本发明涉及高血压易感基因检测方法领域,特别涉及高血压易感基因,试剂盒及检测方法。
背景技术:
1、高血压是最常见的心血管疾病之一,高收缩压是导致死亡的首要危险因素。在中国,高血压具有患病率高、治疗率和控制率低的特点,且由于血压长期控制不佳,会造成心、脑、肾等多种靶器官的损害,而早发高血压患者的疾病风险评估往往被忽视。原发性高血压是一种多基因疾病,由遗传、生活方式及环境因素相互作用导致血压异常升高,遗传因素占相当大比例。其中,单基因高血压(monogenic hypertension,mh)是高血压病的一种罕见类型,是由单一基因突变引起的高血压病。它的主要特征为早发(年龄<45岁)严重高血压、酸碱代谢紊乱(最常见的是碱中毒和低钾血症)、低肾素水平以及阳性家族史。其患病率不详,临床不易辨识与诊治,因此对其突变基因和发病机制的探究已成为研究热点。
2、基于此,提供新的高血压易感相关基因,试剂盒及检测方法就显得尤为必要。
技术实现思路
1、为解决上述现有技术存在的问题,本发明的目的在于提供高血压易感基因,试剂盒及检测方法。目前mh主要依靠基因检测的诊断,随着新一代测序技术的发展,越来越多的基因检测方法比如panel测序、全外显子组测序(whole exome sequencing,wes)、全基因组测序等被应用于临床。wes在罕见和复杂疾病的致病基因筛查和鉴定中具有良好的可靠性和高效性,可以捕获所有的外显子区域,适用于具有血缘关系或者具有严重症状,以及具有多个症状的患者,能显著提高诊断率。基于基因组学诊断疾病的优势,为了探索早发高血压的新的致病基因及致病机制,故本发明采用全外显子测序技术和生物信息学分析技术来初步筛查与高血压发生、发展相关的易感基因。
2、为达到上述目的,本发明的技术方案为:
3、高血压易感基因,所述基因为fn1、nf1、ep300、ttn、kmt2d;fn1,nf1、ep300、ttn基因在高血压人群中的表达低于正常人群,kmt2d基因在高血压人群中的表达高于正常人群。
4、基于上述高血压易感基因的高血压检测试剂盒,该试剂盒包含检测高血压易感基因kmt2d基因引物:上引“atg gtc ggc agg cgtatg g”,下引“atc cag cag gtgagc ggcaagg”;及fn1基因引物:上引“tga cca gcaaca ccg tga cag”,下引“gagaccacg gagaccacaaagc”。
5、基于全外显子测序与生物信息分析的高血压易感基因检测方法,提取外周血dna进行全外显子测序,并对变异结果进行注释。根据是否合并低钾血症,将研究对象分为高血压正常血钾组(n=21)和高血压伴低血钾组(n=36),对比两组的一般资料、实验室和技诊指标;针对高血压正常血钾组和高血压伴低血钾的交互基因进行差异性分析,使用david在线平台对筛选出来的差异表达基因进行go分析和kegg信号通路富集分析,再使用string数据库构建蛋白质相互作用的网络图,最后使用cytoscape软件进行关键基因筛选。
6、该方法具体步骤为:
7、步骤一、研究对象选取
8、收集高血压患者;根据纳入标准:①发病年龄≤45岁的高血压患者,男女不限;②有或无高血压家族史;③合并难治性高血压;排除标准:①恶性肿瘤患者;②继发性高血压:肾动脉狭窄、原发性醛固酮增多症、嗜铬细胞瘤、睡眠呼吸暂停综合征、库欣综合征、嗜铬细胞瘤、甲亢、肾性高血压;③已在服用血管紧张素转换酶抑制剂/血管紧张素ⅱ受体阻滞剂、β受体阻滞剂、利尿剂等影响肾素-血管紧张素-醛固酮系统的激素水平的药物或停药未满4周;④患者近期无发热、腹泻、恶心、呕吐等胃肠道症状;非同日连续三次测血压,收缩压(systolic pressure,sbp)≥140mmhg和(或)舒张压(diastolic pressure,dbp)≥90mmhg(1mmhg=0.133kpa),或之前使用过降压药物的患者以及有高血压病史、正在服用降压药将血压控制在140/90mmhg以下的患者;最终纳入57例高血压患者,再根据是否合并低钾血症(即血钾<3.5mmol/l),分为高血压正常血钾组(n=21)和高血压伴低血钾组(n=36);
9、步骤二、研究对象数据收集
10、通过病史采集收集研究对象的一般资料,包括年龄、吸烟、饮酒、糖尿病病史、冠心病病史、高脂血症病史、高血压病家族史;测量研究对象身高(heigh)、体重(weight),计算体质指数(bodymass index,bmi):体重(kg)/(身高×身高)(m);实验室检查:对研究对象抽取清晨空腹静脉血,进行实验室检查,包括空腹血糖(fastingblood glucose,fbs)、甘油三酯(triglyceride,tg)、总胆固醇(total cholesterol,tc)、低密度脂蛋白(low densitylipoprotein,ldl-c)、高密度脂蛋白(high density lipoprotein,hdl-c)、尿素氮(bloodurea nitrogen,bun)、肌酐(serum creatinine,scr)、尿酸(uric acid,ua)、同型半胱氨酸(homocysteine,hcy)、糖化血红蛋白(glycosylated hemoglobin,hba1c)、促甲状腺激素(thyroid stimulating hormone,tsh)、甲状腺激素、钠(natrium,na)、钾(kalium,k)、氯(chlorine,cl)、钙(calcium,ca)、镁(magnesium,mg)、磷(phosphorus,p)、二氧化碳结合力、24小时尿钾、24小时尿钠、24小时尿蛋白定量、24小时尿微量蛋白定量;
