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用于病毒高通量测序样品前处理及核酸扩增方案概述
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Chinese Journal of Veterinary Medicine 中国兽医杂志2016年(第52卷)第12期115 用于病毒高通量测序样品前处理及 核酸扩增方案概述 杨德全,鞠厚斌,刘 健,葛菲菲,李 鑫,王 建,杨显超,邓 波,葛 杰,周锦萍 (上海市动物疫病预防控制中心,上海闵行201103) 中图分类号:¥855.3 文献标志码:B 文章编号:文章编号:0529—6005(2016)12—0l15—02 随着测序技术水平的改进,测序通量的不断提 高,高通量测序技术得到迅猛的发展与普及,其在 病毒学领域的应用也越来越广泛。通常,有效的降 低宿主细胞和其他微生物基因的干扰并提高病毒 核酸的丰度是鉴别病毒的重要前提,分离、扩增、获 取目的基因的序列则是鉴别病毒的关键。然而,临 床上获得的样品中病毒含量一般较低,从少量高度 复杂的临床样品中发现目的序列如同“大海捞针”, 收稿日期:2016-05-03 基金项目:上海市市级农口系统青年人才成长计划项目[沪农 因此,如何特异性的放大样品中的病毒含量显得至 关重要。本文就高通量测序技术中一些常用的从 未经培养的原始样品中获取病毒核酸序列的技术 方法作一综述,以期使科研工作者更好的掌握高通 量测序技术在病毒学中的应用。 不 不 ! 不 ;. . ’矫 青字(2015)第2—6号] 作者简介:杨德全(1983一),男,兽医师,硕士,主要从事动物病 毒病防控工作,E—mail:dequan—yang@126.com 通讯作者:周锦萍,E—mail:shzjpvet@163.com !: 矫 8讨论 检测提出的推断相吻合,_9 至于动物源性蛋白质 过敏原的确切成分,还有待开展进一步的深入研究 确定。 有关大熊猫慢性营养不良综合征的发病原因, 国内外已开展过部分探索,但至今也未明确真正的 原因。伦敦动物园曾通过免疫学方法分析后认为, 该病的发生与食物中的卵清蛋白高度相关 m J。张 金国等(1998)报道,该病病因与低L综合征相 关 J。余建秋等(1998)报道,患该病大熊猫除表现 参考文献: [1] 张金国.大熊猫常见疾病的防治概况[c].成都国际大熊猫保 护学术研讨会论文集,成都:四川科技出版社,1994: 359-366. 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GC GGAGCTCTGC AG- ATATCTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT一3 )以增加一3’端 的覆盖率。 随着二代测序的普及,经过SISPA获得的扩增 子可以直接深度测序。利用DNase SISPA—NGS技术 从比利时牛脑组织和组织培养物中鉴定出不同于 2011年首次在德国流行的施马伦贝格病毒¨ 。有 学者用SISPA结合二代测序技术,对一个病毒的单 斑或低至10 pg的DNA模板进行测序,获得了高质 量的数据,直接用于病毒基因组全长的从头 拼接 。 2.2 VIDISCA技术(Virus discovery cDNA—amplified fragment length polymorphism,VIDISCA) VIDISCA 技术,是一种基于cDNA扩增片段长度多态性的方 法,是SISPA的一种衍生方法,利用该方法于2004 年成功获得了一种新的人冠状病毒HCoV・NL63 核酸。与SISPA不同的是,先用两种不同的限制性 内切酶切割DNA,与之对应的两种adaptor相连接, 后与adaptor序列互补的两个引物进行第一轮PCR 扩增;第二轮扩增时,将第一轮两个引物的一3’端分 别向前延伸一个碱基(A或T或G或C),这样就会 产生16种引物组合,大大提高VIDISCA的敏感性。 此后,应用该技术成功的鉴定出人双埃可病毒1 型 和5型、6型_l 。经过VIDISCA技术获得的 Chinese Journal of Veterinary Medicine 扩增子也可以直接深度测序。近几年,利用VIDIS— CA-454技术,在人 和动物¨ 身上发现了许多新 病毒。 2.3 随机PCR(random—PCR,rPCR) rPCR关键 在于其特殊的引物设计,在随机引物的5一’端加上 ~段通用序列,内含一个限制性酶切位点便于后续 的克隆,用此引物进行第一轮扩增,第二轮引物则 使用与通用序列互补的引物。与SISPA不同的是, 不用连接接头,这种方法可提高反应的效率,因此 比SISPA更高效。rPCR可用于检测DNA或RNA 病毒。2004年发现了新型冠状病毒HCoV-NL ; Kapoor Al】 利用这种方法发现了博卡病毒2型。 将rPCR与二代测序技术相结合,Bodewes R 等鉴 定出犬博卡病毒2型。 2.4多重置换扩增(Multiple displacement ampliifca— tion,MDA) MDA是一种等温扩增技术,利用随机 的6碱基引物在多位点和模板链结合,接着利用 phi29DNA聚合酶很强的模板结合和置换能力实现 对全基因组的扩增。该技术可扩增一些极低含量 的样品,也可用于扩增不同环境样品中的病原体, 如人类粪便中的病毒 。MDA法是目前公认应用 最广泛的全基因组扩增方法,操作简单,对实验仪 器要求低,且使用非预变性的模板时也可取得良好 的效果。目前针对该方法开发的产品较为成熟,具 有代表性的为Qiagen公司的REPLI—g系列全扩增 试剂盒和GE公司的GenomiPhi系列全扩增试 剂盒。 上述扩增方法均不依赖于病毒的核酸序列信 息,且可对低浓度样品高效放大,因此,在病毒核酸 信息未知的情况下,可对临床样品进行高通量测 序。由于上述很多方法的扩增产物并不是原始样 品中所有组成部分的等比例放大,或多或少会产生 一些偏倚,应避免过度扩增,尽量保持样品中核酸 的多样性。上述方法各有自己的优缺点,应根据样 品的具体情况及实验中遇到的问题进行调整、优化 或联合应用。 参考文献: 安小平,童贻刚.用于高通量测序未知病原体分析的样本预处 理方法及扩增方案概述[J].生物技术通讯,2015,26(2): 286-290. 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