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基因检测范文1
与国外出口商的宽心相比,中国公众此次倒吸了一口冷气。尽管政府部门一再声明转基因大豆可以放心使用,但是每一次与转基因相关的技术、实验、种植、贸易、法规和商业化运转有所进展时,都会引起公众极大的焦虑。
事实上,转基因食品并非是一个新鲜的话题。中国进口转基因大豆的历史已经长达16年之久。早在1997年,中国就开始进口转基因大豆。而此次中国政府迅速批准了这三种转基因大豆的进口,再一次使这个问题成为舆论的焦点。
转基因食品法规有待健全
一般而言,转基因产品的准入制度,既是生态环境和人类健康的负责,也是一道贸易壁垒,保护本国的农产品。但是,与这种惯例相悖的是,中国转基因大豆的进口并没有受到影响,除了2002年,大豆的进口略有下滑后,此后的10年内,大豆的进口量一路高歌猛进。2010年、2011年、2012年,大豆的进口量分别达5480万吨、5183万吨、5838万吨。与此同时,国产大豆的年产量一直徘徊在1200吨左右。
值得注意的是,从转基因产品的进口在中国的发展来看,转基因产品的进口速度远远快于相关法律法规的制定速度。在上世纪90年代,中国想要进口转基因大豆,连安全证书都不需要。
2001年之后,中国开始建立转基因产品的进口规则,先后出台了《农业转基因生物安全管理条例》和《农业转基因生物进口安全管理办法》。
根据规则,国外的转基因产品供应商只有从农业部获得安全证书之后,才能进入中国市场。这张安全证书有有效期,大豆和玉米只有3年的有效期,棉花有5年,过期作废。
出于减少贸易摩擦和技术的考虑,农业部在2002年3月、2002年10月和2003年7月,三次推迟了安全证书制度的施行,境外的转基因公司仍然可以凭借临时证明继续出口转基因产品。
直到2004年2月,转基因产品才有了准入制度。2004年2月第一批拿到安全证书的5种转基因产品来自孟山都公司,分别是一种转基因大豆、两种转基因玉米和两种转基因棉花。
相比较而言,国外的法律法规对于转基因产品的批准则谨慎得多。例如,美国转基因生物的释放和注册,都要环境影响报告,转基因食品上市前需接受公众评议。美国环境署的生物技术科学顾问委员会会议面向公众开放,并将会议记录也会在网上公布。
欧盟也是如此。欧盟食品安全管理局对新的转基因产品出具评估报告之后,欧盟委员会将评估报告公布在网络上,接受为期一个月的公众评议。
而对于中国消费者而言,只是在此条例获批后才“被告知”了这个消息,相关法律法规以及审批程序都被指透明度不够。
各国法规不尽相同
根据我国《农业转基因生物安全管理条例》,输出国家或地区已经允许作为相应用途并投放市场,是我国申请进口用作加工原料的转基因生物安全证书的前提条件之一。农业部近日批准的3个大豆品种除输出国已批准相同用途外,也在多个国家获得批准。
据悉,其中巴斯夫农化有限公司抗除草剂大豆CV127,已在美国、加拿大、日本、韩国、澳大利亚、新西兰、菲律宾、墨西哥、哥伦比亚、俄罗斯、南非、巴西、阿根廷等国家批准用于商业化种植或食用;孟山都远东有限公司抗虫大豆MON87701,已在美国、加拿大、日本、欧盟、墨西哥等地批准用于商业化种植或食用;抗虫耐除草剂大豆MON87701×MON89788已在欧盟、韩国、墨西哥、阿根廷、巴西、巴拉圭等地批准用于商业化种植或食用。
最新全球转基因作物年度报告表明,到目前为止,全球有59个国家或地区批准了两千余项转基因作物申请,这其中食品项目几乎占了一半,远超饲料等其他用途。
以美国为例,美国国内销售的含转基因成分的食品已超过5000种,许多品牌的面包、薯片、蛋糕、番茄酱、鲜食木瓜、酸奶、奶酪等或多或少都含有转基因成分。在美国,转基因食品必须经过食品药物管理局和美国农业部的批准。很多国家会对转基因食品贴上标签,标明这是转基因食物,不过在美国,这方面没有做强制的要求,他们认为默认经过批准的就是安全的,对贴标签是以自愿为主的指导方针。
对于转基因食品的疑虑,世界各国态度不一。在转基因技术使用时间较长的北美,对其顾虑相比欧洲和亚洲等地要低。欧盟则持保守态度,但也批准了一些转基因作物的种植及上市,用于食用和饲料等用途。相较而言,亚洲民众对于转基因食品存在更多的疑虑和担心。
健全转基因食品监测评估体系
目前,国际消费者协会将各国转基因标志政策划分为3类,一是全面强制性标志,如欧盟对转基因产品实行从农田到餐桌的全过程管理;二是部分强制性标志,如澳大利亚、新西兰、日本、泰国和中国;三是自愿标志,如美国、加拿大和阿根廷。
基因检测范文2
一 乙型肝炎病毒DNA(HBV-DNA)测定
乙型肝炎是由乙肝病毒引起的以肝脏损害为主要临床特征的急、慢性传染病,严重者可发展成慢性肝炎、肝硬化和肝癌。在我国,乙肝是危害人类健康的一种主要传染病。
【参考值】
阴性 (Taqman荧光定量PCR技术)
【临床意义】
1.HBV-DNA是乙型肝炎病毒感染的直接证据,是HBV有活性复制能力及具传染性的确切标志。
2.可定量检测HBV-DNA含量,为临床病情判断、疗效观察提供信息。
3.HBV-DNA的出现先于其他血清学指标(如HBsAg),可早期诊断HBV感染。
4.正常人HBV-DNA为阴性。当HBV-DNA为101~104拷贝/ml时,表明病毒复制水平低,传染性较弱;而当 HBV-DNA>104拷贝/ml时,表明病毒复制水平高,传染性强。
5.HBV-DNA含量测定可为临床药物选择提供依据。
【注意事项】
1.标本可用血清或血浆,避免肝素抗凝,避免反复冻融。
2.标本室温放置不超过4小时。
3.溶血、高胆红素标本影响检测结果。
二 其他病毒DNA测定
(一)人瘤病毒DNA(HPV-DNA)检查
人瘤病毒是一种小的双链DNA病毒,根据核酸相关性分型已发现70余型。该病毒可以感染人的皮肤和黏摸上皮细胞,诱发细胞增生,产生瘤样病变。
【参考值】
阴性 (多重核酸荧光定量PCR技术)
【临床意义】
1.HPV难以用传统的病毒培养及血清学技术检测,目前主要采用分子生物技术检测HPV-DNA,灵敏度高。