11、步骤三、技诊资料的收集
12、心脏彩超检查:采用荷兰型彩色超声仪(fhilips epio 7c xz)测量所有研究对象的左心房内径(lad)、左心室舒张末期内径(lvedd)、左心室收缩末期内径(lvesd)、室间隔厚度(ivst)、左心室后壁厚度(lvpwt)、左室舒张早期快速充盈的充盈峰(e峰)、左室舒张晚期充盈的充盈峰(a峰)、a峰e峰流速比值(e/a)、颈动脉内膜中层厚度;其他技诊资料:头部ct、肾上腺/肾动脉增强ct
13、步骤四、全外显子测序
14、抽取每位研究对象5ml外周静脉血,用于提取基因组dna;用seqcap ez accessorykitv2捕获试剂(捕获目标=64mb,roche)和seqcap ez choice library建库试剂盒(roche)构建dna文库;在illumina公司novaseq x plus测序平台上采用配对末端150bp读数对样品进行高通量测序;使用bwa软件将测序数据与人类参考基因组(hg19/grch37)进行比对,并用gatk进行变异检测,最后利用annovar软件对变异位点进行注释;
15、步骤五、遗传变异分析
16、本发明主要关注与高血压相关的基因,利用全外显子测序技术检测这些基因的罕见变异;罕见变异的定义为在千人项目全球人群(1000genomes,1000g)、exac数据库全球人群(exomeaggregation consortium,exac)和gnomad数据库全球人群(genomeaggregationdatabase,gnomad)中总人群最小等位基因频率(minor allele frequency,maf)小于0.02且东亚人群(eastasians,eas)的maf小于0.01的变异;结合患者的临床信息,再根据美国医学遗传学和基因组学学院(america college ofmedical genetics and genomics,acmg)指南对所有变异进行致病性判断;
17、步骤六、生物信息学分析
18、获取高血压正常血钾组和高血压伴低血钾组的基因信息后,对其进行交互差异基因的筛选,采用在线平台david对筛出的差异表达基因进行基因本体功能注释和京都基因和基因组百科全书通路富集分析,最后再使用string数据库的蛋白质相互作用分析平台和cytoscape软件对关键基因进行的拓扑分析、筛选及构建相互作用网络图;
19、步骤七、统计学方法
20、采用spss26.0软件进行统计分析;若符合正态分布的数据以均数±标准差(x±s)表示,两组间比较采用t检验;若为非正态分布的计量资料采用中位数(四分位数间距)[m(q1,q3)]表示,两组间比较采用非参数检验mann-whitney u检验;计数资料采用例数(构成比)表示,组间比较采用χ2检验或fisher精确检验;以p<0.05为差异有统计学意义。
21、相对于现有技术,本发明的有益效果为:
22、基于全外显子测序与生物信息分析的高血压易感基因检测方法,57例中青年高血压患者中有20名患者筛检出单基因低肾素型高血压相关基因,共23个变异位点。高血压正常血钾组和高血压伴低血钾组在年龄、左室舒张早期血流e峰值、左室舒张早期与晚期的血流峰值比(e/a)、血钾、血钙以及合并脑缺血/梗塞方面有显著差异(p<0.05)。两组共筛出63个交互性差异基因,使用cytoscape软件的介数中心性算法发现fn1、kcnq1、ttn、nf1、kmt2d、igf2、bsnd、obscn、cacna1h、pkhd1、cars1、egfr、ep300、col4a3等基因的bc值更高;使用mcode算法,发现在子网络中nf1、scnn1g和col4a4三个基因的分数最高。通过全外显子测序技术和生物信息学分析,筛检出与早发高血压患者中引起与高血压发生、发展有关的基因。早发高血压患者中的高血压发病机制可能涉及离子跨膜转运、age-rage、pi3k-akt等信号通路。
23、丰富了高血压的可能致病基因谱,为进一步探寻早发高血压的具体发病机制垫定了基础,也为高血压的个性化靶向治疗提供一定的理论依据。另外,研究发现早发高血压患者的高血压发病机制可能涉及特定的信号通路,如离子跨膜转运、age-rage、pi3k-akt等,这可能意味着在疾病的早期阶段通过调节这些信号通路,能更有效地预防或控制高血压的发展。
1.高血压易感基因,其特征在于,所述基因为fn1、nf1、ep300、ttn、kmt2d;fn1,nf1、ep300、ttn基因在高血压人群中的表达低于正常人群,kmt2d基因在高血压人群中的表达高于正常人群。
2.基于上述高血压易感基因的高血压检测试剂盒,其特征在于,该试剂盒包含检测高血压易感基因kmt2d基因引物:上引“atg gtc ggcagg cgtatg g”,下引“atc cag caggtgagc ggc aag g”;及fn1基因引物:上引“tga ccagcaaca ccg tga cag”,下引“gagaccacg gagaccacaaag c”。
3.基于全外显子测序与生物信息分析的高血压易感基因检测方法,提取外周血dna进行全外显子测序,并对变异结果进行注释。根据是否合并低钾血症,将研究对象分为高血压正常血钾组(n=21)和高血压伴低血钾组(n=36),对比两组的一般资料、实验室和技诊指标;针对高血压正常血钾组和高血压伴低血钾的交互基因进行差异性分析,使用david在线平台对筛选出来的差异表达基因进行go分析和kegg信号通路富集分析,再使用string数据库构建蛋白质相互作用的网络图,最后使用cytoscape软件进行关键基因筛选。
4.根据权利要求3所述方法,其特征在于,该方法具体步骤为:
