猫血型荧光PCR检测方法的建立及应用论文

2024-05-08 10:33:43 来源:SCI论文网 作者:xuling
摘要:猫的AB型血型系统由A型、B型和AB 3种血型组成。配型不合可能导致急性溶血性输血反应和新生儿溶血。根据TaqMan探针荧光定量分析原理,通过对猫血型决定基因胞苷-磷酸-N-乙酰神经氨酸羟基酶(CMAH)基因的4个血型相关的位点进行序列比对,设计相应引物以及探针,建立猫血型荧光PCR检测方法。该研究建立的猫血型荧光PCR检测方法与商品化的血型检测试纸条检测结果符合度达100%。此外,研究发现在北京及周边地区采集的269个猫样本中,A型血型占94.05%、B型占5.58%、AB型占0.37%。
摘要:猫的AB型血型系统由A型、B型和AB 3种血型组成。配型不合可能导致急性溶血性输血反应和新生儿溶血。根据TaqMan探针荧光定量分析原理,通过对猫血型决定基因胞苷-磷酸-N-乙酰神经氨酸羟基酶(CMAH)基因的4个血型相关的位点进行序列比对,设计相应引物以及探针,建立猫血型荧光PCR检测方法。该研究建立的猫血型荧光PCR检测方法与商品化的血型检测试纸条检测结果符合度达100%。此外,研究发现在北京及周边地区采集的269个猫样本中,A型血型占94.05%、B型占5.58%、AB型占0.37%。
关键词:猫血型,CMAH基因,基因型检测,荧光PCR
Establishment and Application of Real-Time PCR for Detection of Feline Blood Type
ZHAO Fangyuan,GONG Yujie,ZHAO Rongmao,DENG Xi,BI Mingyu
(Beijing Nabai Biotechnology Co.Ltd,Beijing 102600,China)
Abstract:The AB blood type system in feline is composed of three blood types:A,B and AB.Mismatches may result in acute hemolytic transfusion reactions and neonatal isoerythrolysis.According to the principle of TaqMan probefluorescence quantitative analysis。four sites of the feline blood type determining gene,cytidine-phospho-N-acetylneuraminic acid hydroxylase(CMAH)gene,were aligned,and the corresponding primers and probes were designed to establish a real-time PCR detection method for feline blood type.The real-time PCR method for feline blood type detection established in this study was 100%consistent with the results of Alvedia rapid-test(LabTest A+B).In addition。in the 269 feline samples collected in Beijing and surrounding areas,the proportions of A,B and AB blood type were 94.05%,5.58%and 0.37%,respectively.
Keywords:Feline blood type,CMAH gene,Detection of genotypes,real-time PCR
0引言
猫的AB型血型系统由A型、B型和极其罕见的AB型组成[1]。该系统具有非常重要的临床意义,因为血液不相容可能导致急性溶血性输血反应和新生儿溶血(Neonatal Isoerythrolysis,NI)[2]。B型猫的胞苷-磷酸-N-乙酰神经氨酸羟基酶(CMAH;EC 1.14.18.2)编码基因发生基因突变,该突变会抑制猫体内的胞苷-磷酸-N-乙酰神经氨酸(NeuAc;B型抗原)转化为N-羟基神经氨酸(NeuGc;A型抗原),而A型猫胞苷-磷酸-N-乙酰神经氨酸羟基酶活性正常[3]。猫的AB型血型系统的遗传模式由1组3个等位基因A、c、b调节;在A存在时c和b完全隐性,在c存在时b完全隐性[4]。在A型猫中可以观察到A/A、A/b和A/c 3种基因型,在B型猫中可以观察到b/b,在C型猫中可以观察到c/c和c/b型[5-6]。
目前,已有文献表明,某些CMAH基因位点变异被认为可能会导致A型抗原所需的正常CMAH活性丧失或降低,进而导致B型和AB型血的出现。在2007年,Bighignoli B等[4]发现多个突变位点,其中包括c.179G>T,c.268T>A。之后Gandolfi B等[7]认为c.364C>T的突变可能与AB型血的形成有关。最后,Kehl A等[6]发现CMAH的c.179G>T,c.1322delT突变与b基因存在密切关联型。根据报道的突变位点的出现频率,本研究以c.179G>T,c.268T>A,c.364C>T,c.1322delT单核苷酸变异位点为检测靶点,设计了荧光PCR的引物及探针并建立了猫血型荧光PCR检测方法。确定猫血型荧光PCR的检测性能后,针对269只于北京市及周边地区收集的猫血及猫口腔拭子样本进行检测,分析所收集的样本血型分布情况。
1材料与方法
1.1样本来源
样品为北京及周边地区多家宠物医院采集的猫口腔拭子和EDTA全血,样本于-20℃保存。收集猫EDTA全血时,同时收集口腔拭子样本。收集的新鲜猫EDTA全血使用Alvedia快速检测试剂盒(LabTestA+B)确定血型后,进行保存。
1.2主要试剂与设备
磁珠法核酸提取试剂盒(北京纳百生物科技有限公司),2×HyperProbe Mixture(康为世纪),鲲鹏Archimed-X6荧光定量PCR仪。
1.3试验方法
1.3.1样品总核酸的提取
按照磁珠法核酸提取试剂盒说明书进行操作。
1.3.2猫血型PCR检测方法的建立
(1)引物和Taqman探针设计。根据NCBI网站上可查询的猫血型决定基因CMAH的4个单核苷酸突变位点(179G>T,268T>A,364C>T,1322delT)及上下游核酸序列,采用primer 5.0软件,设计出如表1所示的特异性引物及Taqman探针。
