本發(fā)明涉及一種用于房顫易感基因檢測的snp分型試劑盒及其應用，屬于生物學領域。

背景技術：

心房顫動(atrialfibrillation，af，簡稱房顫)是指規(guī)則有序的心房電活動喪失，代之以快速無序的顫動波，是當今最常見的持續(xù)性心律失常，在人群中的發(fā)病率約為1％～2％。目前，全球房顫患病人數達3350萬，我國現(xiàn)患病人數已達1000萬以上，預計到2060年將增加2倍。房顫嚴重危害人類健康，有較高的致殘率和致死率，可引起腦卒中、心力衰竭、心動過速性心肌病、室性心律失常、血栓栓塞、死亡等嚴重后果，是二十一世紀亟待解決的心臟疾病領域重大課題之一。

自房顫被發(fā)現(xiàn)以來，關于房顫的研究就從未停止過，近十年來，科學界則將研究重心轉移到對房顫的遺傳學發(fā)病機制上來，這些研究為證明房顫為遺傳疾病提供了重要的依據，尤其是以大樣本研究為依據的全基因組關聯(lián)分析(gwas)為心房顫動的遺傳機制提供了新的思路。在關聯(lián)分析方面，各研究中心發(fā)表了很多與房顫相關的位點，其中與房顫顯著相關的主要有染色體4q25上的rs2200733和rs10033464兩個位點、kcnn3基因上的rs13376333位點、zfhx3基因上的rs7193343位點、cav1基因上的rs3807989位點、tbx5基因上的rs3825214位點等。

單核苷酸多態(tài)性(singlenucleotidepolynorphism，snp)是人類基因組dna序列變異的主要形式，是決定人類疾病(尤其是多基因疾病)易感性和藥物反應性差異的核心信息。arms-pcr是newton等首先建立用來檢測已知突變的方法。其原理是在dna序列一端的突變處設計兩個引物，突變位點位于引物的3'末端，一個相應于正常等位基因序列引物，一個相應于突變基因序列引物，再在dna另一端設計一個共用引物，從而用pcr對突變基因進行檢測。目前，用于房顫易感基因檢測的方法主要有測序法以及基因芯片法，存在操作復雜、耗時長、成本高等缺點。例如：申請?zhí)枮?01210184474.7，名稱為房顫易感基因基因無創(chuàng)檢測試劑盒的中國專利，具體涉及dna測序技術，該方法操作步驟繁瑣、耗時長、不利于批量檢測；申請?zhí)枮?01110338262.5，名稱為用于預測迷宮手術治療房顫療效的基因芯片的中國專利，具體涉及基因芯片技術，該方法雖能檢測多個房顫相關snp位點，但涉及dna提取及多次pcr擴增，操作步驟較多。

房顫，尤其是孤立性房顫的發(fā)病存在明顯的家族聚集性。除了家族性房顫外，人群中散發(fā)的房顫患者存在一定的遺傳易感性。因此，深入了解房顫的分子遺傳學機制將有助于對這一疾病的預防和診治。房顫給患者和社會帶來的巨大健康和經濟負擔，使得我們越來越意識到對房顫前期篩查、早期預防和有效治療的重要性和迫切性；越來越意識到只有從發(fā)生機制上深入認識房顫，才能更好地防治房顫。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種用于房顫易感基因檢測的snp分型試劑盒及其應用，該試劑盒具有特異性強、靈敏度高、操作簡單、耗時短、通量高可實現(xiàn)批量檢測等諸多優(yōu)點；該試劑盒不僅可以快速檢測出待測者的房顫易感基因型，還可以從基因水平上評估待測者的房顫遺傳易感性，為房顫的預防提供一定的指導意見。

為解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案如下：

一種用于房顫易感基因檢測的snp分型試劑盒，包括如下易感基因的6個snp位點的引物：kcnn3基因上的rs13376333位點、zfhx3基因上的rs7193343位點、cav1基因上的rs3807989位點、tbx5基因上的rs3825214位點、4q25上的rs2200733和rs10033464兩個位點。