2.可对尿道、阴道、宫颈脱落细胞进行人瘤病毒的检测及分型,判断体内HPV感染状况。
3.HPV 6和11型与尖锐湿疣、喉头鳞状上皮状瘤发生有关;HPV 16、18、31、32型等与宫颈癌发生相关。因此,可用于对HPV高危亚型的诊断,对尖锐湿疣、宫颈癌等疾病的诊断与筛查具有重要意义。
4.HPV-DNA检测可用于考核疗效与预后。
【注意事项】
1.用无菌拭子取尿道、阴道、宫颈分泌物于无菌试管或无菌瓶中。
2.标本采集应严格按无菌操作,避免污染。并及时送检。
(二)人类巨细胞病毒DNA(HCMV-DNA)检查
HCMV是疱疹病毒科成员,人类普遍易感,多为隐性或潜伏感染。在免疫功能低下、缺陷或抑制情况下,可发生成人HCMV感染,常呈弥漫性病变,严重者甚至死亡。
【参考值】
阴性 (荧光探针杂交PCR技术)
【临床意义】
1.用于临床HCMV感染的快速诊断。
2.用于临床免疫抑制治疗过程中体内HCMV感染的快速诊断与疗效监测。获得性免疫缺陷综合征等患者HCMV感染的诊断与疗效监测。
3.PCR技术检测HCMV的敏感性高,且HCMV-DNA的出现早于临床症状或血清学标记物的出现,可早期诊断 HCMV感染。
4.妊娠早期感染HCMV可引起胎儿先天畸形,产前检测HCMV-DNA有利于优生优育。
5.连续监测巨细胞病毒的含量变化可了解病毒的复制状况,从而为疾病的早期诊断与药物疗效提供直接的病原学依据。
【注意事项】
采用EDTA抗凝全血或脑脊液标本,采集后及时送检。
(三)单纯疱疹病毒DNA(simplex herpes virus, HSV-DNA)
单纯疱疹病毒是一种有囊膜的双股DNA病毒,分为I型和II型。近年来,HSV是性传播疾病、病毒性脑炎等疾病的重要病原体。
【参考值】
阴性 (荧光探针PCR技术)
【临床意义】
1.用于检测人血清样本或体液样本中的单纯疱疹病毒并可同时分型,辅助诊断HSV感染性疾病。
2.HSV I型感染主要引起口唇疱疹、疱疹性结膜炎、脑炎和皮肤性疱疹,HSV II型主要引起生殖器疱疹, HSV-DNA检测可辅助诊断上述疾病,并可用于考核疗效与预后。 转贴于
【注意事项】
1.血清用无菌注射针头抽取静脉血2ml于无菌肝功管中。
2.分泌物用无菌棉拭子采集标本,女性取宫颈或阴道分泌物,男性取或前列腺液,将取样后的棉拭子放入无菌试管或无菌瓶中。
3.脑脊液抽取脑脊液于无菌玻璃瓶中。
(四)EB病毒DNA(EB virus,EBV-DNA)
EBV属于丫疱疹病毒科,主要经涎液传播,PCR技术可灵敏地检测出标本中的EBV-DNA,满足临床诊断、治疗需要。
【参考值】
阴性 (荧光探针杂交PCR技术)
【临床意义】
1.可快速检测血液、脑脊液、组织、尿液中的EB病毒,为EB病毒感染提供直接证据。
2.EB病毒临床上与鼻咽癌传染性单核细胞增多症、霍奇金病等的发病密切相关。
【注意事项】
1.检测标本可采用EDTA抗凝全血、脑脊液、咽拭子、尿液、病变组织等。
2.标本采集时严格按无菌操作,并及时送检。
三 RNA病毒测定
丙型肝炎病毒RNA(HCV-RNA)检测
丙型肝炎病毒是一种单链正股RNA病毒,引起丙型病毒性肝炎。丙型病毒性肝炎多因输血或血制品而引起,在输血者中还存在无症状的HCV携带者。
【参考值】
阴性(RT-PCR,荧光定量PCR技术)
【临床意义】
1.有助于HCV感染的早期诊断。
2.HCV-RNA阳性提示HCV复制活跃,传染性强。
3.HCV-RNA转阴提示HCV复制受抑,预后较好。
4.连续观察HCV-RNA,结合抗-HCV的动态变化,可作为丙肝的预后判断和干扰素等药物疗效的评价指标。
【注意事项】
1.标本可用血清或血浆,用无菌注射针头抽取静脉血2~3ml于无菌肝功管或EDTA抗凝管中送检。避免肝素抗凝,避免反复冻融。
2.标本室温放置不超过4小时。
3.溶血、高胆红素标本影响检测结果。
参 考 文 献
基因检测范文3
关键词:粗糙集;概念格;属性约简;异常检测
中图分类号:TP18文献标识码:A文章编号:1009-3044(2012)11-2590-03
Anomaly Gene Detection Based on Rough Set and Concept Lattice
LI Chao,SONG Yan-pei, LI Yi-zhe, WU Wan-tao
(College of Computer and Information Technology, Henan Normal University, Xinxiang 453007, China)
Abstract:In the data analysis, rough sets used to solving the reduction of redundant attributes and seeking the minimum set of attributes . However, The concept lattice is an important way to address the complexity of conceptual knowledge. The paper first use the knowledge of the concept lattice to characterize some concept and nature of the rough sets and establish contact for them. Using the improved distin? guished matrix of rough sets to the attribute reduction of the concept lattice and finally through the anomaly detection algorithm to extract the abnormal gene, the result proves that the method is effective and feasible.
