巢式实时荧光定量PCR检测结核分枝杆菌DNA方法的建立及在结核性胸膜炎的临床应用

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目的:1、巢式实时荧光定量聚合酶连反应(Quantitative Nested Real-TimePolymerase Chain Reaction,QNRT-PCR)检测结核分枝杆菌(Mycobacteriumtuberculosis,MTB)DNA方法的建立。2、评价QNRT-PCR检测MTB DNA的应用及其在结核性胸膜炎诊断中的价值。方法:1、制备结核分枝杆菌MPT64基因荧光定量标准品以H37vRV标准菌株MPT64基因为模板,在引物(IF-1和IR-2,具体序列详见第一部分第一节引物的设计合成)引导下进行PCR扩增,对PCR产物割胶回收、纯化后与pGM-T载体连接,经过克隆、转化、筛选及测序鉴定,确定目的质粒,根据公式:质粒拷贝数浓度(拷贝/ml)=(质量÷分子量)×6.02×1023,利用紫外分光光度计计算出质粒拷贝浓度,10倍倍比稀释后作为检测MTB DNA的阳性参照定量标准品。2、建立巢式PCR(nested PCR,nPCR)检测结核分枝杆菌DNA的方法根据MTB基因的稳定性和特异性,设计扩增MPT64基因序列的内外套引物(外套引物分别为EF-1、ER-2,内套引物分别为IF-1、IR-2,具体序列详见第一部分第一节引物的设计合成),应用nPCR两步法,分别扩增DNA片段大小为241bp和201bp的内外片段,2%的琼脂糖凝胶电泳,然后采用核酸蛋白成像仪拍照对图片进行定性分析。3、建立实时定量PCR(Real-time PCR)检测结核分枝杆菌DNA的方法以IF-1和IR-2为引物,结核分枝杆菌MPT64基因序列为模板,以上述“1”构建的质粒标准品为阳性参照,采用SYBR Green Ⅰ荧光染料法对PCR扩增过程进行标记,LightCyler3.5real-time PCR system进行数据检测分析,目的片段为201bp。4、建立QNRT-PCR检测MTB DNA方法胸水是一种含结核分枝杆菌微量的样本,为了提高PCR检测这类样本中MTB DNA的敏感性和特异性,同时能够准确定量,我们将nPCR和real-time PCR两种方法进行合并创新,在巢式PCR第二步应用SYBRGreenⅠ荧光染料法,以上述“1”构建的质粒标准品为阳性参照,建立检测结核分枝杆菌MPT64基因的QNRT-PCR方法。5、比较三种PCR检测痰液和胸水中MTB DNA的结果我们将来自肺结核患者痰液24份,结核性胸膜炎患者胸水27份,以及对照组75份痰和胸水同时进行了上述三种PCR方法的检测和比较。6、分别对27例结核性胸膜炎患者的炎性指标、免疫指标、胸水量等与巢式实时荧光定量PCR结果及五种病原学检测方法之间进行了相关性分析法结果:1、成功构建质粒标准品,用测定的重组质粒序列与GeneBank中的MTB标准菌株H37Rv的MPT64基因序列进行比较,同源性100%。将7.09×1012拷贝/ml质粒倍比稀释后取7.09×102—7.09×109copy/ul的8个梯度,得到该方法在104—108拷贝/ml范围内,随着起始模板量的减少,对应的Ct值相应增大,二者呈线性关系,r=0.99,且溶解曲线呈单峰。2、以痰培养结核分枝杆菌阳性为肺结核确诊标准,检测24份来自肺结核病人的痰MTB DNA,结果巢式实时荧光定量PCR方法的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为95.83%、61.54%、69.70%、和94.12%;以内科胸腔镜胸膜活检的组织病理学结果为金标准,其敏感性和特异性分别为75%和100%;QNRT-PCR、real-time PCR、nPCR三种方法检测结果比较阳性率差异显著(P<0.05),QNRT-PCR的敏感性最高;两种定量PCR检测结果比较,QNRT-PCR的Ct值较小。3、进一步将QNRT-PCR用于胸水中MTB DNA的检测,结果,对来自结核性胸膜炎患者的27份胸水样本中,该方法阳性率70.37%,而real-time PCR及nPCR的阳性率分别为66.67%及11.11%。4、通过对QNRT-PCR方法检测结核性胸膜炎患者胸水样本中MTBDNA量与其他指标的相关性分析得出:胸水中MTB DNA量与ESR、AFB、培养、nPCR、T-SPOT、PPD指标具有正相关,且差异有统计学意义,与其他指标无明显正相关。结论:1、本研究建立了QNRT-PCR检测MTB DNA方法,并证实该方法具有很高的敏感性,且特异性较好;2、通过对三种PCR方法检测胸水MTB DNA结果比较,可见QNRT-PCR方法对胸水样本中MTB DNA样本的高敏感性并准确定量,在结核性胸膜炎诊断中具有很好的临床应用价值。
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