个体化用药基因型诊断芯片及其制造方法和应用方法技术

本发明专利技术属于基因技术领域，涉及一种个体化用药基因型诊断芯片及其制造方法和应用方法。该诊断芯片包括承载基片和在基片上呈阵列式分布的多种基因探针，基因探针含有多个与药物代谢及效应相关基因突变位点的互补寡核苷酸序列，芯片上基因探针阵列里设置有参照探针。每个突变位点设计野生型和突变型两种探针。本发明专利技术芯片制造方法是：根据所需检测的基因位点附近的碱基序列，每个突变位点设计野生型和突变型两种探针，设计长度为１７－２２ｂｐ的探针，使用ＤＮＡ序列合成仪合成探针，用芯片点样仪将探针点在基片上，点样后将芯片固化处理，贮存于４℃备用。个体化用药基因型诊断芯片的应用方法包括采样、样本处理、ＰＣＲ反应扩增、杂交、洗片、读片、结果分析等步骤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于基因
，涉及一种。
技术介绍
基因芯片(Gene chip)又称DNA芯片(DNA CHIP)、DNA阵列(DNA arrays)、寡核苷酸微芯片(oligonucleotide micro-chip)，是指将许多特定的寡核苷酸片段或基因片段作为探针，有规律地排列固定于支持物上，然后与待测的标记样品的基因按碱基配对原理进行杂交，再通过检测系统等对芯片进行扫描，并配以计算机系统对杂交信号的强度进行分析和处理，从而迅速得出所要的信息。目前，基因芯片技术正逐渐应用到生命科学各个领域中。基因芯片制备技术基因芯片的实质是高度集成的寡核苷酸阵列，制造基因芯片首先要解决的技术是如何在芯片片基上定位合成高密度的核酸探针。目前，基因芯片的制备技术主要有原位合成与合成后点样两种。基因芯片在临床疾病诊断中的应用从正常人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以得出标准图谱。从病人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以得出病变图谱。这种基因芯片诊断技术以其快速、高效、敏感、经济、平行化、自动化等特点，将成为一项现代化诊断新技术。例如，Affymetrix公司和Oncormed公司合作研制的p53基因芯片可监测50％以上肿瘤患者的p53基因突变，可在癌症早期诊断中发挥作用。基因芯片在感染性疾病、遗传性疾病、重症传染病和恶性肿瘤等疾病的临床诊断方面具有独特的优势。与传统检测方法相比，它可以在一张芯片同时对病人进行多种疾病的检测，勿需机体处于免疫应答反应期，能及早诊断，待测样品用量小；能特异性检测病原微生物的亚型及变异；可帮助医生及患者从“系统、血管、组织和细胞层次(第二阶段医学)”转变到“DNA、RNA、蛋白质及其相互作用层次(第三阶段医学)”上了解疾病的发生、发展过程。这些特点使得医务人员在短时间内，可以掌握大量的疾病诊断信息，有助于医生在短时间内找到正确的治疗措施。遗传性疾病的诊断随着人类基因组计划的完成，许多遗传性疾病的相关基因被相继定位，例如肥胖病、老年痴呆症、精神病、高血压病、地中海贫血等。以往研究突变和多态性时多采用PCR-SSCP、手工或自动测序、异源双链分析、蛋白截短检测等方法，所有这些都需经过电泳环节，不能满足大规模、低消耗和自动化的要求。应用基因芯片方法检测时可克服上述不足，且与DNA聚合酶或连接酶结合检测时可获得更高的分辨率。目前国内已有国家计划生育科研所开发的地中海贫血基因诊断芯片，用于诊断病人是否携带地中海贫血的致病基因。感染性疾病的诊断伴随病原微生物基因组计划的进展，使基因诊断病原微生物感染成为可能。基因芯片技术不仅避免了繁琐而费时的病原微生物培养，而且不需要等到抗体的出现，为病原微生物诊断提供了强有力的技术手段。肿瘤的诊断及治疗基因芯片技术已广泛地用于肿瘤组织与正常组织基因表达在mRNA水平上的差异，为研究肿瘤发生机制提供强有力的工具。目前利用该技术可以对包括白血病、淋巴瘤、皮肤黑色素瘤及乳腺癌等多种肿瘤疾病的肿瘤细胞亚群进行区分，还可以利用该技术对治疗方案进行评估和新药药效评价，此外还能对肿瘤的发生、发展和转归的预测提供分子依据。其它应用基因芯片还广泛地应用于药物筛选、药物作用机制研究、毒理学研究、基因扫描、环境化学毒物的筛选、耐药菌株和药敏检测等多个应用领域。人们相信，在新的世纪中，基因芯片将会在人类疾病的基因诊断中发挥巨大的作用，为整个世界带来巨大的社会效益和经济利益。目前国内用于临床诊断的基因芯片a.