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【推荐】快速基因分型检测：赋能高通量肿瘤早筛
人阅读 发布时间：2023-10-12 07:20
基因分型(genotyping）是确定种群中个体间遗传变异的过程。SNPs（单核苷酸多态性）或点突变是最常见的遗传变异类型，是构成个体之间表型多样性的主要部分。其中， 造成个体差异的基因序列变异 90%以上属于SNPs，SNP 主要是指由基因组核苷酸水平上的变异引起的 DNA 序列多态性，在不同个体的同一条染色体或同一位点的核苷酸序列中，绝大多数核苷酸序列一致而只有一个碱基不同的现象，这就是SNP。
一般而言,SNP 指变异频率大于 1 % 的单核苷酸变异。在人类基因组中大概每 1000 个碱基就有一个 SNP , 人类基因组上的 SNP 总量大概是 3 ×10^6 个 。大多数SNP对健康或发育没有影响，但是有一些SNPs可能与遗传疾病相关，例如镰状细胞性贫血、范科尼贫血等。根据突变DNA的位置，有一些SNP可能还会导致更复杂的疾病，包括癌症、心脏疾病、糖尿病、免疫功能紊乱等。
基因分型已用于许多领域，最重要的领域是临床研究和诊断。比如说疾病易感性与诊断，识别与某些疾病风险增加有关的基因变异，并确定哪些人患某些疾病的风险更高。
SNP还被大量运用于伴随诊断，比如说药物基因组学 ，通过鉴定影响个体对特定药物反应的基因变异，用帮助制定个性化的治疗计划，避免药物不良反应，这个对肺癌、乳腺癌、结直肠癌等肿瘤患者的早期筛查、诊断及预后具有重要意义以及人类遗传学，用于基因组学研究，包括不同群体的迁移模式和遗传多样性。这些信息可以帮助我们更好地理解人类的进化和历史。
临床诊断和伴随诊断的结合用于个性化医疗对目前临床医学来说是最重要的应用。通过检测单个核苷酸的变化来对特定疾病的掌握基本的了解，因为SNP可能与个体对某些药物的反应相关，因此作为个性化治疗可以运用在癌症诊断诊疗的各个环节。
SNP检测方法众多，大约有20多种， 包括测序法、Taqman探针法、ARMS-PCR、分子信标、高分辨率溶解曲线法、CAPS、SNaPshot、KASP、基因芯片、质谱法等。其中PCR 法的优点为灵敏度高、操作简单、成本低、快速方便，适用于已知SNP位点的检测，检测结果很容易解读。
Taqman探针法是最常用的PCR检测技术，灵敏度高、分型准确、操作便捷，是最常用的SNP分型方法之一。
用在SNP检测里的时候是通过一对两端有不同荧光标记的特异探针来识别不同的等位型（如下图A和B），根据扩增检测到的不同荧光信号，可以判断相应样本的SNP 等位基因型。在等位基因鉴别图中可能看到三个不同的荧光簇集：分别代表纯合子AA,纯合子BB,和杂合子A/B。
检测判断反应特异性的高低主要从对簇集分辨率上判断。特异性好的SNP分型反应，应该是得到明显区分的簇团，而每个簇团又很集中，这样的结果有利于更好地识别等位基因。而特异性差的SNP检测就会出现集群不够紧密、拖沓的现象 （如下图）。
传统的qPCR 基因分型反应，需要对样本进行核酸提取，移除掉样本中天然存在或者是采集样本过程中添加的如抗凝剂这些PCR抑制物，以得到富集高质量的核酸，有助于得到好的分型结果，但是核酸提取的过程不仅耗时，还有潜在的交叉污染。对于如癌症早期筛查，生物标志物量比较少的情况，很容易导致靶标丢失。
为了提高样本检测的周转时间，减少核酸提取中的样本损失和交叉污染的风险，对样本直接进行扩增免除核酸提取是一个很有效的解决方法，不仅可以提高样本检测周转时间，还能降低成本，将样本的核酸释放、扩增和检测集成与一体， 更适用于POC检测平台。
