多重PCR靶向富集结合高通量测序筛查结直肠癌中MMR基因的突变

目的探讨多重PCR靶向富集结合高通量测序技术在结直肠癌(colorectal cancer,CRC)中检测错配修复(mismatch repair,MMR)基因种系突变的应用。方法收集17例CRC患者和14例正常人的血液并提取基因组DNA;设计和优化寡聚核苷酸探针,使其能对5个基因MLHl、MSH2、PMS1、PMS2和MSH6的73个外显子序列进行有效的PCR扩增和富集;应用多重PCR技术靶向富集样本MMR基因的外显子序列;扩增产物进行文库构建和高通量测序,检测MLHl、MSH2、PMS1、PMS2和MSH6基因的突变情况。结果 31个样本共得到2.7Gb的数据,平均reads数为287 048,测序数据中平均82.18%可与参考序列进行比对,外显子序列平均覆盖度为99.9%,平均测序深度为2 282。在MMR基因的外显子区域共发现13种非同义单核苷酸变异(single nucleotide variation,SNV)、2种同义SNV,其中MSH6的c.G3205C:p.G1069R为未见报道SNV。检测结果经Sanger法测序验证,结果一致。结论多重PCR靶向富集结合高通量测序技术是一套通量高、速度快、费用低、准确性高的MMR基因突变筛查方法。

载IL-2磁性纳米粒的制备及其联合体外磁场在肿瘤组织中的靶向富集作用

目的:以Fe3O4磁性纳米粒(Fe3O4magnetic nanoparticle,Fe3O4-MNP)和聚乳酸-聚乙醇酸共聚物(poly lactide-co-glycolide,PLGA)为材料,制备载IL-2磁性纳米颗粒(IL-2-loaded magnetic nanoparticle,IL-2-Fe3O4-PLGA),观察其在肿瘤免疫治疗中的靶向富集作用。方法:采用复乳法制备IL-2-Fe3O4-PLGA,激光粒度分析仪和扫描电镜观察其大小和形态。ELISA检测IL-2-Fe3O4-PLGA的包封率、体外释药特性;MTT法检测其释放IL-2的生物学活性。构建S180肉瘤细胞小鼠肿瘤模型,研究其瘤体内注射联合体外磁场对S180细胞移植瘤生长的影响,普鲁士蓝染色观察IL-2-Fe3O4-PLGA在肿瘤组织以及肝脏和肾脏组织中的富集和分布。结果:成功制备了IL-2-Fe3O4-PLGA,IL-2-Fe3O4-PLGA呈圆球形,平均粒径为(697±0.51)nm,包封率为(83.76±1.24)%。IL-2-Fe3O4-PLGA突释期释放的IL-2质量浓度为100 ng/ml,第15 d后质量浓度为180 ng/ml,并且保持原有生物学活性的85%～55%。在肿瘤组织中,IL-2-Fe3O4-PLGA联合体外磁场组可见大量的普鲁士蓝染色阳性IL-2-Fe3O4-PLGA颗粒沉积,IL-2-Fe3O4-PLGA组只有少量的IL-2-Fe3O4-PLGA阳性颗粒沉积;两组肝脏中均可偶见少量阳性颗粒沉积,而肾脏几乎未见IL-2-Fe3O4-PLGA颗粒沉积。结论:载IL-2磁性纳米颗粒IL-2-Fe3O4-PLGA具有缓释IL-2的功能,联合体外磁场可有效富集于肿瘤组织中。

单染色体靶向富集方法的建立

靶向富集技术具有良好的均一性、特异性和灵敏性,只需较低的测序覆盖度即可满足后续的分析。该技术被广泛应用于特定位点重测序和染色体构象等研究。为了靶向富集测序文库中特定的染色体DNA片段,本研究以21号染色体为例,采用人胚肝二倍体细胞CCC-HEL-1建立了一种单染色体靶向富集方法。具体步骤如下:(1)首先将人正常核型二倍体细胞同步化到G2/M期,制备染色体悬液;然后流式分选出21号单染色体。(2)采用多重退火环形扩增技术(MALBAC)对21号染色体DNA进行扩增;用扩增的DNA产物构建文库。(3)利用体外转录合成、生物素标记的RNA探针与文库进行液相杂交,捕获并验证捕获效率。荧光定量PCR检测结果证明,特定的21号染色体呈上百倍的富集,而靶标文库则富集了近60倍。结果提示,特异单染色体靶向富集方法成功建立。该法不仅可实现任一单染色体的靶向富集,用于单条染色体功能组学研究,而且还可能用于查找特定疾病相关的染色体异常(如DNA突变、异位、重复及倒置等),具有一定的实用意义。