Key words:Rough Set;Concept lattice;Attribute Reduction;Anomaly detection
粗糙集理论是一种新的处理模糊和不确定知识的软计算工具,是一种重要的数据库知识发现方法[1],它的基本思想是通过案例库的分类归纳出概念和规则,通过案例库的条件特征变量将案例库分类而形成概念,并通过生成的概念去研究目标特征,从而得到关联规则,其理论基础是等价关系[2]。
概念格也叫形式概念分析,是一种根据对象和属性之间的二元关系建立起来的一种概念层次结构,从数据集中生成概念格的过程实际上是一种概念聚类的过程[3]。
粗糙集理论和概念格都是基于某种数据表,建立在分类基础上的,Oosthuizen G D非形式化地讨论了粗糙集合与概念格之间的联系,Kent R E主要探讨了在概念格模型上几种可能的偏大近似与偏小近似算子的定义及其相关关系,给出了概念格上的粗糙集合运算与函数依赖生成,张文修从概念理论上探讨了二者的联系及区别,吴强通过引用粗糙集的区别矩阵方法对概念格进行约简并为二者建立联系[4]。
1基本知识与联系
1.1粗糙集基本知识[5]
经典的信息表可以用一个四元组来形式化描述,设T=() U,A,V,f表示一个信息表,其中,U表示有限非空的对象集合,即论域;A是有限非空的属性集合;V对应每一个属性a∈A的非空值域;f是一个信息函数,通过这个函数,论域中的每一个对象都有V中唯一的值与之相对应。信息表中,如果A={}
C?{ }
r,则r是A中可省略的,否则称r是A中不可省略的。如果A
中的任何一个属性都是A中不可省略的,则A是独立的。定义3信息表T=()
1.2概念格的基本知识[4]
定义1形式背景:称()
1.3粗糙集和概念格的联系
定理一概念格中的每个结点都是粗糙集中一个等价类,并且每一个结点是一个具有最大共同属性的对象集合。由于概念格的形式背景是二值的,而建格时针对的是属性值而不是属性,格中结点包括两部分,表示为属于这个概念的所有对象以及这些对象的所共有的属性的集合,根据等价类的概念可知格中节点就表示一个等价类:U R ={}
相关定理证明见[4]。
2基于粗糙集理论的概念格约简
根据以上的理论,我们可以的得到基于粗糙集理论的概念格约简算法;
输入:概念格背景数组
输出:概念格内涵约简集
Begin:
约简集为空;
For i=1:n-1(n为对象的总个数){For j=1:n
{比较对象的每个属性值;
If对象xi,xj在属性k的值不等then相应的属属性间取?运算;end If
与下个j值的属性集合取?运算;
化简得到约简集;
检验每个约简集下对象的取值情况;If约简集是某个对象属性值为空
Then删除该集合;
Else
3异常检测
3.1异常的定义
对于异常数据,Hawkins的定义是,“异常就是在数据采集中与众不同的数据,使人怀疑这些数据并非随机偏差,而是产生于完全不同的机制。”这个定义说明,异常数据是少量的,与众不同的,与大多数数据相比是有“偏差”的,而且产生这种“偏差”的原因不是随机的,而是由更深层次的必然原因,它产生于完全不同的机制。
3.2异常检测算法
从技术原理上看,异常检测算法可以划分为,基于统计的方法,基于距离的方法,基于密度的方法,基于偏离的方法和基于聚类的方法。该文采用的异常检测算法结合了“基于距离”和“基于聚类”,首先采用TwoStep算法[8]对数据进行聚类分析,将数据划分为若干聚类,然后对每一个样本,计算与其最近的聚类距离,并根据距离大小计算一个“异常指数”,通过设定异常指数的阈值,从而检测异常数据。该算法完成两个任务,第一,从约简后的数据集中确定异常样本,第二,对于每一个异常样本,分析导致该样本为异常样本的属性基因。
Step1 modeling:用聚类的方法对约简数据集进行分析;
Step2 scoring:对每一个样本,计算它与所在聚类的距离,从而计算异常指数(AnomalyIndex);
AnomalyIndex=
Step3 reasoning:对于每一个异常样本,计算其每一个属性的“变量偏离指数”(VDI, Variable Deviation Index)和“组偏差指数”(GDI),通过对VDI和GDI的分析,确定异常属性基因。
4实验结果
根据以上算法研究,在Lymphoma和Liver Cancer数据集中(如表1所示),首先采用基于粗糙集的概念格约简算法对数据进行约简,而后采用异常检测算法,对异常基因进行提取,通过和经典的约简算法及致病基因提取算法相比较,得出更加令人满意的结果,如表2。
表1两个基因表达数据
5结束语
该文介绍了粗糙集和概念格的基本知识,并利用二者的结合点对基因数据进行了属性约简,提高了约简的效率。鉴于基因表达数据属性很多,而导致致病基因数据少的特点,并没有对每个表达基因进行检测,而是采用了异常基因检测的方法,结合属性约简的基因数据,取得了相对于单独使用粗糙集和概念格较好的准确性,这表明基于粗糙集和概念格的异常基因检测方法可以成为生物信息研究领域的有力工具。
参考文献:
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基因检测范文4
关键词:运动医学;基因兴奋剂;基因治疗;运动能力;综述
中图分类号:G804.5文献标识码:A文章编号:1006-7116(2010)06-0102-05
Review of the application of gene stimulant test methods and technologies
LIU Feng-jun1,LU Hong-mei2,XIONG Zheng-ying1
(1.School of Physical Education,Shaanxi Normal University,Xi’an 710062,China;
2.School of Physical Education Anyang Normal Institute,Anyang 455002,China)
Abstract: With the successful application and constant perfection of gene therapy technologies, gene stimulants will become new threats to the sports community and the World Anti-Doping Agency (WADA). Therefore, developing practically feasible gene stimulant test methods is the goal to be achieved jointly by scientists in countries all over the world. On the basis of summarizing achievements made by predecessors, the authors gave an overview of the testing of gene stimulants in terms of genes, proteins, carriers and immune reactions, and expected the application of new technologies in the testing.
