CN110863045A - 用于筛查遗传性心脏病的基因组合及其用途 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于筛查遗传性心脏病的基因组合，该基因组合由MYH7、MYBPC3、TNNT2、TNNI3、LMNA、DSP、SCN5A、DSG2、PKP2、KCNH2、KCNQ1、RYR2、FBN1和LDLR十四个基因组成。本发明还提供该基因组合在制备用于检测遗传性心脏病的试剂中的用途。采用本发明的基因组合筛查遗传性心脏病的方法与传统多基因panel方法相比，检测的基因数目与检测成本显著较低，而检测覆盖度和准确性并没有显著降低。采用本发明的基因组合基于高通量测序筛查遗传性心脏病和预防猝死风险，具有成本低、性价比高的优点，在成本和检测效能两方面取得了平衡，适用于大规模群体的普遍筛查，令低成本的检测技术能惠及大多数人群。

Description

用于筛查遗传性心脏病的基因组合及其用途

技术领域

本发明涉及生物基因和医学技术领域，具体涉及用于筛查遗传性心脏病的基因组合以及该基因组合在制备用于检测遗传性心脏病的试剂中的用途。

背景技术

心源性猝死的主要病因是冠心病(约占50％)、遗传性心脏病(约占20％)和心肌炎(约占15％)。其中遗传性心脏病可以通过基因检测筛查，从遗传角度检测受检者自身猝死风险。

目前产界针对包括遗传性心脏病在内的遗传性心血管病的基因检测手段集中在数百个基因的高通量测序panel上。这种手段虽然在检测的全面性上有保证，适用于临床疑难病诊断，但成本太高，不适用于大规模人群筛查。而猝死却是筛查意义大于诊断治疗意义的一种医学现象，因此急需简化检测方法，降低检测成本，令其更加适用于进行猝死风险的普遍筛查。

此外，高通量测序产生大量的数据，需要高度自动化和标准化的生物信息学分析工具来确保数据分析的高效性和结果的准确性。目前产界存在的分析工具还缺乏标准化，或是几个公共工具简单的串联，不利于提供准确的结果。

发明内容

本发明的目的在于提供成本低的遗传性心脏病筛查手段，可以适用于大规模人群的猝死风险预防。

因此，在第一方面，本发明提供用于筛查遗传性心脏病的基因组合，该基因组合由MYH7、MYBPC3、TNNT2、TNNI3、LMNA、DSP、SCN5A、DSG2、PKP2、KCNH2、KCNQ1、RYR2、FBN1和LDLR十四个基因组成。

在第二方面，本发明提供本发明第一方面的基因组合在制备用于检测遗传性心脏病的试剂中的用途。

上述遗传性心脏病为肥厚型心肌病、扩张型心肌病、致心律失常右室心肌病、Brugada综合症、长QT综合症、儿茶酚胺源性室性心动过速、马凡综合征和家族性高胆固醇血症。

采用本发明的基因组合筛查遗传性心脏病的方法与传统多基因panel方法相比，检测的基因数目与检测成本显著较低，而检测覆盖度和准确性并没有显著降低。采用本发明的基因组合基于高通量测序筛查遗传性心脏病和预防猝死风险，具有成本低、性价比高的优点，在成本和检测效能两方面取得了平衡，适用于大规模群体的普遍筛查，令低成本的检测技术能惠及大多数人群。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细说明。但本发明的实施方式不限于此，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

实际上，虽然包括遗传性心脏病在内的遗传性心血管病类型较多，有数百种，但大多数非常罕见，最普遍发生的疾病集中在少数几种。在这少数几种疾病中，大多数有占比较高的核心基因。

因此，对一般大众的遗传性心脏病基因筛查，可采用简易筛查办法。本发明人经过深入研究，选取了8种最常见、发病率最高的遗传性心脏病和14个与疾病最相关的核心基因。选取的8种最常见、发病率最高的遗传性心脏病为肥厚型心肌病、扩张型心肌病、致心律失常右室心肌病、Brugada综合症、长QT综合症、儿茶酚胺源性室性心动过速、马凡综合征和家族性高胆固醇血症，选取的14个与疾病最相关的核心基因为MYH7、MYBPC3、TNNT2、TNNI3、LMNA、DSP、SCN5A、DSG2、PKP2、KCNH2、KCNQ1、RYR2、FBN1和LDLR。14个基因序列来源于NCBIGenome数据库(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/)