該試劑盒在基因水平上評估待測人群對于房顫的易感性，可用于評估健康人群患房顫的風險，并為房顫患者的診斷和治療提供一定的指導意見。

為了簡化操作，同時保證檢測的準確性，所有的引物是作為一組進行標記的。

上述引物中每個位點都包含兩條非標記引物和一條共用引物，其中共用引物是有熒光標記的。

為了提高檢測的靈敏度，6個snp位點的引物序列是：

rs13376333，非標記引物seqidno.1-2，共用引物，seqidno.3；

rs7193343，非標記引物seqidno.4-5，共用引物，seqidno.6；

rs2200733，非標記引物seqidno.7-8，共用引物，seqidno.9；

rs3807989，非標記引物seqidno.10-11，共用引物，seqidno.12；

rs3825214，非標記引物seqidno.13-14，共用引物，seqidno.15；

rs10033464，非標記引物seqidno.16-17，共用引物，seqidno.18；

seqidno.1引物序列為：atatgagaacttaaatggcattgtcatata；

seqidno.2引物序列為：agaacttaaatggcattgtcagagg；

seqidno.3引物序列為：gctgagtgtgtgcagatgg；

seqidno.4引物序列為：atatggaaagtttgaacagcttgttga；

seqidno.5引物序列為：ggaaagtttgaacagcttgtgtg；

seqidno.6引物序列為：agtccagagtccagggca；

seqidno.7引物序列為：ggtacttgggttttgattttgagc；

seqidno.8引物序列為：atatggtacttgggttttgattttgctt；

seqidno.9引物序列為：attcacaggcttccctctacca；

seqidno.10引物序列為：gtttggtaacactcaacatccaca；

seqidno.11引物序列為：atatatttggtaacactcaacatcatcg；

seqidno.12引物序列為：ccatctctcgcgtccaca；

seqidno.13引物序列為：ggctaacaccaccagtcca；

seqidno.14引物序列為：atatgggctaacaccaccagtaag；

seqidno.15引物序列為：tagaaagagacagaaagatgaggaaaga；

seqidno.16引物序列為：tctttttttacattgttagagtcaagaagg；

seqidno.17引物序列為：atattctttttttacattgttagagtcaaggaat；

seqidno.18引物序列為：tttttgttgtgcttttttatacaagggtta。

為了簡化操作，同時保證檢測的準確性和效率，所有的共用引物是有熒光標記的。

上述引物中，共用引物均采用同色(fam、hex、tamra或rox)熒光素進行標記，且熒光標記的引物之間留有14個堿基以上的間隔，避免未知大小等位基因造成的擴增越界。

進一步優(yōu)選，共用引物的熒光標記為fam色標記、hex色標記、rox色標記或tamra色標記。

為了保證檢測的靈敏度，引物在擴增體系中的終濃度分別為：seqidno.1為0.25μm，seqidno.2為0.28μm，seqidno.3為0.3μm，seqidno.4為0.5μm，seqidno.5為0.6μm，seqidno.6為0.55μm，seqidno.7為0.35μm，seqidno.8為0.45μm，seqidno.9為0.4μm，seqidno.10為0.8μm，seqidno.11為0.75μm，seqidno.12為0.9μm，seqidno.13為0.3μm，seqidno.14為0.35μm，seqidno.15為0.5μm，seqidno.16為0.55μm，seqidno.17為0.35μm，seqidno.1為0.5μm。

上述用于房顫易感基因檢測的snp分型試劑盒的應用，包括如下步驟：

(1)從生物檢材提取基因組dna，作為dna模板；或直接以血濾紙或唾液卡為模板，無需提取；

(2)配制pcr反應液，加入反應混合物、熱啟動taq酶、引物混合物、dna模板和超純水，采用三步擴增法，對待檢測的多態(tài)性snp位點進行pcr擴增；

(3)對擴增產物進行熒光凝膠電泳檢測和基因分型。

上述將arms-pcr與毛細管電泳技術相結合運用于房顫易感基因的檢測，具有特異性強、靈敏度高、操作簡單快速、通量高、可進行批量檢測等諸多優(yōu)點。

為了進一步提高檢測的靈敏性和準確性，步驟(2)中，pcr的擴增包括：(1)預變性：95℃，3min；(2)熱循環(huán)：94℃，15s，60℃，1min，共30個循環(huán)；(3)終延伸：72℃，10min；(4)保溫4℃。

上述步驟(1)中，基因組dna的提取方法可以為磁珠法或chelex-100法。

步驟(1)中，提取后的dna溶液經簡單定量后稀釋到合適的濃度；步驟(1)中，生物檢材為血液、毛發(fā)、唾液或脫落細胞；步驟(2)中，采用將6個snp位點的引物混合物混于一管中進行pcr擴增。

