[發明專利]檢測樣本中毛螺菌科菌種的探針組合、基因芯片和試劑盒

有效

• 申請號: 202211634276.6
• 申請日: 2022-12-19
• 公開（公告）號: CN115725764B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 陳江;金桃;劉飛飛;張智閔;束文圣;李紹春
• 申請（專利權）人: 廣東美格基因科技有限公司;北京三域未來科技有限公司
• 主分類號: C12Q1/689
• 分類號: C12Q1/689;C12N15/11;C12Q1/6837;C12R1/01
• 代理公司: 杭州信與義專利代理有限公司 33450
• 代理人: 萬景旺

本發明公開了檢測樣本中毛螺菌科菌種的探針組合、芯片、試劑盒和方法，屬于基因檢測技術領域。所述8種毛螺菌科菌種分別為Agathobacter?rectalis，Anaerobutyricum?soehngeni，Bariatricus?massiliensis，Blautia?hansenii，Coprococcus?eutactus，Enterocloster?citroniae，Fusicatenibacter?saccharivorans和Stomatobaculum?longum，所述探針組合包括SEQ?ID?No.1～80所示的探針。本發明能夠提供目前已知的8種關鍵的毛螺菌科菌種的快速檢測方法，能夠解決現有方法菌種檢測靈敏度低，高通量測序檢測技術成本高，周期長，操作步驟繁瑣等問題。

技術領域

本發明屬于基因檢測技術領域，具體地，涉及檢測樣本中毛螺菌科菌種的探針組合、基因芯片和試劑盒。

背景技術

毛螺菌科(Lachnospiraceae)細菌是人腸道中普遍存在的高豐度共生菌，約占人體腸道全部菌種豐度的10％～35％，該類群菌種廣泛參與多種碳水化合物的代謝，并可以通過產生丁酸等短鏈脂肪酸、參與膽汁酸代謝、調控粘膜免疫應答、抵抗腸道內病原體定植等方式影響宿主健康，對毛螺菌科菌種在腸道中的豐度和多樣性進行定性和定量的鑒定有助于研究者深入解析腸道菌群的功能。近年來，有大量人群隊列研究表明腸道中毛螺菌科豐度與潰瘍性腸病、帕金森病、以及脂肪肝、肥胖等代謝類疾病發病具有顯著負相關性；然而，還有研究揭示了毛螺菌科的豐度與如系統性紅斑狼瘡和艾滋病等免疫疾病的發生發展具有正相關，其產生的對甲酚和吲哚等代謝產物也具有潛在的細胞毒性。這表明毛螺菌科在不同人群中豐度的變化對于宿主的健康和疾病具有截然相反的生理學意義。因此，毛螺菌科下的不同菌種對人類健康的影響是不同的，該類群的不同菌種有望作為潛在的疾病診斷生物標記物或者作為疾病預后判斷的輔助指標被廣泛應用。

傳統的細菌鑒定主要通過培養，分離，顯微觀察，生理和形態學的判斷，不僅操作過程較為繁瑣，也過多依賴于工作人員的專業技術和經驗知識。而且，對于一些不可培養的細菌則可能無法做到分離和鑒定。目前，對細菌的物種鑒定主要依托于分子生物學鑒定，通過物種特有的DNA片段對物種進行同一認定。比如，常用的16S?rRNA測序，16S?rRNA基因是原核生物核糖體中30S亞基的組成部分，該區段序列在細菌種普遍存在且在遺傳進化上具有高度的保守性，常用作細菌物種鑒定的標記基因。但是，依據原核生物16S?rRNA基因的保守性特點，并不能對所有細菌鑒定到種水平，而菌種水平的鑒定更為困難。基于酶聯免疫吸附檢測(Enzyme?Linked?Immunosorbent?Assay，ELISA)的方法能夠實現細菌菌種水平的鑒定，具有較高的靈敏度，常用于病原診斷。但是，該方法依賴于高度特異性的菌種抗體和其識別的特異性蛋白，可供應用的菌種范圍十分有限，尤其是針對毛螺菌科菌種的較少。

基因芯片技術是將已知的物種特異性核酸序列(又稱為探針)以微陣列(microarray)的形式排布在芯片載體上，通過與樣本中目標菌種的核酸序列特異性雜交釋放熒光信號，根據信號的強度判斷物種的存在及其相對豐度。基因芯片技術與宏基因組測序或16S?rRNA基因測序相比，其避免了因測序深度有限導致的隨機采樣誤差和易受污染物干擾的影響，并且通過檢測信號的高靈敏度能夠發現豐度較低的物種，可以準確地描述環境樣本中目標物種的存在和組成。運用基因芯片技術也可以實現對微生物的高通量檢測，根據目標菌種特異性探針的數量和芯片承載探針的規格，一張芯片通常可以完成近千種細菌菌種的檢測。同時，基因芯片技術不依賴于測序，在操作程序和分析周期上也有著巨大的優勢，是一種快速靈敏的目標序列檢測方法，在微生物物種檢測，尤其是人類相關的病原檢測方面得到了廣泛的應用。然而，目前不尚缺少檢測芯片能夠檢測人類腸道毛螺菌科菌種，特別是一些對人類腸道健康影響密切相關的菌種。

發明內容

本發明旨在針對毛螺菌科不同菌種設計特異性檢測芯片，通過探針檢測腸道內毛螺菌科目標菌種在種水平的多樣性及其相對豐度，反映腸道毛螺菌科目標菌種的結構和組成，輔助判斷腸道環境的短鏈脂肪酸合成，膽汁代謝，病原抗性等相關能力。為了達到該目的，本發明采用以下技術方案：