CN113652479B - 基于分子标志物的冠状动脉疾病诊断产品及其应用 - Google Patents

基于分子标志物的冠状动脉疾病诊断产品及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及生物技术、生物医药领域，具体涉及基于分子标志物的冠状动脉疾病诊断产品及其应用。本发明提供了一种诊断冠状动脉疾病的分子标志物组合，所述分子标志物组合中包括SERPINB8、ZNF33B、MBD5、SMC1A、FN3KRP、PRKX中的三种，四种或更多种。

Description

基于分子标志物的冠状动脉疾病诊断产品及其应用
技术领域
本发明涉及生物技术、生物医药领域，具体涉及基于分子标志物的冠状动脉疾病诊断产品及其应用。
背景技术
冠状动脉疾病(CAD)是最常见的心脏病类型。冠状动脉疾病是一种渐进性疾病，可能会患了多年但是没显现出任何症状。胆固醇、钙以及血液中的其他物质，在动脉壁中形成斑块(通常是粥样硬化)，冠状动脉粥样硬化会阻止血液的正常流通，使心肌氧气和营养不足，从而引发冠状动脉疾病。这些斑块会导致动脉硬化、变窄，从而使得血液流通困难，也会使心脏获得所需的血液和氧气变得困难。还可能会引发胸痛、气短、疲劳。医生会用各种药物来减少心肌的负担，预防心律不齐。
冠状动脉疾病的症状并不明显，症状可以参阅心绞痛、冠状动脉硬化性心脏病等部分。随着时间的推移，冠状动脉疾病还会削弱心肌并导致心力衰竭和心律失常。心力衰竭意味着心脏不能很好地将血液泵送到身体的其他部位。心律失常是心脏正常跳动节律的变化。
诊断检查有助于医生评估心脏冠状动脉疾病的程度、对心功能的影响、以及确定适合最佳治疗方案。常见的检测包括：心电图检查(如心电图或运动负荷试验，是使用心电图评价在休息和活动时心脏产生的电活动)；实验室(包括一些血液测试用于诊断和监测心脏病的治疗)；侵入性检查(如心导管，包括使用导管进入血管，能近距离观察心脏的冠状动脉)；核素成像(注射放射性示踪物质，从身体的不同部位探测辐射情况以成像)；超声检查(如超声心动图使用超声波或高频率的声波使心脏结构、泵血过程和血流方向成像)；影像学检查(使用X射线机或非常高科技机器创建胸部的内部结构图像)。
冠状动脉疾病目前尚无确切的治疗方法，所以应以预防为主。患病后，应绝对禁止吸烟。身体过于肥胖应严格制定减肥计划实施减肥。饮食上应减少含脂肪食物的摄入量。减少食盐的摄入量。多吃水果及蔬菜。运动上应循序渐进不可突然做剧烈的运动。
冠状动脉疾病预防通常从反转可变动的危险因子开始。最重要的是戒烟，其他策略包括饮食调整，根据身高达到合适的体重，正确处理紧张因素和有规律地锻炼。医生应治疗伴危险性增加的并存疾病如高血压，高胆固醇血症，糖尿病或甲状腺功能减退。
近来研究表明，增加体力活动和身体健康水平的提高伴有心脏病和高血压病发病率的下降。然而，关于锻炼的最佳强度，持续时间，频度或类型目前均无对比试验。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于分子标志物的冠状动脉疾病诊断产品及其应用。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种诊断冠状动脉疾病的分子标志物组合，所述分子标志物组合中包括SERPINB8、ZNF33B、MBD5、SMC1A、FN3KRP、PRKX中的三种，四种或更多种。
优选地，所述分子标志物组合选自以下任意一组：
(1)FN3KRP+MBD5+SERPINB8；
(2)SMC1A+FN3KRP+MBD5+SERPINB8；
(3)PRKX+FN3KRP+MBD5+SERPINB8；
(4)ZNF33B+PRKX+MBD5+SERPINB8；
本发明中“+”代表联合使用。
在一种实施方式中，所述分子标志物组合中还可以包括其他的分子标志物。
另一方面，本发明提供了检测SERPINB8、ZNF33B、MBD5、SMC1A、FN3KRP、PRKX中任意一种的表达水平的试剂在制备诊断冠状动脉疾病产品中的应用。
本发明提供了检测前述分子标志物组合的表达水平的试剂在制备诊断冠状动脉疾病产品中的应用。
在一种实施方式中，所述产品使用的方法包括但不限于以下方法：RT-PCR、实时定量PCR、免疫检测、原位杂交或芯片检测。
在一种实施方式中，所述用RT-PCR诊断冠状动脉疾病的产品至少包括一对特异扩增SERPINB8、ZNF33B、MBD5、SMC1A、FN3KRP、PRKX中任意一种的引物。
在一种实施方式中，所述用实时定量PCR诊断冠状动脉疾病的产品至少包括一对特异扩增SERPINB8、ZNF33B、MBD5、SMC1A、FN3KRP、PRKX中任意一种的引物。