上述步驟(3)中，可以在管中加入去離子甲酰胺、分子量內標；內標的作用是用于電泳過程中的內標指示。

本發(fā)明未提及的技術均參照現(xiàn)有技術。

本發(fā)明的用于房顫易感基因檢測的snp分型試劑盒，首次將多個房顫易感基因進行集中檢測，且初次將arms-pcr技術和熒光凝膠電泳技術相結合運用該檢測中，檢測結果即是房顫易感基因的分型結果；一次實驗即可同時檢測6個房顫相關的snp位點，并同時得到分型結果；操作方法簡單、準確性強、靈敏度高，可將非特異性擴增產物、引物二聚體等產物分離，最大程度降低假陽性；可將樣本檢測時間縮短至2.5個小時以內，且利于大批量檢測；應用本發(fā)明的試劑盒對相關人群進行房顫易感基因的檢測，檢測結果不僅可以評估待測者的房顫易感性，而且可以為房顫的預防提供一定的指導意見。

附圖說明

圖1：基因分型標準物的電泳圖譜；

圖2：多態(tài)性位點對應引物設計示意圖(f-primer1:正向引物1；f-primer2:正向引物2；codingstrand：編碼鏈；non-codingstrand非編碼鏈)；

圖3：實施例中患者1、患者2和患者3的電泳圖；

圖4：實施例中患者4、患者5和患者6的電泳圖。

具體實施方式

為了更好地理解本發(fā)明，下面結合實施例進一步闡明本發(fā)明的內容，但本發(fā)明的內容不僅僅局限于下面的實施例。

實施例1：

引物的設計、濃度的優(yōu)化以及反應體系的建立:

1.引物的設計及篩選

1.1序列下載

本發(fā)明所述的6個snp位點的基因序列均下載自ncbigenebank，具體的序列信息見下表(表1)。其中rs13376333位點的等位基因t為野生型，等位基因c為突變型(易感型)；rs7193343位點的等位基因t為野生型，等位基因c為突變型(易感型)；rs2200733位點的等位基因c為野生型，等位基因t為突變型(易感型)；rs3807989位點的等位基因a為野生型，等位基因g為突變型(易感型)；rs3825214位點的等位基因a為野生型，g為突變型(易感型)；rs10033464位點的等位基因g為野生型，等位基因t為突變型(易感型)。

表1snp序列信息

1.2引物設計

確定好各snp位點的基因序列和等位基因類型后，利用oligo6.0進行引物的設計。每個snp共設計三條引物，pcr產物大小均在270bp以內，其中一條共用引物的5’端用熒光素標記(實施例中選用的是fam色熒光素)，另外兩條非標記引物的3’端最后一個堿基對等位基因模板進行特異識別，兩條非標記引物的其中任一條5’端引入4～6個和模板不配對核苷酸(實施例中使用atat或atatat，對引物tm值影響較小)用于指示等位基因，由于兩條非標記引物長度不同導致擴增產物長度不同，電泳遷移率不同，最終達到檢測的目的。

引物設計的原理如圖2所示，除遵循普通引物的設計原則外，為增加兩條非標記引物的特異性，在距離引物3’端2～5個堿基處人為地引入錯配堿基，引入錯配的原則為：若3’端為弱錯配(a-c，g-t)，則引入強錯配(a-g，c-t)；若3’端為中錯配(a-a，g-g，c-c，t-t)，則引入中錯配；若3’端為強錯配，則引入弱錯配。本發(fā)明所用引物均按此規(guī)則進行設計，為了后續(xù)引物濃度的優(yōu)化，在此設計的引物tm值均在58～62℃之間。

1.3引物篩選

實施例中所有引物均由生工生物工程(上海)有限公司合成，篩選引物所用的模板均為經子淵司法鑒定所醫(yī)學檢驗部測序成功并確定基因型的個體。

在篩選引物的過程中發(fā)現(xiàn)：若嚴格按照引物的設計原則來引入錯配堿基，引物的擴增效果并一定如愿，甚至會出現(xiàn)特異性過強而得不到擴增結果的情況，例如，rs3807989位點的易感型引物在3’端的第三位引入強錯配時會出現(xiàn)特異性過強而擴增不出模板的情況，而將3’端第二位的強錯配堿基改為中錯配時擴增效果卻很好。另外，本發(fā)明經過多次實驗反復摸索還發(fā)現(xiàn)：人為引入錯配堿基距離3'端的位置不同引物的特異性也不同，所以人為引入錯配堿基的類型和位置要視具體情況而定，不能完全按照引入錯配原則，且必須經過多次試驗驗證才行。

