一种神经精神类药物相关基因的高通量测序方法及其应用技术

本发明专利技术属于神经精神类基因检测领域，具体涉及一种神经精神类药物相关基因的高通量测序方法及其应用。本发明专利技术提供一种神经精神类药物相关基因高通量测序的方法及其应用，该方法包括基因组DNA的获取、目的基因多重PCR扩增反应及产物纯化、接头序列PCR反应及产物纯化、文库检测以及高通量测序等步骤，本方法可一次性对与神经精神类疾病用药相关的20个基因的29个SNP位点进行检测可覆盖抗精神分裂症、抗抑郁症、抗焦虑症、抗癫痫、帕金森综合症、多动障碍、疼痛等一二线绝大部分药物，最大限度的为病人的用药提供指导。

A high throughput sequencing method for neuropsychiatric related genes and its application

The invention belongs to the field of neuropsychiatric gene detection, in particular to a high-throughput sequencing method for genes related to neuropsychiatric drugs and its application. The present invention provides a method and application of high throughput sequencing of neuropsychiatric drug related genes, including the acquisition of genomic DNA, multiple PCR amplification of target genes and purification of product, PCR reaction of joint sequence and product purification, library detection and high throughput sequencing. This method can be used in one time with God. The detection of 29 SNP loci related to 20 genes related to psychotic diseases can cover most of the drugs, such as anti schizophrenia, antidepressant, anti anxiety, antiepileptic, Parkinson syndrome, hyperactivity disorder and pain, and provide guidance to the patients.

【技术实现步骤摘要】
一种神经精神类药物相关基因的高通量测序方法及其应用
本专利技术属于神经精神类基因检测领域，具体涉及一种神经精神类药物相关基因的高通量测序方法及其应用。
技术介绍
当前，人类疾病谱发生了重大变化，神经精神疾病在人类疾病谱系中越来越靠前，且其发病率随着人们所面临的日益增加的工作和生活压力还在不断升高。目前在我国精神疾病约占疾病总负担的20.8％，到2020年预计会增至25％。2009年6月，《柳叶刀》杂志发表了对中国四省精神障碍的流行病学调查结果，调查显示，中国约有1.73亿人患有不同类型的精神障碍。而随着老龄化人群不断增加，中风、阿尔茨海默病、帕金森病等神经系统疾病的发病率和患病率也在逐步增高。另一方面，精神疾病的治疗方式虽然也有所发展但是不得不承认药物治疗仍是目前绝大多数精神疾病主要的治疗方法和手段。精神疾病一般需要在药物控制下持续治疗，但病人长期服药存在着潜在的不良影响。抗精神病药物在临床广泛应用治疗和挽救患者的同时，抗精神病药物引起的药品不良反应由于近年来大量的使用而日益突出，给患者造成重大影响。抗精神病药物作用机制是其对一些受体具有阻断作用，而产生的不良反应也与该作用机制有关。例如：①对组胺受体的阻断，主要是对H1受体的阻断，可产生镇静和体质量增加的不良反应；②对肾上腺素能受体的阻断，主要是对α1受体，可产生镇静作用及体位性低血压、心动过速、性功能减退的不良反应；③对胆碱能受体的阻断作用，主要是对M1受体的阻断，可产生口干、便秘、肠梗阻、排尿困难等不良反应；④对多巴胺受体的阻断，可产生锥体外系反应和泌乳素水平升高的不良反应，也是本类药物最主要的不良反应。抗精神病药物引起的不良反应以神经系统不良反应发生率最高；神经系统的不良反应以椎体外系反应发生率最高。值得一提的是，锥体外系反应引起的急性肌张力障碍可引起吞咽困难，容易引起患者窒息，甚至死亡。研究还显示抗精神病药物引起的药物不良反应可发生于任何年龄段的人群，但是不同年龄段患者的血浆与药物结合能力、药物代谢能力及排泄速度不同，致使引发不良反应的几率、严重程度均不同。在药物代谢方面，肝脏是人体最大的腺体，含有大量的活性代谢酶，它不仅在食物的代谢过程中起到重要作用，同时也是许多化学物质和药物的重要代谢器官。化学物质或药物被机体吸收后，在体内各种代谢酶以及体液环境的共同作用下，化学结构发生改变，这一过程被称为代谢。肝细胞微粒体、线粒体中的代谢酶参与药物在体内的代谢过程。而基因的多态性，可引起酶活性和数量的差异，从而引起药物的疗效个体差异，导致疗效不足或毒副作用的产生。因此，导致药物治疗出现巨大个体差异的原因，除了传统上的病理、生理、性别、年龄、身高、体重、依从性等方面外，遗传因素的差异性也是一个很重要的原因。在神经精神疾病临床用药的过程中，对所用药物的相关基因进行检测，提供个体化用药方案，可最大限度提高合理用药水平，确保用药安全，尽可能减少药物的不良反应，为患者减轻痛苦。目前，对神经精神类用药相关基因的检测主要有Sanger测序、荧光定量PCR和基因芯片。Sanger测序、荧光定量PCR由于通量限制主要针对少数几个基因的常见突变位点。基因芯片虽能实现高通量，但造价高、灵活性低，而且依赖于已知的基因多态性，在发现新的突变位点上具有局限性，不利于数据的积累与科研的发展。二代测序的发展使得对不同个体进行全基因组测序成为现实，可全面挖掘不同个体DNA水平的遗传变异，但高费用是制约其广泛应用的瓶颈。相较于上述技术，目标区域捕获测序数据准确性更高、更加简便、经济、高效。不仅能够阐明不同个体各个已知位点的突变，而且提高了对罕见突变的检测能力。
技术实现思路
为了给予神经精神类药物的临床应用提供指导，本专利技术提供一种神经精神类药物相关基因高通量测序的方法及其应用，该方法包括基因组DNA的获取、目的基因多重PCR扩增反应及产物纯化、接头序列PCR反应及产物纯化、文库检测以及高通量测序等步骤，本方法可一次性对与神经精神类疾病用药相关的20个基因的29个SNP位点进行检测可覆盖抗精神分裂症、抗抑郁症、抗焦虑症、抗癫痫、帕金森综合症、多动障碍、疼痛等一二线绝大部分药物，最大限度的为病人的用药提供指导。一种神经精神类药物相关基因高通量测序的方法，其具体包括如下步骤：1)基因组DNA的获取：对人类全血抗凝样本进行人类全基因组DNA的提取，提取后进行DNA浓度的提取和纯度检测；2)目的基因多重PCR扩增反应及产物纯化：将人基因组DNA与多重PCR引物、PCR扩增试剂混合，捕获目的基因DNA片段；扩增反应完成后使用AgencourtAMPureXP磁珠对多重PCR产物进行纯化；3)接头序列PCR反应及产物纯化：将纯化后的多重PCR产物稀释500-1000倍作为模板，加入引物及PCR扩增试剂进行PCR反应，反应后使用AgencourtAMPureXP磁珠对产物进行纯化；4)文库检测：采用AgilientBioanalyer2100和Q-PCR检测文库浓度及文库片段大小；5)高通量测序：使用Illumina测序平台对文库进行高通量测序。上述所述的神经精神类药物相关基因高通量测序的方法中，所述的DNA浓度的提取和纯度检测方法为：将获得的基因组DNA使用NanoDrop2000超微量紫外分光光度计进行检测，A260/A280＝1.6-2.0之间，Qubit定量样品浓度C≥6ng/μl；提取的DNA总量M≥250ng。上述所述的神经精神类药物相关基因高通量测序的方法中，所述步骤2)中多重PCR反应在同一反应管中进行，反应管中的人基因组DNA的含量为20-100ng。所述的多重PCR反应程序为：95℃预变性5min，1循环；95℃变性30sec→58℃退火90sec→72℃延伸60sec，共30-40循环；72℃彻底延伸10min，1循环；所述的多重PCR反应体系包括PrimerMix11.5μl，TemplateDNA2μl，2×MultiplexBuffer25μl，MultiplexDNAPolymerase1μl，H2O20.5μl。所述步骤3)中PCR反应程序为：94℃预变性2min，1循环；94℃变性15sec，68℃下延伸60sec，进行30-40循环；步骤3)中PCR反应体系包括10×BufferforKOD-Plus5μl，2mMdNTPs5μl，25mMMgSO42μl，PrimerMix23μl，TemplateDNA2μl，KOD-Plus-(1U/μl)1μl；所述步骤3)中DNA的起始量均为10-80ng/反应，引物在体系中的浓度为0.02μM-0.15μM。采用AgencourtAMPureXP磁珠对PCR产物进行纯化具体包括下述步骤：(1)向50μlPCR合并产物中补水50μl，达到总体积100μl，加入室温平衡后的AMPureXP磁珠，用移液器吸打混匀数次；(2)室温孵育5min后，将EP管置于磁力架上5min；(3)转移上清至新的EP管，向管内加入磁珠，用移液器吸打混匀数次；(4)室温孵育5min后，将PCR管置于磁力架上5min；(5)移除上清，PCR管继续放置在磁力架上，用200μl80％乙醇溶液洗涤2次；(6)用移液器尽可能移除剩余的乙醇溶液，室温静置3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种神经精神类药物相关基因高通量测序的方法，其具体包括如下步骤：1)基因组DNA的获取：对人类全血抗凝样本进行人类全基因组DNA的提取，提取后进行DNA浓度的提取和纯度检测；2)目的基因多重PCR扩增反应及产物纯化：将人基因组DNA与多重PCR引物、PCR扩增试剂混合，捕获目的基因DNA片段；扩增反应完成后使用AgencourtAMPure XP磁珠对多重PCR产物进行纯化；3)接头序列PCR反应及产物纯化：将纯化后的多重PCR产物稀释500‑1000倍作为模板，加入引物及PCR扩增试剂进行PCR反应，反应后使用AgencourtAMPure XP磁珠对产物进行纯化；4)文库检测：采用Agilient Bioanalyer2100和Q‑PCR检测文库浓度及文库片段大小；5)高通量测序：使用Illumina测序平台对文库进行高通量测序。