Key words: sports medicine;gene stimulant;gene therapy;sports capacity;overview
在2008 年最新的兴奋剂禁用清单中把基因兴奋剂定义为:非治疗目的的使用细胞、基因、遗传物质或调节基因的表达来提高运动员运动能力[1]。虽然真正应用的基因兴奋剂还没有出现,但是目前发现了很多可提高运动能力的“运动基因”,并对“运动基因”进行了很深入的研究[2]。从提高运动能力的机制划分,可将“运动基因”分为3类:①与骨骼肌能力相关基因,如增加肌肉体积的Myostatin基因;影响肌肉代谢及再生的HGH、IGF、MGF和转录因子Pax7基因;增加Ⅰ型肌纤维比例的受体蛋白PPAR-delta基因。②与氧气供应相关基因,如增加红细胞数量的EPO基因;增加组织中血管数量的VEGF基因。③与能量供应相关基因,如增加肌肉对脂肪酸摄取的脂肪酸转运蛋白FATP1,CD36基因;增加肝脏中葡萄糖释放和提高肌肉对葡萄糖摄取的葡萄糖运输蛋白GLUTs和胰岛素受体基因[3]。随着基因治疗技术(特别是基因导入系统)的不断完善,基因兴奋剂不再遥远,研究基因兴奋剂检测技术是急需解决的课题。
1基因兴奋剂的检测
1.1基因水平的检测
因为cDNA中没有内含子,所以有可能把编码转基因蛋白的mRNA反转录得到的cDNA从自身的DNA序列中区分出来。转基因序列构建的任何非人类起源序列或异常序列在理论上都可以由PCR检测到,事实上由于自身多种多样的调整基因序列和其它序列可能被并入转基因中,此时检测到的转基因不一定是由基因兴奋剂引起的,所以这一检测结果并不准确。为了进一步区分转基因,需要设计和实施大量的分子测试,这将耗费大量的人力、物力和财力。如果有一个条码系统(bar-cording systerm),类似于跟踪基因改造的农产品,将会很容易识别转基因序列[4]。探寻转基因还可以使用以DNA为基础的生物传感器,能够从内源性DNA序列中选择性分辨转基因的cDNA序列,这需要开发合适的探针。例如,针对转基因cDNA序列和内源性外显子结合序列的特异性单链DNA探针,将其固定在传感器表面,这样只有样品中存在与固定探针相结合的目的cDNA时,杂交反应才能发生。带有cDNA的样品与探针发生积极的反应就能够确定转基因的存在[5]。通过将不同的探针固定于传感器的表面,可以实现对多个基因序列的同时检测,从而使生物传感器技术在检测基因兴奋剂中发挥更重要的作用。
1.2转基因蛋白的检测
在基因治疗中,监视基因转移和随后的表达通常是通过检测转基因产物或载体组件来完成的。基因治疗通常是取代有缺陷的基因,因此几乎没有内源性蛋白表达升高。在基因兴奋剂中,转基因不会取代缺陷基因,因此转基因蛋白的检测可依靠转基因翻译后修饰的细微变化或者蛋白质表达水平的变化。下面以EPO和GH为例。
在基因兴奋剂中,转基因蛋白是运动员自身细胞通过导入外源基因产生的,它与内源性蛋白几乎相同。然而,内源性蛋白和转基因蛋白在结构上有细微的差别。Lasne和同事[6]发现:在强力霉素调节启动的控制下,在猕猴肌肉内注射含有EPO cDNA的AAV(腺相关病毒)载体,注射前和注射后检测到的EPO亚型在等电聚焦下不同,即它们的电荷是不同的。肌肉组织中转基因蛋白的异位表达会引起内源性EPO翻译后修饰的不同,这可能是等电性能不同的一个因素。这可以作为转基因蛋白检测突破口。
目前检测hGH有两种方法:一种方法是使用免疫分析法检测内源性hGH的不同亚型。rhGH只有一种亚型,分子质量为22 ku,而内源性hGH存在多个亚型,分子质量也不相同。由于负反馈的调节,注射rhGH(22 ku)后垂体分泌hGH将会受到抑制。因此,用免疫分析法分析血清,如果显示22 ku的hGH蛋白水平异常升高,这就表明非法使用了rhGH[7]。另一种方法避免了检测hGH蛋白本身,而是着重于hGH作用引起的药效学指标,即受hGH调节的参数的变化。hGH通过产生胰岛素样生长因子(IGF-1)发挥主要功能。有实验表明给运动员(15例)服用hGH 0.06 IU/(kg•d) 14 d,服用3 d后IGF-1浓度开始快速地升高[8]。
1.3载体检测
1)非病毒载体检测。
在循环系统中测量pDNA(质粒DNA)的机率很小,因为pDNA在血浆中的半衰期很短,被血浆核酸快速降解,由肝细胞清除,然而在毛细血管床内保持良好。在小鼠静脉中注射pDNA 30 min以后,在血浆中只有0.3%到13%的pDNA被检测到(这取决于pDNA的表达)[9]。Parker等[10]发现在静脉内注射pDNA 2 d后,血液中的含量非常低,然而4周后就检测不到了。在肌肉注射后,pDNA限制在注射位点长期持续存在。在一项对肌肉萎缩的临床研究中,肌肉注射载体3周后用肌肉活检在注射部位检测到质粒骨架(plasmid backbone)[11]。
2)病毒载体检测。
(1)腺相关病毒载体(AAV vector):虽然许多AAV的血清型在人体内普遍存在,但在健康人的血液中AAV DNA通常检测不到。在一项对血友病B患者的临床试验中,在肌肉注射后7 d,载体DNA在血清中能被检测到;尿和唾液在注射后1~2 d内呈阳性,之后就呈阴性了[12]。沿静脉向狗的骨骼肌注射,在此后的5 d内血清中AAV载体呈阳性,8周后仅存在注射的肌肉内[13]。由以上信息可知,载体DNA能够长期持续存在(数月之久),但是大部分局限于存在注射的肌肉内。