本發(fā)明引物篩選的具體方法如下：

(1)引物的單基因座擴增

將合成好的每對引物(一條標記引物和兩條非標記引物)稀釋成1μm進行擴增試驗，觀察有無非特異性擴增峰，以及擴增效率如何。若有非特異性擴增峰則進行缺失排查實驗，找出產生非特異性擴增峰的引物并更改。

(2)引物的單色復合擴增

將確定好的單基因座引物組成復合引物進行擴增實驗，觀察有無非特異性擴增峰，以及引物混合后擴增效率如何。若有非特異性擴增峰則進行缺失排查實驗，找出產生非特異性擴增峰的引物并更改。

實施中引物單基因座擴增測試結果較好，均無非特異性擴增峰出現(xiàn)。而在引物單色復合擴增測試時發(fā)現(xiàn)：當6個snp位點的引物組成引物混合物時擴增會出現(xiàn)一條非特異性峰，大小為150bp左右，故對fam色的引物依次進行去缺失實驗。結果表明：當fam色所有引物均加而缺失rs10033464位點的標記引物時，非特異性擴增峰消失，故更改了rs10033464位點的標記引物，后測試發(fā)現(xiàn)非特異性擴增峰消失。

本發(fā)明對這6組引物進行了多次更改和反復測試，在保證引物的特異性和擴增效率的情況下最終確定了各snp位點的引物序列，具體的引物信息見表2。

表2各snp位點引物序列

表2中“f1-primer”均指等位基因特異性引物擴增時相應位點的野生型，“f2-primer”均指等位基因特異性引物擴增時具體位點的突變型(易感型)，“r-primer”均指相應位點5’末端熒光素標記的共用引物。在上述引物中，每個snp位點均有兩條等位基因特異性非標記引物(非標記引物近3'端的小寫字母為人為引入的錯配堿基)，分別用于擴增野生型和突變型(易感型)堿基序列，而每個位點的共用引物，用于和等位基因特異性非標記引物形成配對，使目標堿基序列能夠得到擴增。

在確定兩色熒光組合方案的基礎上，通過大量試驗，確定了上述6個snp位點的組合方式和熒光標記類型。結合生產成本、熒光效率以及產物擴增百分比等因素后，將6個snp位點的引物組成一組，各位點的共用引物均用fam熒光素進行標記，分子量內標使用橙色的熒光染料(美國應用生物系統(tǒng)公司生產的liz500)進行標記。

1.4引物濃度的優(yōu)化

為了使各snp位點在擴增時達到基本一致的擴增峰值，在確定各位點的引物序列后，對引物的濃度進行了優(yōu)化。具體方法如下：(1)首先將所有的引物組成引物混合物使其在擴增體系中的終濃度為0.2μm，然后對人基因組dna進行pcr擴增；(2)將步驟(1)中的擴增產物進行熒光凝膠電泳檢測，根據檢測的峰高比例調整各引物的加量，選擇峰高在2000rfu左右的引物濃度做為優(yōu)選。經過多次引物濃度微調實驗，最終確定了各位點引物在復合擴增體系中的最適濃度，具體的引物濃度見表3：

表3各snp位點引物在擴增體系中的終濃度

1.5擴增及產物檢測的實驗過程

(1)擴增體系

首先在冰上完成除模板外的pcr反應體系的配制，最后加入擴增模板；提取基因組dna時，先用紫外分光光度計nanodrop(美國熱電公司)測量濃度，再稀釋使其終濃度在0.5～1ng/μl左右，在實際操作中，一般取1～2μl的dna模板進行擴增。體系中各組分的加樣量如下表所示。

表4試劑盒擴增體系

其中所述的反應混合物(reactionmix)為mgcl27.5mm，tris-hclbuffer125mm，kcl125mm，dntps7.5mm，bsa2mg/ml，熱啟動taq酶為寶生物工程(大連)有限公司的hstaqdna聚合酶。

(2)擴增程序

上述體系配制好后立即用掌式離心機離心，后將其置于熱循環(huán)儀上，選擇表5的程序進行擴增，擴增后的產物應立即進行熒光凝膠電泳檢測或是避光保存。

表5試劑盒擴增程序

(3)擴增產物在遺傳分析儀上熒光檢測

由去離子甲酰胺與試劑盒中分子量內標liz-500(美國應用生物系統(tǒng)公司)組成上樣混合物(按體積比9.5:0.5混合)。將10μl上樣混合物與1μl擴增產物混合，離心，避免產生氣泡。95℃變性3分鐘，冰浴3分鐘，用遺傳分析儀3100(美國應用生物系統(tǒng)公司)檢測分析。