【技术特征摘要】
1.一种神经精神类药物相关基因高通量测序的方法，其具体包括如下步骤：1)基因组DNA的获取：对人类全血抗凝样本进行人类全基因组DNA的提取，提取后进行DNA浓度的提取和纯度检测；2)目的基因多重PCR扩增反应及产物纯化：将人基因组DNA与多重PCR引物、PCR扩增试剂混合，捕获目的基因DNA片段；扩增反应完成后使用AgencourtAMPureXP磁珠对多重PCR产物进行纯化；3)接头序列PCR反应及产物纯化：将纯化后的多重PCR产物稀释500-1000倍作为模板，加入引物及PCR扩增试剂进行PCR反应，反应后使用AgencourtAMPureXP磁珠对产物进行纯化；4)文库检测：采用AgilientBioanalyer2100和Q-PCR检测文库浓度及文库片段大小；5)高通量测序：使用Illumina测序平台对文库进行高通量测序。2.根据权利要求l所述的神经精神类药物相关基因的高通量测序方法，其特征在于，所述的DNA浓度的提取和纯度检测方法为：将获得的基因组DNA使用NanoDrop2000超微量紫外分光光度计进行检测，A260/A280＝1.6-2.0之间，Qubit定量样品浓度C≥6ng/μl；提取的DNA总量M≥250ng。3.根据权利要求1所述的神经精神类药物相关基因的高通量测序方法，其特征在于，所述的多重PCR引物包括29对引物，具体为：5′-CCTACACGACGCTCTTCCGATCT-F-3′5′-CAGACGTGTGCTCTTCCGATCT-R-3′其中各位点的-F和-R序列如下所示：4.根据权利要求1所述的神经精神类药物相关基因的高通量测序方法，其特征在于：所述步骤2)中多重PCR反应在同一反应管中进行，反应管中的人基因组DNA的含量为20-100ng；所述的多重PCR反应程序为：95℃预变性5min，1循环；95℃变性30sec→58℃退火90sec→72℃延伸60sec，共30-40循环；72℃彻底延伸10min，1循环；所述的多重PCR反应体系包括PrimerMix11.5μl，TemplateDNA2μl，2×MultiplexBuffer25μl，MultiplexDNAPolymerase1μl，H2O20.5μl。5.根据权利要求1所述的神经精神类药物相关基因的高通量测序方法，其特征在于，步骤3)中PCR反应程序为：94℃预变性2min，1循环；94℃变性15sec，68℃下延伸60sec，进行30-40循环；步骤3)中PCR反应体系包括10×BufferforKOD-Plus5μl，2mMdNTPs5μl，25mMMgSO42μl，PrimerMix23μl，TemplateDNA2μl，KOD-Plus-(1U/μl)1...

【专利技术属性】
技术研发人员：周煌凯，钟诗龙，邓美英，陆嫚云，徐毓璇，姚啟聪，
申请(专利权)人：广州海思医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44