[发明专利]高通量单核苷酸多态性检测方法

说明书

一、技术领域

本发明属于基因检测技术领域，特别涉及一种新型的高通量单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphisms，SNPs)检测方法。利用磁珠阵列和在片单碱基延伸(Single Base Circular Extension，SBCE)技术，来实现对大量样本的多个SNPs检测。

二、背景技术

研究与遗传表型相关的DNA序列变异成为了后基因组时代研究的主题之一。单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism，SNP)人类基因组中最常见的单碱基差异，在基因组中出现频率很高，据估计每300-1000个碱基中即出现一次，分布密度远大于微卫星重复序列等，因而成为目前最常用的第三代遗传标志物。在不同的人群中，SNP的频率分布有差异，这些差异可以代表某一种族或人群间的遗传差异。因此，研究SNP有助于解释个体的表型差异、不同群体和个体对疾病，特别是对复杂疾病的易感性，以及对各种药物的耐受性和对环境因子的反应。另外，比较物种间SNP的差异，可以了解物种间的亲缘关系和进化的生物学信息。SNP的广泛应用前景，使之成为了后基因组时代的主要研究内容之一。其中最为重要的莫过于始于2002年的“国际人类基因组单体型计划”(International Hapmap Project)。该计划为人类基因组计划之后人类基因组研究领域的又一个重大研究计划，通过大规模的基因分型来鉴定来自世界不同地区的四个群体的常见单体型，以及特异识别这些单体型的标签SNPs。如果说基因组序列是一本生命的“百科全书”，那么Hapmap就是方便读者阅读本书的“索引目录”。所有从Hapmap中获得的标签SNPs的信息，均能够被研究者利用将遗传多态位点和特定疾病风险联系起来，从而为预防、诊断和治疗疾病提供新的方法。尽管单个基因对药物作用或疾病的影响已有不少研究。例如，已知一些参与药物代谢的酶的基因和受体基因可以改变药物在体内的代谢和个体对药物的敏感性。但对于常见的复杂疾病的发病，由于有众多基因和环境因素的参与，仅了解单个基因对其的影响是远远不够的，有必要在整体水平上全面认识多个基因的作用，而这只有基因组水平上才有可能做到。SNP以其数量众多和易于批量检测，正好为此提供了条件。SNP标记的确立，不仅便利了遗传病的原因基因的克隆工作，也便利了单基因、多基因病等各种遗传病的研究工作。SNP标记对临床医学也有重大意义，SNP标记首先应该是作为一种有效的遗传多态性标记物为临床医学服务的，比其它的遗传标记物更能真实的反映人种、人群及个体之间的遗传差异。在Hapmap计划、在全基因组关联分析以及疾病易感因子检出等需求的强烈推动下，对大量人群的已知SNP位点检测方法的研究成为热点，越来越多的生命科学研究者投身于相关的研究中，研究领域越来越大。因此，开发出适合于对大量样本已知SNP位点分型的方法具有时间上的紧迫性。因此，为了满足他们持续增长的需求，对SNP分型技术也有了更高的要求。那么满足要求的SNP分型技术需要具有以下特点：

1)高通量

当前的SNP研究中往往需要对大量样本的多个位点进行分型研究。如，在疾病关联的研究中，往往需要对来自病人和对照的上千乃至上万个样本的多个SNP位点进行分型研究。如此庞大的分析工作量，对需要检测技术具有高通量的特点。要具有真正高通量的特点，需要具备两个基本要素：首先，该方法能够实现阵列式的信号检测能力；其次，该方法能够实现高并行待检测样本的制备。生物芯片技术的发展，为高通量的检测提供了良好的技术平台，而高并行的样本操作和制备则更具有挑战性。

2)自动化

如果手动完成对大量样本的SNP位点分型，需要研究工作者耗费大量的时间和精力。因此，这就需要我们提供一种能够实现自动化的检测方法，不但能够研究人员从实验台边上解放出来，还可以大大加快研究进程。这种自动化的方法应该可以实现从样本的制备，分型操作，一直到最后的信号检测完全自动进行。

3)准确性

准确是对于SNP分型方法的基本要求。针对SNP二等位基因的特点，不同基因型的样本在SNP位点上仅有一个碱基的差异，这就需要SNP分型方法需要具有较高的特异性和较强的检测信号。

4)简单和易用性

一种检测方法若要被广大用户接受应该具有简单和易用的特点，检测探针设计简单易行，操作者只需要简单的培训就可以利用仪器实现操作。

5)低成本

在满足检测基本需求的情况下，成本是一个方法能够推广的一个重要因素，尤其是需要对大量样本进行分型的时候。