(2)腺病毒载体(Ad vector):Ad DNA通常在血液中是检测不到的。肝癌患者中,在肿瘤内注射24 h及更长时间通过酶联免疫吸附试验(ELISA),在血浆、尿液和粪便内没有检测到Ad载体;qPCR显示血液中的载体会迅速清除,至24 h就检测不到了[14]。在黑瘤患者中,注射后48 h通过ELISA和感染分析法发现血清、尿液和粪便样品中的Ad载体都呈阴性[15]。可见Ad载体在血液中的清除很迅速,在尿液和粪便中检测困难。
(3)反转录病毒载体(Retrovirus vectors):反转录载体通常用于离体基因治疗,在这种情况下,转移进受试者体内后载体的分布局限于离体工程细胞。在体内应用后,有关RV载体分配和脱落的有价值的数据非常的有限。在对血友病A患者的临床试验中发现:携带凝血因子ⅧcDNA的RV载体在静脉注射后能够长期(一年)持续存在,在75%的测试样品的PBMC中都发现了载体DNA[16]。在大鼠肌肉内注射慢性病毒(LV)载体后14个月,注射肌肉部位能检测到转基因表达[17]。
(4)单纯孢疹病毒载体(Herpes simplx virus vector):在皮下或肌肉内注射单纯孢疹病毒(HSV)载体后,载体的分布情况目前还不清楚。在大脑肿瘤大鼠模型中,当HSV载体注射入这个模型的肿瘤内24 h后,大部分的载体仍停留在肿瘤内,在血液中检测不到载体[15]。在非灵长类动物的前列腺内注射HSV载体后,在血液和尿液中任何时间点(注射后7~56 d)都没有检测到载体[18]。因此HSV载体主要集中于注射位点、肝脏和脾脏,在体液中很难检测到。
通过检测载体的存在来判断是否使用了基因兴奋剂应该是一个理想的方法,但因为目前有关基因治疗载体在人体内分布状况的报道很少,对基因治疗后载体的具体分布还不是很清楚,甚至有些基因治疗不需要载体。有些载体由于自身的特点不适合作为检测目标:化学载体能够迅速分解并且注射位点难以确定,若使用“易分解的”病毒载体作为基因治疗载体,不久就迅速降解,病毒蛋白很少甚至并不表达。随着基因治疗技术的发展,对载体不断的优化和更新,通过载体来检测基因兴奋剂似乎变得更加困难。
1.4载体的免疫反应的检测
1)病毒载体。
Ad载体进入人体数小时内就诱导产生非特异性免疫应答。机体对Ad载体的先天性免疫取决于载体剂量和操作的方法,不同个体间的差别有可能阻止转基因的有效的表达。腺病毒载体对先天性免疫相对时间较短,通常只持续几天。
AAV载体诱发的先天性免疫反应的范围比Ad载体小,对AAV载体的适应性细胞介导的反应也大大弱于Ad载体,这归因于它不能有效的感染APC(抗原呈递细胞)。AAV载体介导的基因转移后细胞免疫反应水平低在一些试验中已经被证实了[19]。
单纯孢疹病毒(HSV)载体也会引起体内免疫反应,炎性反应的持续时间和强度依赖于载体制剂。用糖蛋白HSV-2疫苗进行肌肉内免疫会导致HSV-2糖蛋白血清抗体和HSV-2中和抗体在血清HSV阴性或阳性的受试者内长期增加[20-21]。这表明,尽管由于天然获得性感染50%~80%的人拥有针对HSV的循环抗体,但是存在发生基因转移后rHSV抗体增加的可能。
反转录病毒(RV)载体主要用于离体治疗,因此RV载体引起的免疫主要是针对转基因蛋白或载体中的独立蛋白。与Ad载体和AAV载体相比,RV载体引发的炎症和先天性免疫反应非常低。在小鼠静脉内注射LV载体不会引发细胞介导的抗病毒的炎症反应[22]。
2)非病毒载体。
源于细菌的质粒DNA能够激活先天性免疫,是因为与真核细胞DNA相比,它的DNA双链中含有丰富的非甲基化的CpG序列。脂质体包埋的siRNA(短链干扰RNA)在特定的序列方式下也可以引发先天性免疫反应。质粒DNA几乎不能引起体液免疫反应,在小鼠肌肉内注射不同类型的质粒载体不能引起抗双链DNA抗体水平的升高[23];在兔子的肌肉或静脉内注射质粒载体后,没有检测到抗体;在肌萎缩症患者肌肉内注射抗肌萎缩蛋白质粒后,检测不到双链DNA抗体[10]。
由以上信息可知:由于载体引起的免疫反应通常是短暂和温和的,Ad载体除外,针对基因转移的先天性免疫反应在基因兴奋剂的检测中用途是有限的。Molnar-Kimber等[24]的研究结果表明:即使使用Ad载体,分析细胞介导的免疫反应也不能足够地确定基因转移。先天性和细胞介导的自适应性免疫反应对其它检测指标可能具有补充作用,然而区分基因转移引起的特定免疫反应和自然接触到的病毒、细菌和其它无关刺激引起的免疫反应是至关重要的。pDNA和转基因蛋白引起的免疫反应作为基因兴奋剂的检测目标不可能有太大的利用价值。
2新技术在基因兴奋剂检测中的应用
2.1基因表达谱
