基于熔解阵列技术的CND检测在嵌合体中的应用研究

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嵌合体检测具有多种临床应用,可在不同的临床背景中提供重要的诊断信息,如自身免疫性疾病中的胎儿微嵌合体鉴定,器官移植损伤和移植排斥检测,以及异基因造血干细胞移植(allogeneic Hematopoietic Stem Cell Transplantation,allo-HSCT)患者的纵向监测等。嵌合体早期的检测方法主要是依据表型学特征或遗传学差异来区分供受体细胞,但目前更普遍适用的方法是利用常染色体上的固有遗传变异作为标记物进行嵌合体分析,如短串联重复序列(Short Tandem Repeat,STR)、单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism,SNP)以及插入/缺失多态性(Insertion/Deletion Polymorphism,DIP)等。但这些方法存在其固有的缺点,不适宜在临床上广泛应用。因此,对于嵌合体检测,有必要探究一种简便、快速,更适宜在临床上推广和应用的检测方案,以实现更为早期实时监测患者的病情。第一章,阐述了嵌合体的基本概念,分析了嵌合体检测在临床中的应用意义,概述了目前常见的嵌合体检测方法,并对适用于嵌合体检测的多态性遗传标记选择指南进行了总结,最后提出了关于本论文的研究内容。第二章,总结出适用于嵌合体检测分析的CND(Copy Number Deletion polymorphism,CND)遗传标记选择原则,并通过文献查找和SYTO 9染料法筛选出40个适用于中国人群嵌合体检测的CND位点。接着以这40个CND位点为检测对象,利用熔解阵列技术建立了一种较为简便、快速的查找供体和移植前受体差异位点的检测方法,极大简化了嵌合体定量检测前查找有效标记物的步骤。所建立的CND检测体系为两管四色四十重,全程闭管检测,仅通过简单的熔解曲线分析就可区分CND是否存在缺失片段,灵敏度可达到150 copies/reaction。利用该体系对650份无关个体的标本进行检测,并统计各位点的纯合缺失频率,与SYTO 9染料法计算的纯合缺失频率相近,在0.174~0.952的范围内,其中纯合缺失频率在0.3~0.7之间的位点共有21个。最后对本体系的信息量进行分析显示,在任意两个无关个体组成的供体-受体对中至少找到一个有效位点的概率可达到99.99%;在30个无关个体组成的870组供体-受体对中,100%的供体-受体对至少有一个有效位点;在一级亲属间组成的342组供体-受体对中,98.83%的供体-受体对至少有一个有效位点。说明本体系40个CND位点具有接近100%的信息潜能可有效区分供受体细胞。第三章,基于CND位点,利用媒介探针技术和qPCR相结合的方法,分别对40个CND位点和参考基因GAPDH建立了单重定量检测体系,全过程闭管检测,仅需利用参考基因的标准曲线和各有效位点对应的Cq值就可得到未知模板中有效位点的含量,并通过建立的公式计算出嵌合率。所建立的40管单重CND定量检测体系,灵敏度均能达到300copies/reaction。40个CND位点和参考基因的扩增效率基本一致,均在85.40%~98.05%之间波动,且线性关系良好(R2>0.995),具有较高的稳定性和重复性。模拟嵌合体样本实验测得的嵌合率和理论值之间具有较好的一致性(R2>0.99),定量检测的可重复敏感度可达到1%,绝大部分可达到0.1%。在对1例造血干细胞移植患者术后的供体嵌合率定量监测中,患者术后的嵌合状态逐渐从混合嵌合状态(MC)转变为完全嵌合状态(CC),与该病例的临床实际结果相符合。与嵌合体检测的金标准STR-PCR分析技术相比,该体系在嵌合体定量检测中更为简便、快速,具有实验成本低、工作量少、无需特殊仪器和自动化程度高等优点,更适宜在临床上进行推广和应用。
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