多重PCR靶向富集结合高通量测序在子宫内膜癌MMR基因突变筛查中的应用

目的探讨多重PCR靶向富集结合高通量测序在子宫内膜癌MMR基因的突变筛查中的应用。方法选择86例豫西地区子宫内膜癌患者的血液为研究对象,提取样本基因组DNA,应用多重PCR扩增技术靶向富集MMR基因的外显子序列,构建文库后采用高通量测序技术检测分析子宫内膜癌患者中的MMR基因突变情况,采用Sanger测序法验证高通量测序结果,并对有无家族史患者的复发例数、复发时间进行分析统计,对中位无瘤生存时间进行统计。结果86例样本中发生MMR基因突变的共有66例,总突变率为76.8%,共发现12种非同义单核苷酸变异(SNV)和2种同义SNV。Sanger测序验证结果与新一代高通量测序结果一致。随访结果表明,不同年龄段的中位复发时间差异无统计学意义(P>0.05);有家族史组复发率明显高于无家族史组(P=0.003);无家族史组、有家族史组中位无瘤生存时间分别为(52.33±0.58)月、(36.33±1.21)月,差异具有统计学意义(P<0.001)。结论多重PCR靶向富集结合高通量测序技术用于MMR基因的突变检测成本低、速度快、通量高,可用于对EC高风险女性的早期筛查,从而为EC临床规范化治疗提供更多资料。

氨基化磁珠非靶向富集食源性致病菌的条件筛选及优化

该研究基于氨基化磁珠静电富集细菌技术,建立了一种可同时富集鼠伤寒沙门氏菌,金黄色葡萄球菌,单增李斯特氏菌的方法。在每2 mL单菌液中(103 CFU/mL)分别加入5~200μg的3种粒径的氨基化磁珠(1μm、300 nm、100 nm),当孵育5~90 min时检测各细菌的富集效率。将单菌液体系的富集正交试验结果应用至混和菌体系的单因素试验和正交试验,将最终结果应用至大体积实验体系以及实际样本(市售牛奶、水果沙拉)。结果表明,当氨基化磁珠添加量为50μg、孵育时间为30 min时对3种病原菌可以达到60%以上的捕获率,所有反应均在pH值7.4的PBS中进行。磁珠粒径选择300 nm(p<0.05)。在实际样本牛奶、水果沙拉中,当三种混合菌的最低终浓度为2×102 CFU/g(mL)时,捕获率高于55%,结果可达到荧光定量PCR的检测低限。氨基化磁珠与免疫磁珠比较,其具有稳定保存、低成本,高效率等优势,其非靶向富集的能力为下游食源性致病菌的快速检测提供有效前处理富集手段。

基于Cas9靶向富集的纳米孔高通量基因测序技术的应用进展

高通量测序已逐渐成为医学与生命科学领域的一种重要技术方法,但全基因组序列分析的复杂性和测序的高成本仍是目前高通量测序的障碍。靶向测序是一种捕获基因组特定区域DNA并进行高深度测序的方法,它在遗传性疾病、癌症测序和精准医学等方面具有广泛应用。目前常见的靶向富集方法主要有杂交捕获法和多重PCR扩增法。杂交捕获法过程繁琐、成本昂贵,PCR扩增法容易受扩增效率影响导致靶序列文库丰度不均匀,且会丢失DNA序列的表观修饰信息。近年来,基于纳米孔测序平台开发了CRISPR/Cas9靶向富集高通量测序方法(nCATs),可在无需PCR扩增的条件直接对感兴趣的基因位置进行靶向测序。该方法具有直接识别碱基修饰、读长长、实时检测、速度快等优势,在基因结构性变异、突变检测和基因的甲基化修饰检测等方面展现了良好应用前景。尤其是在融合基因的检测方面,该技术通过结合生物信息学的分析工具可检测新的融合基因和断裂位点,在临床诊疗方面具有重要的指导意义。本文将对CRISPR/Cas9靶向富集纳米孔基因测序技术的基本原理和上述应用场景进行综述,并重点阐述该技术在融合基因检测方面的最新进展。