对人体诊断来说，血液、尿液、唾液和FFPE是用于基因分型最常用的检测样本，它们成分不同，用于直接PCR扩增具有各自的挑战，例如血液样本含有血红素，IgG，血红蛋白，乳铁蛋白，抗凝血剂…尿液样本含有尿素，FFPE组织样本的石蜡固定导致出现的DNA交联，DNA质量低的问题。因此，想要达到理想的直接基因分型结果，对不同的样本来说对扩增体系要求肯定是不同的。
在过去长达2年里，Meridian迈迪安生物公司分子团队通过深入研发，针对这些常见的临床样本开发了不同的检测配方，开发出Specimen-specificTM特定样本类型qPCR分子预混液系列，分别对不同样本中存在的不同抑制物具有更强、更针对性的抗抑功能，同时还对体系中的酶、核苷酸、Mg、盐、缓冲液、增强剂和稳定剂进行了优化，最终将高质量的酶和先进的化学缓冲液体系结合，实现高灵敏、高特异的直接SNP分型检测。不仅如此，还能够兼容冻干，做成微球或者粉状，可以用在微流控等体系中，适用于高通量POC平台的理想选择。
分别使用A/ Lyo-ReadyTM 基因分型血液直扩qPCR预混液、B/ Roche Kapa Probe Force、C/ThermoFisher TaqPathTM 和D/ Qiagen Type-itFast SNP Probe PCR试剂盒对10% K2-EDTA全血中的EBV靶标进行检测。等位基因AA（红色）和等位基因CC（蓝色）为纯合样本，等位基因A/C为杂合样本（绿色），与NTC（黑色）进行比对，图中x表示未确定。结果显示，与对比试剂相比，Lyo-ReadyTM 基因分型血液直扩qPCR预混液对10%全血样本的直接检测具有更紧密的集群分布，对等位基因的分辨更准确。
HPV有多种类型，其中HPV 16型和18型属于高危型病毒之一，与宫颈癌、膀胱癌的发生密切相关 ，是十几种高危型里面致癌能力最强的类型。研究发现，HPV 16型病毒 的E6-T350G突变可能与宫颈癌和口咽癌细胞的增殖有关。
分别使用 A) Lyo-Ready™ 可冻干基因分型尿液直扩qPCR预混液 (MDX158), B/ KAPA Probe Force qPCR Mix (Roche), C) TaqPath™ ProAmp™ Multiplex Master Mix (ThermoFisher) 和 D) Type-it Fast SNP Probe PCR Kits (Qiagen) 对40% UTM样本中的人乳头瘤病毒（HPV）16型 E6-T350G突变进行检测。等位基因G（蓝色）和 等位基因T（红色）的纯合样本，等位基因G/T的杂合样本（绿色），与NTC（黑色）进行比对，图中x表示未确定。结果显示，与对比试剂相比，Lyo-ReadyTM 可冻干基因分型尿液直扩qPCR预混液对UTM样本的直接检测具有更紧密的集群分布，对临床相关的突变位点具有更准确的分辨。
邮箱：info.cn@meridianlifescience.com
一般而言,SNP 指变异频率大于 1 % 的单核苷酸变异。在人类基因组中大概每 1000 个碱基就有一个 SNP , 人类基因组上的 SNP 总量大概是 3 ×10^6 个 。大多数SNP对健康或发育没有影响，但是有一些SNPs可能与遗传疾病相关，例如镰状细胞性贫血、范科尼贫血等。根据突变DNA的位置，有一些SNP可能还会导致更复杂的疾病，包括癌症、心脏疾病、糖尿病、免疫功能紊乱等。
基因分型已用于许多领域，最重要的领域是临床研究和诊断。比如说疾病易感性与诊断，识别与某些疾病风险增加有关的基因变异，并确定哪些人患某些疾病的风险更高。
SNP还被大量运用于伴随诊断，比如说药物基因组学 ，通过鉴定影响个体对特定药物反应的基因变异，用帮助制定个性化的治疗计划，避免药物不良反应，这个对肺癌、乳腺癌、结直肠癌等肿瘤患者的早期筛查、诊断及预后具有重要意义以及人类遗传学，用于基因组学研究，包括不同群体的迁移模式和遗传多样性。这些信息可以帮助我们更好地理解人类的进化和历史。
