【原创】HRM技术介绍

<center> <strong><font>高通量、低成本SNP、突变或甲基化检测方法<br /> ——HRM技术应用</font></strong></center>

HRM介绍
HRM技术是high-resolution melting analysis即高分辨熔解曲线分析技术，是近年国外兴起的一种全新的突变扫描和基因分型的遗传分析方法。基于高效稳健的PCR技术，HRM不受突变碱基位点与类型局限，无需序列特异性探针，在PCR结束后直接运行高分辨熔解，即可完成对样品突变、单核苷酸多态性-SNP、甲基化、HLA配型等的分析。

HRM原理
HRM的主要原理是根据DNA序列的长度，GC含量以及碱基互补性差异，应用高分辨率的熔解曲线对样品进行分析，极高的温度均一性和温度分辨率使分辨精度达到对单个碱基差异的区分。
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HRM应用
lSNP（单核苷酸多态性）的筛查。
l基因突变扫描，包括缺失、重复、点突变。
l新突变的筛查。
l甲基化的筛查。
l遗传育种中特定突变的筛查、未知突变的发现。
lHLA基因组配型、等位基因频率分析、物种鉴定、品种鉴定、甲基化研究。
l法医学鉴定、亲子鉴定。
l动植物品质相关多态性位点的研究等。植物抗逆性，突变与性状关联性研究。

HRM特点
l高通量：1次可同时检测10-384样本，适合大样本、多SNP、多突变位点及多位点甲基化的扫描。
l高敏度：肿瘤研究中低突变率样品基因突变检测，最低检测到0.1%的突变样品基因突变，即检测到1000个正常细胞中1个突变细胞，适用于手术和其它微量组织中突变检测。检测灵敏性远高于“PCR+测序”的25%，即100个正常细胞中至少有25个突变细胞，测序仅适用手术组织。
l特异性好：PCR产物无需后续处理，特异性高达100%。直接未知杂合突变鉴定准确性100%，特异性100%。直接未知纯合突变鉴定准确性96%， 利用非标记探针快速基因分型法直接未知纯合子鉴定准确性100%。
l重复性好：重复性100%
l使用范围广：不受碱基位点局限，除可检出已知突变外，也能检测出未知突变。
l重复性好：样品PCR和HRM分析直接在同一管内进行，实现闭管操作，避免交叉污染。
l操作简便：只需设计特异引物，无需序列特异性探针，无需测序，也不受突变碱基位点与类型的局限。
l成本低：简化操作时间和步骤，大大降低成本，检测费用远少于测序、Taqman探针技术。

·标本范围广：可用于新鲜或酒精固定、石蜡包埋的手术标本，也可用于微量的穿刺或活检标本、血液标本、粪便标本等非手术标本的检测。传统“ PCR+测序”方法难以检测大部分不能手术的患者。
·其它：只检测PCR样品中荧光强度的变化，不消耗任何PCR样品，无污染，PCR产物可以进行下游分析，非常适合于测序前的SNP、甲基化等预扫描筛查。

HRM应用举例
l突变筛查
HRM的特点是高灵敏度和高特异性，检测灵敏度可以达到1%-0.1%，既能检测出已知突变，也能检测出未知突变。在大量样本、多个突变位点的筛查上，比传统的非均一性方法（如dHPLC）更方便、性价比更高，因为后者需要将扩增产物转移到另一台仪器上进行突变分析。
HRM可对任何扩增子上的未知突变进行筛查，不需要识别不同等位形式的引物或探针，不受突变碱基位点和种类的局限，既可以对未知突变进行筛查、扫描，又可以对已知突变进行分析。所以，相比定量探针法的突变分析和其它类型的快速突变分析法，应用面大大拓展，成本也大大降低，成为近年来国外新兴的遗传学、方法学研究和应用热点。
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图：HRM分析219bp的人类MBL-2基因片段（384个样本），结果显示了四种主要的基因类型（蓝色、红色、绿色和橄榄绿色）和两个少数样本的基因型（橙色和红紫色）。
HRM技术是一种低成本、高通量、快速，且不受突变位点局限、既能检测已知突变也检测未知突变的方法。

lSNP检测
单核苷酸多态性（Single Nucleotide Polymorphisms，SNPs），指单个核苷酸碱基的改变，包括置换、颠换、缺失和插入，导致的核酸序列的多态性。SNP被认为是继微卫星之后的新一代遗传学标记。
HRM检测SNP技术是依据在一定的温度范围内将PCR扩增的产物进行变性，期间实时检测体系内荧光信号。荧光值随着温度变化，可绘制溶解曲线。每一段DNA都有其独特的序列，因而也就有了独特的熔解曲线形状，如同DNA指纹图谱一样，具有很高的特异性、稳定性和重复性。根据曲线准确区分野生型纯合子、杂合子和突变性纯合子（下图）。
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检测SNP的方法有很多种。成本较低、通量较大的方法大都局限于已知、特定位点，如Taqman探针法。既要对已知位点分析又要查找未知位点，一般采用PCR+测序的方法，成本高、操作繁复较低。
HRM技术是一种低成本、高通量、快速，且不受位点局限的检测方法，是SNP筛查的最佳选择。

l甲基化检测
DNA甲基化是DNA碱基序列CpG岛上常发生的一种共价修饰，使基因表达受抑制，可以遗传。在肿瘤等病理组织中，特异基因的特征性甲基化状态可以作为早期诊断的重要标志物。甲基化检测包括特异性PCR、Northern印迹法、芯片等，测序是“金标准”，但这些方法低通量、成本高、花费大量时间且难以标准化。
高分辨率熔解（High Resolution Melt, HRM）是一种最新的在表观遗传学中检测CpG位点的一种新技术，可区别单个碱基的甲基化差异（下图）。
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HRM检测甲基化的方法具有高通量、操作简单、灵敏高、重复性高、成本低、不受检测位点的局限高度等优势，将对于遗传学、肿瘤学等方面的研究和临床应用提供更大的帮助。