基因表达谱是通过核酸微阵列技术在成千上万的基因中测定mRNA的浓度实现的。基因表达谱常被称为是某一生理(病理)现象的“分子图像”。这类复杂的“分子图像”,可用于同时检测成千上万个基因的表达水平,再经专门的计算机软件解读出来。研究人员通过比较源于不同条件下的“分子图像”的结果,可以识别出基因兴奋剂的标志物。用表达谱芯片对大量的基因进行分析研究是不现实的,剔除无用的基因减少被研究的基因的数目是研究人员所希望的,功能分类基因芯片很好地解决了这一难题。功能分类基因芯片上通常只有几百个或更少的基因,这些基因包括了那些与研究对象有确定关系的基因,或至少是与研究对象的关系有待考证的基因。但是这是一项新技术还有很多不完善的地方,特别是在数据分析方面、不同系统和平台之间的标准化和可比较性。因此首先应在体外细胞培养系统和动物模型进行研究。
2.2蛋白质谱
蛋白质组学可以定量分析个体蛋白也可以定性分析来鉴别个体蛋白的亚型和PTM;它能从数量上和质量上研究蛋白质组的相关变化[25]。蛋白质组学的一个重要部分是利用双向凝胶电泳、毛细管电泳或一维或二维液相色谱分离蛋白质或多肽中的复杂混合物。分离后,使用各种质谱对多肽进行鉴别和定量,如基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱、电喷雾电离串联质谱或傅立叶变换离子回旋共振质谱。质谱后的结果是收集和查找数据,然后通过多肽序列分析软件来确定混合物中的蛋白质。
事实证明全基因组范围的蛋白质分析在技术上更加困难,因为人体内蛋白质的庞大数量和多样性以及广阔的动态范围。对特异蛋白亚类进行有针对性的分析来取代全身蛋白质组分析,这在基因兴奋剂的检测中更实用。这种特异蛋白亚类可以从与细胞蛋白质相互作用、信号转导通路、生物化学和基因表达数据研究的基础上筛选出。一旦确定,这些蛋白质生物标志物可用特异抗体的Western Blot和EILSA方法来验证。表面增强激光解吸电离飞行时间质谱(SELDI)蛋白质芯片技术,是目前应用于蛋白质表达分析和生物标志物发现的一项新技术,这项技术用于发现运动员体内rhGH的生物标志物已经被证实了[26]。与核酸微阵列一样,通过筛选全身或目的蛋白的变化来确定可能的标志物需要在各类人群中进行广泛的测试,以建立参考范围。
2.3代谢谱
生物标志物发现的另一种方法是代谢物分析,其目的是对一个生物样品进行监测,如体液,由全身生化途径产生的所有非蛋白低相对分子质量代谢物。和蛋白质组一样,代谢组的组成也是多种多样的,其浓度有一个很大的动态范围(超过7~9个数量级)。分析代谢组的一个优势是:代谢组是基因表达的下游产物,这样更能恰当地反映细胞、组织或生物体的功能水平[27]。代谢组的变化是相关的转录组或蛋白质组放大的结果。代谢组学采用的技术有气相色谱-质谱、核磁共振、液相色谱-电喷雾电离质谱和傅里叶变换红外光谱(FTIR)。代谢组学已成功应用于药物代谢分析、治疗和毒性反应的研究、疾病生物标志物的鉴定等方面。用FTIR对运动员血浆的代谢谱进行分析已经开始被使用了,这种方法可用于兴奋剂的控制和监测过度训练。目前,对全身的代谢物进行分析仍是一个挑战,进行快速、高通量鉴定代谢物的技术仍处于萌芽状态。人类代谢组学领域的快速发展,包括处理、分析和确认大型数据集合的方法,新的分析方法如以芯片为基础的纳电喷雾质谱法和最近产生的人类代谢组数据库草图,这些都有力说明了代谢物分析作为寻找兴奋剂标志物的一种方法的未来可能性。
2.4活体内非入侵性成像
在基因治疗研究中,活体成像是监测基因表达的另一种方法。无论是以光学、磁共振还是核素显像为基础的活体内成像技术都已经被开发并成功应用于动物模型中。然而只有几种方法可应用于临床,原因如方法的复杂性、可能具有免疫反应、缺乏敏感性和可使用的放射性示踪剂。正电子发射断层成像(PET)和单光子发射型计算机断层扫描(SPECT)两种放射性核素显像技术是最敏感和最适合基因转移研究。PET的体内成像技术可用于人类基因治疗,这在脑胶质瘤的基因治疗中被证实了[28]。检测基因兴奋剂更可行的方法是在转录物或蛋白质水平上检测转基因的异位表达。用以抗体或配体为基础的探针并适合PET或SPECT放射性核素成像,与转基因蛋白在异位位置进行特异性绑定或相互作用。目前正在研究一种成像检测EPO在肌肉组织表达的方法。这种方法是使用以肽核酸为基础的反义寡核苷酸探针标记,它能与EPO的mRNA杂交,然后使用PET或SPECT进行分析。
非入侵性成像也可用于评估转基因表达的间接结果,包括代谢物质的变化、形态学的变化、生理学的变化、炎症和免疫力的激活以及转基因下游途径的调节的变化。磁共振波普学已被应用于检测运动休息期间或恢复后代谢物的变化,使用类似的方法也可以检测基因兴奋剂后代谢物的变化。基因兴奋剂可能与炎症有关联,基因转移引起的细胞介导的免疫反应期间,体内成像可被用于追踪淋巴细胞的募集。此外,转基因下游途径的激活会导致特异酶或受体表达增强,可以针对这些设计成像方式。
新型的技术将用于基因兴奋剂的检测,例如分子成像技术、生物传感器技术以及更加先进的分析软件等。若成功实现这些新技术在基因兴奋剂检测中的应用,将为发展检测方法提供更广泛的途径。
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基因检测范文5