肺泡灌洗液靶向富集测序诊断肺部典型病原体感染的价值及影响因素

目的:探究肺泡灌洗液靶向富集测序(tNGS)在肺部典型病原体感染诊断中的价值,并分析不同因素对tNGS检测结果的影响。方法:选取2023年11月至2024年6月上犹县人民医院收治的经胸部计算机断层扫描(CT)提示肺部感染的60例患者为研究对象,患者均行痰液常规微生物培养、肺泡灌洗液tNGS,比较两种方法对病原体的检出率、检出的病原体分布情况,分析影响肺泡灌洗液tNGS结果的因素。结果:(1)60例肺部感染患者中,痰液常规培养病原体检出率为61.67%,低于tNGS的86.67%,差异具有统计学意义(P<0.05);(2)痰液常规培养检出率最高的为肺炎克雷伯菌(13.51%),肺泡灌洗液tNGS为铜绿假单胞菌(14.29%)。(3)tNGS检测阳性患者与阴性患者之间的C反应蛋白(CRP)、降钙素原(PCT)水平比较,差异均具有统计学意义(P<0.05),CRP、PCT水平异常的患者肺泡灌洗液tNGS检出率更高;而其他指标在两组之间的差异均无统计学意义(P>0.05)。结论:肺泡灌洗液tNGS对典型病原体感染的检出率高于痰液常规培养,在临床肺部感染的诊断中具有更高的应用价值。

虎杖靶向富集活性组分抗HIV-1活性研究

目的探讨虎杖Polygonum cuspidatum富集活性组分体外对人类免疫缺陷病毒1型(HIV-1)的抑制作用及作用靶点。方法运用表面等离子共振HIV-1多靶点筛选系统对虎杖不同工艺提取物进行筛选,整合酶氨基耦联柱靶向富集提取物中高活性成分,在TZM-bl细胞和PBMC细胞中对富集产物进行抗HIV-1病毒活性评价;采用荧光共振能量转移分析法测定药物对HIV-1整合酶3’加工的抑制作用;运用高通量ELISA法测定虎杖60%乙醇提取物的整合酶靶向富集产物(HZ60-IN)对整合酶链转移的影响;试剂盒检测HZ60-IN对逆转录酶和蛋白酶的影响。结果 HZ60-IN对整合酶有高亲和性。细胞水平病毒感染实验表明,在TZM-bl细胞中,HZ60-IN对HIV-1 NL4.3和1084i的半数抑制浓度(IC50)分别为(31.94±8.96)、(38.07±11.25)μg/mL;在2株PBMC细胞中,HZ60-IN对HIV-1 NL4.3病毒均显示显著的抑制活性。HZ60-IN对整合酶的3’加工和链转移均有抑制作用,其中对3’加工的IC50为(6.54±1.69)μg/mL,对链转移的IC50为(2.56±0.97)μg/mL,其不作用于HIV感染的进入阶段,对逆转录酶抑制活性较弱,对蛋白酶活性没有影响。结论 HZ60-IN有抗HIV-1病毒活性,主要通过影响HIV-1的整合酶活性发挥作用。

古代病原微生物基因组的研究进展

古代病原微生物基因组研究对病理学、微生物学、考古学等领域均具有重要的价值。在过去的十年里,高通量测序和靶向富集技术的发展和应用使古代微生物基因组的获取成为可能,通过对古代人群样本中获取的宏基因组进行筛查,使得引发古代疫情的相关病原体的基因组得以重建,为研究人类传染病的起源、传播和演化提供了一个独特的窗口。在当今全球化的背景下,新发及再发传染性疾病的出现频率促使我们回顾过去,以便更好地了解现代病原菌出现和古代病原菌重新出现的过程和生态环境。在这篇文章中,我们总结了近十年古代病原微生物基因组水平的研究进展,并提出了这项研究所面临的挑战以及未来的研究前景和方向。

应用宿主应答分析与VSITA宏基因组测序技术在疑似脑炎患者脑脊液中检出病原体

目的 对5份疑似脑炎患者的临床脑脊液中可能存在的病原体进行检测.方法 同时采用随机扩增方式与病毒序列非依赖性的病毒靶向富集技术(virus sequence independent targeted amplification,VSITA)对5份脑脊液中的病毒病原进行样本制备,然后进行宏基因组二代测序,同时分析宿主转录组.最后结合定量PCR验证所检测到的病原.此外,比较两种样本制备方法的富集效率.结果 通过高通量测序结合宏基因组分析的方法在3份脑脊液样本中检出巨细胞病毒(cytomegalovirus,CMV)核酸序列,定量PCR验证为弱阳性(Ct值分别为30.23、32.83、34.8);转录组分析后的差异基因集进行功能富集后结果提示宿主CMV感染通路(Human cytomegalovirus infection)上调(P=0.213).病毒靶向扩增建库的测序结果优于随机方法(P=0.096).结论 差异分析结果显示宿主对于CMV感染通路的表达有所提升,进一步证明了该疑似脑炎患者脑脊液中存在CMV感染.