临床诊断和伴随诊断的结合用于个性化医疗对目前临床医学来说是最重要的应用。通过检测单个核苷酸的变化来对特定疾病的掌握基本的了解，因为SNP可能与个体对某些药物的反应相关，因此作为个性化治疗可以运用在癌症诊断诊疗的各个环节。
SNP检测方法众多，大约有20多种， 包括测序法、Taqman探针法、ARMS-PCR、分子信标、高分辨率溶解曲线法、CAPS、SNaPshot、KASP、基因芯片、质谱法等。其中PCR 法的优点为灵敏度高、操作简单、成本低、快速方便，适用于已知SNP位点的检测，检测结果很容易解读。
Taqman探针法是最常用的PCR检测技术，灵敏度高、分型准确、操作便捷，是最常用的SNP分型方法之一。
用在SNP检测里的时候是通过一对两端有不同荧光标记的特异探针来识别不同的等位型（如下图A和B），根据扩增检测到的不同荧光信号，可以判断相应样本的SNP 等位基因型。在等位基因鉴别图中可能看到三个不同的荧光簇集：分别代表纯合子AA,纯合子BB,和杂合子A/B。
检测判断反应特异性的高低主要从对簇集分辨率上判断。特异性好的SNP分型反应，应该是得到明显区分的簇团，而每个簇团又很集中，这样的结果有利于更好地识别等位基因。而特异性差的SNP检测就会出现集群不够紧密、拖沓的现象 （如下图）。
传统的qPCR 基因分型反应，需要对样本进行核酸提取，移除掉样本中天然存在或者是采集样本过程中添加的如抗凝剂这些PCR抑制物，以得到富集高质量的核酸，有助于得到好的分型结果，但是核酸提取的过程不仅耗时，还有潜在的交叉污染。对于如癌症早期筛查，生物标志物量比较少的情况，很容易导致靶标丢失。
为了提高样本检测的周转时间，减少核酸提取中的样本损失和交叉污染的风险，对样本直接进行扩增免除核酸提取是一个很有效的解决方法，不仅可以提高样本检测周转时间，还能降低成本，将样本的核酸释放、扩增和检测集成与一体， 更适用于POC检测平台。
对人体诊断来说，血液、尿液、唾液和FFPE是用于基因分型最常用的检测样本，它们成分不同，用于直接PCR扩增具有各自的挑战，例如血液样本含有血红素，IgG，血红蛋白，乳铁蛋白，抗凝血剂…尿液样本含有尿素，FFPE组织样本的石蜡固定导致出现的DNA交联，DNA质量低的问题。因此，想要达到理想的直接基因分型结果，对不同的样本来说对扩增体系要求肯定是不同的。
在过去长达2年里，Meridian迈迪安生物公司分子团队通过深入研发，针对这些常见的临床样本开发了不同的检测配方，开发出Specimen-specificTM特定样本类型qPCR分子预混液系列，分别对不同样本中存在的不同抑制物具有更强、更针对性的抗抑功能，同时还对体系中的酶、核苷酸、Mg、盐、缓冲液、增强剂和稳定剂进行了优化，最终将高质量的酶和先进的化学缓冲液体系结合，实现高灵敏、高特异的直接SNP分型检测。不仅如此，还能够兼容冻干，做成微球或者粉状，可以用在微流控等体系中，适用于高通量POC平台的理想选择。
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血液样本
对10%人体全血的检测而得荧光簇更紧密，等位基因辨别能力更强
分别使用A/ Lyo-ReadyTM 基因分型血液直扩qPCR预混液、B/ Roche Kapa Probe Force、C/ThermoFisher TaqPathTM 和D/ Qiagen Type-itFast SNP Probe PCR试剂盒对10% K2-EDTA全血中的EBV靶标进行检测。等位基因AA（红色）和等位基因CC（蓝色）为纯合样本，等位基因A/C为杂合样本（绿色），与NTC（黑色）进行比对，图中x表示未确定。结果显示，与对比试剂相比，Lyo-ReadyTM 基因分型血液直扩qPCR预混液对10%全血样本的直接检测具有更紧密的集群分布，对等位基因的分辨更准确。