针对这14个基因，指导合作厂商合成多重PCR引物，搭建样本处理-多重PCR扩增-建库-高通量测序流程，对生成的数据进行质控，确保获得稳定的基因信息。样本处理为口腔拭子采样，兼容血液采样。工艺参数：涵盖14个基因的外显子区+剪切位点外延15bp。在500X测序深度下，1X覆盖度99％以上，20X均一性>90％，捕获率>80％。采用本发明的基因组合筛查遗传性心脏病的方法与传统多基因panel方法的比较如下表1所示。

表1：采用本发明的基因组合筛查遗传性心脏病的方法与传统多基因panel方法的比较

由表1可见，采用本发明的基因组合筛查遗传性心脏病的方法与传统多基因panel方法相比，检测的基因数目与检测成本显著较低，而检测覆盖度和准确性并没有降低。

因此，本发明人提取了最常见的8种遗传性心血管病，选择最常检出的14个核心基因，开发了本发明的用于筛查遗传性心脏病的基因组合。用该基因组合基于高通量测序筛查遗传性心脏病和预防猝死风险，具有成本低、性价比高的优点，在成本和检测效能两方面取得了平衡，适用于大规模群体的普遍筛查，令低成本的检测技术能惠及大多数人群。

本发明人同时还开发了基因信息的自动化解读流程和报告流程，用于处理猝死基因筛查中所产生的高通量数据，实现从数据下机到报告产出高度的自动化，减少人工，减少误读与报告错误。

为此，本发明人采用美国医学遗传学与基因组学会(ACMG)联合分子病理学学会(AMP)发布的基因变异解读指南。基因变异与疾病数据库采用美国国立卫生研究院(NIH)下属的clinvar数据库。对变异频率的判定，选用千人基因组数据库、ExAC数据库、以及本公司内建的超过1000个中国人的数据库。解读系统和报告系统的后台由python搭建，前台由JavaScript构建。

因此，本发明人构建了从数据产出到数据分析再到报告生成一条龙的生成流程，自主研发了负责数据分析的reo-hit解读系统和负责生成报告的自动化报告系统。

1.负责数据分析的reo-hit解读系统深度契合美国医学遗传学与基因组学会(ACMG)的基因变异解读指南。随着测序数据的不断累积，解读系统数据库的扩充，解读能力会不断进化，解读结果更加准确。该系统的创新点在于：

高度服从指南规则，采用指南认可的数据库和预测软件工具。此外，根据对指南的理解，增加了新的数据库和预测软件工具，每个基因变异采集超过50个评价参数，并谨慎地转化为指南分类参数。

对指南中界定模糊，难以自动化处理的参数，参考Clinical SequencingExploratory Research Consortium 9个实验室的基因变异解读实操经验，提出自动化解决办法。

超过1000个样本的高通量测序自建公司内数据库，满足指南对外部数据库的要求，并在不断扩充。随着产品的销售，样本量的积累，reo-hit数据库中存有的数据越加丰富，通过大数据分析使得基因解读结果更加准确，在分析技术上其他公司无法简单地抄袭模仿。即使它们在实验技术上复制了14个与疾病最相关的核心基因的检测方法，也无法达到与本发明同等水平的数据分析能力。

2.负责生成报告的自动化报告系统与整体生产流程高度配合，并可接受定制化修改。该系统的创新点在于：

与解读系统产出的数据具有良好的串接关系，即使非专业人员也可操作生成报告。

模块化的报告组成形式，便于定制化。如有合作方需要修改报告内容，只要针对模块的修改就可完成。而且提供了线下修改模板，可由产品经理线下修改，管理员上传模板即实现修改。

以上应用了具体实例对本发明进行了阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。本发明所属技术领域的技术人员依据本发明的构思，还可以做出若干简单推演、变形或替换。这些推演、变形或替换方案也落入本发明的权利要求范围内。

Claims (4)

1.用于筛查遗传性心脏病的基因组合，其特征在于，所述基因组合由MYH7、MYBPC3、TNNT2、TNNI3、LMNA、DSP、SCN5A、DSG2、PKP2、KCNH2、KCNQ1、RYR2、FBN1和LDLR十四个基因组成。

2.根据权利要求1所述的基因组合，其特征在于，所述遗传性心脏病为肥厚型心肌病、扩张型心肌病、致心律失常右室心肌病、Brugada综合症、长QT综合症、儿茶酚胺源性室性心动过速、马凡综合征和家族性高胆固醇血症。

3.根据权利要求1所述的基因组合在制备用于检测遗传性心脏病的试剂中的用途。

4.根据权利要求4所述的用途，其特征在于，所述遗传性心脏病为肥厚型心肌病、扩张型心肌病、致心律失常右室心肌病、Brugada综合症、长QT综合症、儿茶酚胺源性室性心动过速、马凡综合征和家族性高胆固醇血症。