由于我国人民生活水平低和卫生资源溃乏,造成乙肝泛滥。据统计:我国有乙肝病毒携带者约1.5亿、慢性迁延性肝炎约2500万、慢性活动性肝炎约1000万、重症肝炎约150万、肝硬化约100万和肝癌16~30万。肝硬化和肝癌80%以上是由乙肝病毒引起,而且80%左右来源于家族性垂直传播、与病人接触而感染机率很少。乙肝传染病已被国家疾病预防控制中心列为重点监控的疾病之一。
乙型肝炎病毒(HBV)属嗜肝病毒科,基因结构复杂,根据HBV-DNA核苷酸序列异质性≧8% 为一种基因型的规定,HBV目前分为A~H 8个基因型,其中A、B、C、F 4个基因型存在不同的亚型,且分布呈区域性。由于其在复制过程中HBV-DNA聚合酶缺乏校正功能,导致易于变异,有报导HBV的基因型与基因型变异可能与HBV相关性肝癌的发生发展有关。HBV变异给疾病的预防、诊断、治疗和预后带来了新问题,不同基因型的基因变异、临床表现及对抗病毒、肝移植等的治疗反应存在差异。
二、变异及区域
HBV受自然压力、个体免疫力和药物治疗作用出现变异。HBV有四个开放阅读框架(ORE)即S、C、P、X区。
1、C区变异:用基因芯片检测HBV前C区和C基因启动子(BCP)区4位点突变,发现前C区A1896、前C区A1814、BCP区nt1762、BCP区nt1764突变检出率分别是58.57%、12.86%、54.29%、52.86%。突变的发生依次是慢重肝、慢乙肝重度、中度、轻度,血清病毒标志是HBeAg(-)HBeAb(+)、HBV-DNA定量在104-106copy/ml之间的突变发生率最高。可以解释小三阳DNA阳性之原因:HBeAg前C区A1896位的G变异成A,密码子UGG变为终止UAG,使HBeAg不能合成,但不影响病毒复制。
2、S区变异:前S1有识别功能,前S2是介导受体进入功能。前S区的变异可能是病毒逃避宿主免疫的一种方法,前S区的变异决定不同的HBV亚型。124、131位变异或122-124间插入变异可改变S抗原决定簇的构型,致HBsAg假阴性。145、141、126、133位氨基酸的改变,用常规试剂仍可检出HBsAg,但可能削弱HBsAg的无免疫性,使高效价的乙肝免疫球蛋白或接种诱生的HBsAb难与变异株的HBsAg结合,缺乏中和特性,使HBsAg与HBsAb同时阳性。在HBV-DNA阳性时,无论是乙肝病毒基因变异株或野毒株,前S1抗原是判断乙型肝炎病毒复制的重要指标。
3、P区变异:用微孔板核酸杂交法检测乙肝病毒P基因区变异,突变位点主要位于HBV-DNA聚合的区域(YMDD),M1(蛋氨酸)可被VC(缬氨酸)或IC(异亮氨酸)替代。研究用拉米夫啶(LMV)治疗慢性乙肝而发生耐药的有关变异可见:LMV本身可引起HBV的变异即YMDD变异,用LMV四周后50-70%的病人出现YMDD变异。
4、X区变异:HBV-X蛋白对信号转导通路及细胞凋亡有影响,X蛋白对核转运影响和对线粒体直接作用。X区变异引起X蛋白(HBXAg)过度表达,激活体内癌基因和抑制抑癌基因,导致肝癌的发生。有报导:用聚合酶链反应检测原发性肝细胞癌(HCC)患者癌组织及癌周组织中HBV-X基因,检出率分别为68%和77%。
三、检测
用乙型肝炎病毒基因多态性检测芯片检测乙型肝炎病毒基因的多态性,用酶免法(ELISA)检测乙型肝炎病毒Pre-S1Ag,用时间分辨荧光免疫分析法检测乙型肝炎病毒血清标志物。用聚合酶链反应(PCR)检测HBV-DNA时的注意点:
1、 大三阳HBV-DNA假阴性的PCR检测可改变引物序列再进行PCR扩增。
2、 患者用LMV后,HBV可下降至4*103拷贝/ml以下,如不降或反弹,提示基因突变(P区)。
3、 HBV-DNA定量检测随着病变组织的“恶化”,患者HBV-DNA有逐渐下降的趋势,提示预后较差。
四、治疗
1、泛昔洛韦(FAM):其代谢为具抗病毒活性的三磷酸喷昔洛韦,使未成熟的HBV-DNA链合成中断。长期使用也可引起变异。
2、LMV: HBV的YMDD是药物的结合位点,但变异后LMV无效。
3、阿德福韦酯(ADV):只要二磷酸形式就能抑制HBV-DNA的多聚酶,其对FAM和LMV耐药有效。有报导:用核酸序列分析未发现以前己证实的与ADV耐药均有关的A181V/T及rtN236T变异体。但有多个目前未报道的氨基酸替换位点,且服药前均有与LMV耐药性变异有关的rtL180M变异体存在。所以rtL180M替换可能影响ADV的抗病毒疗效,ADV耐药性变异很可能还存在于A181V/T及rtN236T以外的位点,或者是ADV耐药性变异株出现较晚。
4、干扰素和胸腺肽:前面三种是HBV的抑制剂而非病毒清除剂。使用后要通过机体的免疫功能来消除病毒。要注意当变异株与野生株混合感染时,消除野生型的同时使变异株成为优势毒株。故建议使用干扰素或小剂量乙肝免疫球蛋白(HBIG)和LMV或ADV联合用药治疗乙型肝炎,在用HBIG+LMV基础上如再发生YMDD等变异用HBIG+ADV。
二十世纪末,随着我国经济和医疗技术的高速发展,在各级部门的关心下,也为了人民的健康需求,卫生部规定把新生儿接种乙型肝炎病毒疫苗纳入计划免疫的范围。可以预见,我国的乙型肝炎病人总数会大大减少。
参 考 文 献
[1]小池郎.乙型肝炎病毒所致肝癌.日本医学介绍,1999,(5).