上海联合基因公司开发的迈科锐乙型肝炎病毒突变检测基因芯片，主要用于早期发现乙肝病毒对拉米扶定的耐药倾向。b.国家计划生育科研所开发的地中海贫血基因诊断芯片，用于诊断地中海贫血的致病基因。c.此外还有浙江江南生物公司开发的结核杆菌抗药性芯片，陕西超群公司开发的SP GC-200型遗传缺陷检测芯片。药物代谢和效应的个体差异临床上，同样药物的剂量对病人甲有效可能对病人乙不起作用，而对病人丙则可能有副作用。在药物疗效与副作用方面，病人的反应差异很大。这主要是由于病人遗传学上存在差异(单核苷酸多态性，SNP)，导致对药物产生不同的反应。例如目前在临床上广泛应用的药物有50％以上在人体内是通过细胞色素P450酶代谢的，如果病人CYP2D6酶的基因发生突变就会导致经这种酶代谢的数十种药物在人体内的代谢减弱、缺失或者增强，这些药物包括右美沙芬、可待因、地昔帕明、氯米帕明、丙米嗪、氟西汀、帕罗西汀、氟哌啶醇、去甲替林、奋乃静、硫利达嗪、氟卡尼、恩卡尼、异喹胍、美托洛尔、丁呋洛尔、噻吗洛尔、卡维地洛、司巴丁、美西律、普罗帕酮等。中国人中大约有51％的CYP2D6酶基因为活性较弱的基因型。如果利用基因芯片技术对患者先进行诊断，再开处方，就可对病人实施个体优化治疗。现有临床用药方法的缺陷在很多疾病的治疗过程中，常发生用药不当而导致的副作用或因剂量不足无法达到治疗目的。因此针对这些病患的基因型进行个体化用药具有特别重要的意义。以前，医生如果需要调整病人的用药，需要长时间观察，病人也需要做大量的检测。若怀疑病人可能因遗传因素对某种药敏感，需要提取DNA、PCR扩增、限制性核酸酶内切等一系列操作，不利于同时检测多种基因的变异。这种调整用药的过程程序复杂，费时，延误治病时机，
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对目前对疾病的治疗过程中，用药的品种和剂量难以确定的状况，提供一种方便、快捷的辅助临床医生制定个体化用药方案的。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是该个体化用药基因型诊断芯片包括承载基片和在基片上呈阵列式分布的多种基因探针，基因探针含有药物代谢及效应相关基因突变位点的互补寡核苷酸序列，根据药物基因组学的研究结果，这些突变位点在人群中的发生率较高，且对某些疾病的临床常用药的药代动力学或药效有明显影响(基因突变位点的确定是根据临床上对某些疾病的常用药查找与其药效的个体差异关系密切，发生频率比较高、有应用价值的突变位点)。此外，为了控制芯片质量，芯片上基因探针阵列里亦可设置阳性参照探针。每个突变位点设计野生型基因探针阵列和突变型基因探针阵列两种探针，其探针长度为17-22bp。每个承载基片上可设置多个基因探针阵列即多个点样区域。承载基片可采用硅片、玻璃片、塑料片、尼龙膜等固相介质，其表面可经过化学修饰。本专利技术个体化用药基因型诊断芯片制造方法是根据所需检测的基因位点附近的碱基序列，每个突变位点设计野生型和突变型两种探针，设计长度为7-22bp的探针，使用DNA序列合成仪合成探针，用点样装置将探针按一定的间距点在基片上，点样面积可根据探针数量、探针间距、点的大小等因素进行调整，点样后将芯片按探针与基片结合方式的不同，采取适当的方法进行固化。然后立即使用或贮存于4℃备用。承载基片可采用硅片、玻璃片、塑料片、尼龙膜等固相介质。为提高探针与基片结合的效率和检测灵敏度，探针和基片可作进一步修饰和包被。如其基片表面处理方式可为多聚赖氨酸包被、琼脂糖包被、氨基或醛基化修饰。本专利技术个体化用药基因型诊断芯片的应用方法是(1)采样从病人身上采血1-2ml；(2)样本处理使用基因组DNA抽提试剂盒提取DNA；以下涉及到荧光标记引物及其产物的操作步骤均在避光条件下(有红灯的暗室内)进行。(3)PCR反应扩增本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种个体化用药基因型诊断芯片，包括承载基片（１）和在基片上呈阵列式分布的多种基因探针（３），其特征在于基因探针（３）含有药物代谢及效应相关基因突变位点的互补寡核苷酸序列。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：周宏灏，赵震宇，
申请(专利权)人：周宏灏，赵震宇，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]