现方法B2和B3只有在联合使用时才可能涵盖诊断上的MAP全部范围,方法B1也存在类似的问题。方法B4对MAP的检测与所使用的材料无关。基于我们的试验数据,发现方法B4,即单管巢式PCR,它具有在相同的时间最高敏感度,特异性及再现性,同时在相同的时间它能在最短可能的时间内和最低必须的成本下直接检测结果。在从培养物中提取的细菌中,发现方法B1和B4

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