在一种实施方式中，所述用免疫检测诊断冠状动脉疾病的产品至少包括与SERPINB8、ZNF33B、MBD5、SMC1A、FN3KRP、PRKX中任意一种蛋白特异性结合的抗体。
在一种实施方式中，所述用原位杂交诊断冠状动脉疾病的产品至少包括与SERPINB8、ZNF33B、MBD5、SMC1A、FN3KRP、PRKX中任意一种的核酸序列特异性杂交的探针。
在一种实施方式中，所述产品中还可以包括SYBR Green聚合酶链式反应体系、用于扩增分子标志物基因和管家基因的引物对；所述SYBR Green聚合酶链式反应体系包含：PCR酶、PCR缓冲液、dNTPs、SYBR Green荧光染料。
在一种实施方式中，所述产品中还可以包括使所述引物对应的扩增子可视化的反应试剂；RNA提取试剂；逆转录试剂；cDNA扩增试剂；制备标准曲线所用的标准品；阳性对照品；阴性对照品。
在一种实施方式中，所述用芯片诊断冠状动脉疾病的产品包括：蛋白芯片和基因芯片；其中，蛋白芯片至少包括与SERPINB8、ZNF33B、MBD5、SMC1A、FN3KRP、PRKX中任意一种特异性结合的抗体，基因芯片至少包括与SERPINB8、ZNF33B、MBD5、SMC1A、FN3KRP、PRKX中任意一种的核酸序列特异性杂交的探针。
本发明所使用基因芯片的检测原理可以是但不限于如下任意一种：(1)通过对固相表面定位在不同位置的探针-靶特异性亲合反应结合体或杂交体进行光学信号标记，然后经激发产生荧光、化学或生物发光并进行检测；(2)通过对标记的或未标记的探针或靶在施加了电压的液相中的移动速度或迁移率进行检测，即电泳技术或由电泳技术与其他技术结合而产生的其他技术；(3)通过探针、靶或探针-靶络合物以及它们对标记物不同的亲和力，进行色谱技术分析；(4)利用具有氧化还原性质的分子或分子的部分结构、金属络合物与被定位并固定在固相表面不同位置或电极上的探针、靶或探针-靶络合物结合并在外加适当方式或适当大小的电压作用下，发生氧化还原反应，致使从还原性分子或基团的电子转移到氧化性分子或基团，形成电子流，通过电极传送到检测系统进行测量，所测得的电流强度大小与杂交并被标记的双链核酸的量成正比；(5)利用双链核酸和单链核酸的导电性能差异，或利用由序列完全互补配对的核酸杂交所形成的双链核酸分子与有错配碱基对存在的双链核酸分子之间在导电性能差异，通过对经由核酸分子传导的电子流大小的测量而对核酸分子由此所反映的其他方面所进行的各种鉴别、检测和考察；(6)将发生在核酸分子上或由具有氧化还原性质的物质所发生的电子或电荷转移反应或电子流转换成其他可检测或可考察形式的检测技术；(7)直接或间接以具有氧化还原性物质对探针或靶分子标记，通过标记后可以使标记物接近电极表面而发生电子转移反应从而实现对发生在电极表面的生物或化学反应的检测。
在一种实施方式中，本发明所述的固相表面包括有机材质或无机材质。
在一种实施方式中，本发明所述的固相表面可以是玻璃、金属、塑料等材料及其衍生物；其中玻璃衍生物，具体地，可以是胺基玻片、醛基玻片、环氧基玻片和聚氨基酸包被玻片等。
在一种实施方式中，所述产品中还可以包括蛋白实验中可能使用的以下成分：封闭液、抗体稀释液、洗涤缓冲液、显色终止液、制备标准曲线的标准品。
在一种实施方式中，用于诊断冠状动脉疾病的样本来源包括但不限于外周血、鼻上皮细胞、组织、尿液、唾液、精液、乳汁、脑脊髓液、泪液、痰、粘液、淋巴、胞液、腹水、胸膜积液、羊水、膀胱冲洗液和支气管肺泡灌洗液。
在本发明的具体实施方案中，用于诊断冠状动脉疾病的样本来源是外周血。
另一方面，本发明提供了一种诊断冠状动脉疾病的系统，所述系统包括计算患病风险值的计算装置。
在一种实施方式中，所述系统包括用于输入FBLN1和/或CTSF表达量的输入装置。
在一种实施方式中，所述系统还可以包括用于输出诊断结果的输出装置。
在一种实施方式中，所述系统还可以包括检测mRNA和/或蛋白表达量的检测装置。
在一种实施方式中，所述系统还包括评估结果发送单元，所述评估结果发送单元可以将受试者的评估结果发送到患者或医护人员可以查阅的信息通信终端装置。
另一方面，本发明提供了一种诊断受试者是否患有冠状动脉疾病的试剂盒，所述试剂盒包括检测前述标志物组合或SERPINB8、ZNF33B、MBD5、SMC1A、FN3KRP、PRKX中任意一种的试剂。
在一种实施方式中，所述试剂盒还包括前述检测受试者的表达量所使用的仪器。
在一种实施方式中，所述试剂盒还可以包括检测其他疾病标志物的试剂。
在一种实施方式中，所述试剂盒还可以包括检测基因表达量的仪器。
在一种实施方式中，所述表达量包括mRNA表达量、蛋白表达量。
另一方面本发明还提供了前述试剂盒、系统在制备诊断冠状动脉疾病的产品中的应用。