(2)反应体系的配置。每个样本需要同时进行8孔独立的荧光PCR反应,其中反应液中上、下游引物及探针浓度为10μmol/L,具体配置见表2。
(3)反应程序的设置。根据表3设置PCR扩增程序。
(4)PCR扩增及结果判读。提取后的核酸分别在每个孔中添加5μL,按照表3中的程序进行扩增。根据每个孔是否有扩增曲线、Ct值以及ΔCt的大小判定4个SNP位点的基因型,若同一位点的2个孔的Ct值接近(ΔCt≤5),则认为既有野生型也有突变型,为杂合型;若2个孔中有1个孔无扩增曲线,则认为有Ct值的孔位为纯合型;若2个孔的ΔCt值>5,则认为该位点相应小的Ct值孔位的基因型为纯合型,见表4。最后根据4个位点的基因型并对照表5判定猫的血型。
1.4样本检测
用本研究建立的猫血型荧光PCR检测方法检测收集样本,并统计所有检测样本的基因型与血型。
2结果与分析
经过猫血型荧光PCR检测,110份EDTA全血样本与其对应的口腔拭子样本的血型及基因型均一致,并且与Alvedia快速检测试剂盒检测结果符合度达100%,这说明本研究建立的猫血型荧光PCR检测不仅可以检测血液样本还可以检测猫口腔拭子样本,并且基因与表型的相关性高。因此,本研究成功建立了猫血型荧光PCR检测方法。
此外,如表5所示,在收集的269个样本中,有94.05%的样本为A型血,该血型占据了主导地位,5.58%的样本为B型血,AB型血则非常稀少,仅有1例,占总样本数的0.37%,其基因型为c/b。
3讨论
本研究以c.179G>T,c.268T>A,c.364C>T,c.1322delT单核苷酸变异位点为检测靶点,建立了猫血型荧光PCR检测技术,目前所检测样本的结果显示基因与表型高度符合。考虑到随着样本数量的放大,可能存在本研究中的4个突变位点之外的其他引起CMAH酶失活的突变位点,因此B型血猫中导致CMAH活性缺失的更多基因突变位点还需要更多研究。
当前有关猫血型分布情况在国内还鲜有报道,本研究通过猫血型荧光PCR检测方法,分析北京市及周边地区收集的猫样本的血型。共检测了269个样本,发现A型血型占94.05%、B型占5.58%、AB型占0.37%,这与其他地区的猫血型分布结果类似,A型是猫的主要血型,B型血占比次之,而AB型的猫非常稀少[8]。与其他研究相比,本研究中检测到的B型血的比例相对较低。在一些欧洲国家,如法国和意大利,已经报道了B型猫的频率为10%~15%[9]。并且Kehl A[6]等发现英国短毛猫中B型血的比例可以达到25%,而缅因猫的B型血的比例仅为1%。这可能说明了不同的地区以及不同的品种间,猫的血型分布具有差异。此外,在B型血中纯合的268位A等位基因是最主要的基因型[6],这与本研究的结果一致。而在A型血猫中,基因型为A/A的比例约为A/b的2.5倍,这可能是他们的检测样本中缅因猫占比大(约45%)导致。AB型血型很少的情况与大多数研究的报道相似。因为只有当B型猫占猫科动物种群的相当大比例时,才有可能出现AB型猫[8]。了解猫血型的分布情况具有一定的临床意义,为输血治疗和计划育种提供了参考数据。
参考文献
[1]Can H,Erkunt A S,Köseoğlu A E,et al.Molecular characterization of cytidine monophospho-N-acetylneuraminic acid hydroxylase(CMAH)gene and frequency of blood types in stray cats ofİzmir,Turkey[J].BMC Genomics,2021,22(1):282.
[2]郑兰,何小凤,钟友刚,等.猫的血型概论[J].中国兽医杂志,2009,45(3):65-66.
[3]Andrews G A,C have y P S,Smith J E,et al. N-glycolylneuraminic acid and N-acetylneuraminic acid define feline blood group A and B antigens[J].Blood,1992,79(9):2 485-2 491.
[4]Bighig no li B,Ni in i T,Grahn R,et al.Cyti dine monophospho-N-acetylneuraminic acid hydroxylase(CMAH)mutations associated with the domestic cat AB blood group[J].BMC Genetics,2007,8:27.
[5]Griot-wenk M E,Giger U.Feline transfusion medicine.Blood types and their clinical importance[J].The Veterinary Clinics of North America Small Animal Practice,1995,25(6):1 305-1 322.
[6]Kehl A,Mueller E,Giger U.CMAH genotyping survey for blood types A,B and C(AB)in purpose-bred cats[J].Animal Genetics,2019,50(3):303-306.
[7]GandolfiB,Grahn R A,Gustafson N A,et al.Correction:A Novel Variant in CMAH Is Associated with Blood Type AB in Ragdoll Cats[J].PLoS One,2018,13(3):e0 194 471.
[8]Zheng L,Zhong Y G,Shi Z S,et al.Frequencies of blood types A,B,and AB in non-pedigree domestic cats in Beijing[J]. Veterinary Clinical Pathology,2011,40(4):513-517.
[9]Giger U,Gorman N T,Hubler M,et al.Frequencies of feline A and B blood types in Europe[J].Proceedings of the International Society of Animal Genetics Conference,1992,23:17-18.