實施例2：

等位基因分型標準物的制備:

本實施例中選取經子淵司法鑒定所醫(yī)學檢驗部測序成功并確定基因型的患者，選出各snp位點不同基因型的個體，分別用rs13376333、rs7193343、rs2200733、rs3807989、rs3825214和rs10033464位點的引物進行擴增，其中，野生型的個體用野生型的引物，突變型的個體用突變型的引物進行擴增。引物序列見表2。

(1)擴增體系

首先完成除模板外的pcr反應體系的配制，最后加入擴增模板；提取基因組dna時，先用紫外分光光度計測量濃度，再稀釋使其終濃度在0.5～1ng/μl左右，在實際操作中，一般取1～2μl的dna模板進行擴增。體系中各組分的加樣量如表4所示。

(2)擴增程序

上述體系配置好后立即用掌式離心機離心，后將pcr管置于熱循環(huán)儀上，選擇表5的程序進行擴增，擴增后的產物應立即進行熒光凝膠電泳檢測或是避光保存。

(3)擴增產物在遺傳分析儀上熒光檢測

由去離子甲酰胺與試劑盒中分子量內標liz-500(美國應用生物系統(tǒng)公司)組成上樣混合物(按體積比9.5:0.5混合)。將10μl上樣混合物與1μl擴增產物混合，離心，避免產生氣泡。95℃變性3分鐘，冰浴3分鐘，用遺傳分析儀3100(美國應用生物系統(tǒng)公司)檢測分析。

(4)分型分析

用片段分析軟件idx分析步驟(3)中遺傳分析儀檢測收集的數據。

(5)等位基因分型標準物的組配

根據各snp位點的等位基因擴增峰高比例，峰高的少加，峰低的多加，把各等位基因擴增產物混合，組成等位基因分型標準物。再次電泳檢測，檢測圖如附圖1。各snp位點的等位基因組成見下表。

表6各snp位點等位基因的組成

實施例3：

試劑盒的使用及驗證

本實施例選取6例經子淵司法鑒定所醫(yī)學檢驗部測序成功并確定基因型的患者。運用本發(fā)明的試劑盒對上述6例患者進行snp基因型的檢測。6例患者的編號分別為c1、c2、c3、c4、c5和c6，具體的檢測方法如下：

(1)擴增體系

首先完成除模板外的pcr反應體系的配制，最后加入擴增模板；提取基因組dna時，先用紫外分光光度計測量濃度，再稀釋使其終濃度在0.5～1ng/μl左右，在實際操作中，一般取1～2μl的dna模板進行擴增。體系中各組分的加樣量如表4所示。

(2)擴增程序

上述體系配置好后立即用掌式離心機離心，后將pcr管置于熱循環(huán)儀上，選擇表5的程序進行擴增，擴增后的產物應立即進行熒光凝膠電泳檢測或是避光保存。

(3)擴增產物在遺傳分析儀上熒光檢測

由去離子甲酰胺與試劑盒中分子量內標liz-500(美國應用生物系統(tǒng)公司)組成上樣混合物(按體積比9.5:0.5混合)。將10μl上樣混合物與1μl擴增產物混合，離心，避免產生氣泡。95℃變性3分鐘，冰浴3分鐘，用遺傳分析儀3100(美國應用生物系統(tǒng)公司)檢測分析。

(4)分型分析

用片段分析軟件idx分析步驟(3)中遺傳分析儀檢測收集的數據，具體的檢測結果見表7。通過比對分析可知，利用本發(fā)明的試劑盒的檢測結果與子淵司法鑒定所醫(yī)學檢驗部的測序結果完全一致。

表7本試劑盒對6例患者檢測的基因型

根據上述實施例的結果，我們可以看出運用本發(fā)明的試劑盒可以準確的檢測出患者的房顫易感基因型，且檢測結果準確可靠、操作方法簡單、一次實驗即可完成6個snp位點的檢測，同時得到相應位點的基因型。目前，國內外對于房顫治療藥物方面的研究較多，鮮少有從基因水平上去探討房顫的產生機制及致病機理的，本發(fā)明從基因水平上去分析房顫的遺傳易感性，檢測結果不僅可以評估健康人群患房顫的風險，還可以為房顫患者的治療提供一定的指導意見。