另一方面本发明提供诊断受试者是否患有冠状动脉疾病的方法，所述方法包括检测受试者的前述标志物组合或前述标志物组合中一个或SERPINB8、ZNF33B、MBD5、SMC1A、FN3KRP、PRKX中任意一种的表达量。
本发明所述的“诊断冠状动脉疾病的方法、系统”的实施可包括手动地、自动地、或它们组合地来执行或完成所选任务。
而且，根据本发明方法、系统的实施方式的实际仪器和设备，可通过硬件、通过软件、或通过固件或通过它们的组合使用操作系统来实施多个所选任务。
附图说明
图1为差异基因在GSE12288数据库中的差异箱线图，A是SERPINB8、B是TUT1、C是ZNF33B、D是MBD5、E是SMC1A、F是FN3KRP、G是ARRB2、H是PRKX。
图2为差异基因在GSE20680数据库中的差异箱线图，A是SERPINB8、B是TUT1、C是ZNF33B、D是MBD5、E是SMC1A、F是FN3KRP、G是ARRB2、H是PRKX。
图3是TUT1+MBD5+ARRB2在数据库GSE20680中诊断的ROC曲线；纵坐标是敏感度，横坐标是特异性。
图4是FN3KRP+MBD5+SERPINB8在数据库GSE20680中诊断的ROC曲线；纵坐标是敏感度，横坐标是特异性。
图5是SMC1A+FN3KRP+MBD5+SERPINB8在数据库GSE20680中诊断的ROC曲线；纵坐标是敏感度，横坐标是特异性。
图6是PRKX+FN3KRP+MBD5+SERPINB8在数据库GSE20680中诊断的ROC曲线；纵坐标是敏感度，横坐标是特异性。
图7是ZNF33B+PRKX+MBD5+SERPINB8在数据库GSE20680中诊断的ROC曲线；纵坐标是敏感度，横坐标是特异性。
具体的实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。以下实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，例如Sambrook等人，分子克隆：实验室手册(New York:Cold Spring HarborLaboratory Press,1989)中所述的条件，或按照制造厂商所建议的条件。
实施例1、筛选并验证标志物组合的诊断效果
下载数据库GSE12288(110患者+112对照)、GSE20680(143患者+52对照)的数据，使用R包进行差异表达分析，筛选在患者和对照中差异表达(p<0.05)的基因。对比对两个数据库的筛选结果，筛选在两个数据库中表达量变化一致的标志物，分析结果表明SERPINB8、TUT1、ZNF33B、MBD5、SMC1A、FN3KRP、ARRB2、PRKX在两个数据库中的变化一致，差异分析如图1所示。
为提高诊断的准确性，对SERPINB8、TUT1、ZNF33B、MBD5、SMC1A、FN3KRP、ARRB2、PRKX进行组合，各组合的ROC值及附图如下表1所示：
表1、标志物组合及其AUC值
标志物、标志物组合 AUC 附图 最佳阈值(特异度，灵敏度)
SERPINB8 0.586337
TUT1 0.587816
ZNF33B 0.590775
MBD5 0.595616
SMC1A 0.606105
FN3KRP 0.607988
ARRB2 0.609198
PRKX 0.61014
TUT1+MBD5+ARRB2 0.62695 3 0.375(0.909,0.327)
FN3KRP+MBD5+SERPINB8 0.697015 4 0.358(0.853,0.519)
SMC1A+FN3KRP+MBD5+SERPINB8 0.702663 5 0.273(0.664,0.692)
PRKX+FN3KRP+MBD5+SERPINB8 0.703066 6 0.300(0.734,0.635)
ZNF33B+PRKX+MBD5+SERPINB8 0.737359 7 0.270(0.664,0.731)
由表1的数据可知，在诊断冠状动脉疾病中，单独的标志物很难准确诊断，当FN3KRP+MBD5+SERPINB8三个标志物组合时，AUC值基本达到0.7；进一步的加入其他标志物，包含四个标志物的组合可以较为准确的诊断冠状动脉疾病。

Claims (1)

1.检测以下任意一组分子标志物组合的mRNA表达水平的试剂在制备诊断冠状动脉疾病产品中的应用：
（1）FN3KRP+MBD5+SERPINB8；
（2）SMC1A+FN3KRP+MBD5+SERPINB8；
（3）PRKX+FN3KRP+MBD5+SERPINB8；
（4）ZNF33B+PRKX+MBD5+SERPINB8。
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