[2]王耀宗.阿德福韦治疗慢性HBV感染的临床研究.国外医学.流行病学.传染病学分册,2001,(04).
基因检测范文6
【关键词】转基因食品 转基因检测 DNA提取 番茄
中图分类号:S513 文献标识码:B 文章编号:1005-0515(2011)5-041-03
由于转基因食品的安全性目前还没有得出明确的结论,其是否对环境和人体有害也是未知的,故转基因产品的存在也有一定的风险性[1]。这份实验研究结果将对消费者了解日常生活中转基因食品种类和比例有所帮助,让人们享有一个知情权,自主地选择是否接受转基因产品。
1 材料和方法
1.1 材料
从某市各个市场及超市随机购买番茄。
液氮、研钵、1.5ml EP管、恒温水浴锅、离心机、电泳仪、微波炉、凝胶成像系统、PCR扩增仪、高压灭菌锅等。1mol/L Tris-HCl(PH8.0)、0.5M EDTA(PH 8.0)、CTAB提取液、3mol/L醋酸钠(PH 5.6)
1.2 方法
1.2.1 基因组DNA的提取
参考文献[2] 提取基因组DNA。
1.2.2 电泳检测
将提取出来的10组DNA产物进行琼脂糖凝胶电泳,用凝胶成像系统观察、照相、记录。检测其是否为DNA以及其纯度如何。
1.2.3 对提取产物的PCR检测[3-4]
1.2.3.1 设计引物
18S:18S rDNA
CaMV 35s:promoter from canliflomer mosaic virus,花椰菜花叶病毒35S启动子
NOS:nopaline synthase lerminator,胭脂碱合成酶3’转录终止子
1.2.3.2PCR反应体系
按照W izard PCR prepsDNAPurification System试剂盒要求进行PCR反应。
2 结果
2.1 DNA电泳图
从图中(图1-1)可见1-10号样品均成功提取出基因组DNA。
图1-1 番茄基因组DNA电泳图
2.2 PCR检测
2.2.1 内标的检测
分别对番茄样品DNA用18S rDNA引物进行PCR扩增,如果出现预期大小的条带,则说明提取出的基因组DNA能够经过PCR扩增得出特定序列,可进一步用于外源基因检测并进行转基因成分的判定;如果没有出现预期大小的条带,则重复DNA提取,直到扩增出目标条带。本实验分别对番茄样品DNA用18S rDNA引物进行PCR扩增后,均扩增出特异条带且大小与理论值相符,扩增结果如图1-2。
图1-2 番茄18s引物PCR扩增电泳图
2.2.2 外源基因的检测
对提取出的番茄样品基因组DNA设计适当的引物进行PCR测试,如果待测样品PCR扩增产物的电泳图中出现预期大小的电泳条带,则可初步判定待测样品中含有可疑的外源基因;如果电泳图中未出现预期大小的电泳条带,则可断定待测样品中不含有该外源基因。
下图为番茄NOS扩增图片(图1-3),图中可见1-10号样品均出现了预期的200bp左右的目标条带,与理论的180bp相符,可判定1-10号样品均含有转基因成分。
图1-3 番茄NOS引物PCR扩增电泳图
下图为番茄35S扩增图片(图1-4),图中可见1-10号样品均出现了预期的200bp左右的目标条带,与理论的195bp相符,可判定其均含有转基因成分。
图1-4 番茄35s引物PCR扩增电泳图
3 结论
观察外源基因扩增电泳图,可发现:番茄NOS和35s电泳图中,10个样品均出现了180bp和195bp大小的目标条带,表明其中均含有NOS和CaMV 35s基因,可判定本次试验所检测的十组番茄均含有转基因成分。因此可大致认定现某市市场上销售的番茄均为转基因番茄(由于受取材时间和地点的影响,本实验结果仅供参考)。
4 讨论
一般而言、对某种物质安全性检测的指标主要包括急、慢性毒性,遗传毒性,致癌,致畸,致突变性等。转基因食品由于在生产设计中是针对食品品质改造或增加已知健康作用的成分,一般来说,安全问题不会太突出。这与从自然条件下经杂交所获得之动植物新品种作为新型食品不存在安全问题的道理是一样的。目前国际上也没有发现人们食用转基因食品后有什么不良反应。但是在科学上,对一种没有表现短期毒性和安全性的食品,则必须观察其远期毒性和安全性问题是否存在,因此,在远期安全性问题未得到明确结论之前,加强对转基因食品的管理是非常重要和合理的。
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基金项目:宁夏回族自治区区级大学生创新性实验获批项目(宁教函(2010)381号)