FFPE样本
对FFPE粗处理样本直接SNP分型的簇集更紧密，等位基因区分更好
分别使用 Lyo-ReadyTM 可冻干基因分型FFPE直扩qPCR预混液(MDX168), 与对比试剂进行对比，对处理后的FFPE肺肿瘤组织样本中的3种肿瘤靶标进行检测。*KIT24和PDGFRA(Platelet Derived Growth Factor Receptor α，血小板衍生生长因子受体α)都是受体酪氨酸激酶(RTKs)信号通路的一部分。毛细血管扩张性共济失调突变(ATM)是一种作用于p53上游的激酶，控制着解决双链DNA断裂的关键DDR通路。这三种基因突变都能在肺癌组织中发现。结果显示，与对比试剂相比MDX168对肺组织FFPE粗处理样本的检测获得更紧密、更明显的簇集，能更准确地区分等位基因。
尿液样本
对HPV -16型的E6-T350G突变检测
HPV有多种类型，其中HPV 16型和18型属于高危型病毒之一，与宫颈癌、膀胱癌的发生密切相关 ，是十几种高危型里面致癌能力最强的类型。研究发现，HPV 16型病毒 的E6-T350G突变可能与宫颈癌和口咽癌细胞的增殖有关。
分别使用 A) Lyo-Ready™ 可冻干基因分型尿液直扩qPCR预混液 (MDX158), B/ KAPA Probe Force qPCR Mix (Roche), C) TaqPath™ ProAmp™ Multiplex Master Mix (ThermoFisher) 和 D) Type-it Fast SNP Probe PCR Kits (Qiagen) 对40% UTM样本中的人乳头瘤病毒（HPV）16型 E6-T350G突变进行检测。等位基因G（蓝色）和 等位基因T（红色）的纯合样本，等位基因G/T的杂合样本（绿色），与NTC（黑色）进行比对，图中x表示未确定。结果显示，与对比试剂相比，Lyo-ReadyTM 可冻干基因分型尿液直扩qPCR预混液对UTM样本的直接检测具有更紧密的集群分布，对临床相关的突变位点具有更准确的分辨。
迈迪安Specimen-specificTM特定样本类型SNP qPCR系列
以卓越的配方、超灵敏特异的性能、便捷快速的操作，助力癌症检测、伴随诊断、NIPT、传染病诊断、药物基因组学等先进体外诊断检测的发展。| 产品货号 | 产品 |
| MDX128 | Lyo-ReadyTM 可冻干基因分型血液直扩qPCR预混液 |
| MDX158 | Lyo-Ready™ 可冻干基因分型尿液直扩qPCR预混液 |
| MDX168 | Lyo-ReadyTM 可冻干基因分型FFPE直扩qPCR预混液 |
迈迪安的所有产品都可以提供商业大规模生产，符合ISO13485标准，并大量用于全球各种获得认证的商用检测中。
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美国迈迪安生物科技是一家大规模生产各种抗体，各种病毒抗原，各种重组蛋白质，各类 PCR 多聚酶，各种核苷酸和体外诊断关键试剂的大型领军企业。45年以来，迈迪安生命科学公司始终坚持以提供创新的生命科学解决方案和建立值得信赖的合作伙伴关系为我们的宗旨。我们的重点是为体外诊断试剂公司提供优质的原料和服务，使其有助于推动这些领域的发展。
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