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单核苷酸多态性位点在创伤脓毒症险评估中的应用

阅读:1022发布:2020-06-01

专利汇可以提供单核苷酸多态性位点在创伤脓毒症险评估中的应用专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供了单核苷酸多态性位点在创伤脓毒症 风 险评估中的应用以及基于所述单核苷酸多态性位点开发的创伤脓毒症风险评估系统,所述单核苷酸多态性位点包括rs5743551携带A等位基因、rs4755453携带C等位基因、rs1065489携带T等位基因、rs2071746携带T等位基因、rs1799983携带T等位基因、rs2297518携带G等位基因、rs740598携带G等位基因、rs7851696携带T等位基因。通过所述单核苷酸多态性位点或所述创伤脓毒症风险评估系统能够较好的识别创伤脓毒症高危人群,临床医生据此可以计算待测个体创伤脓毒症遗传危险度评分,完成待测对象的个体化基因型检测报告,对创伤脓毒症的预测或 预防 中以及开发 治疗 创伤脓毒症的新药具有很高的参考价值。,下面是单核苷酸多态性位点在创伤脓毒症险评估中的应用专利的具体信息内容。

1.单核苷酸多态性位点在创伤脓毒症险评估中的应用,其特征在于:所述单核苷酸多态性位点包括rs5743551、rs4755453、rs1065489、rs2071746、rs1799983、rs2297518、rs740598或rs7851696。
2.如权利要求1所述的单核苷酸多态性位点在创伤脓毒症风险评估中的应用,其特征在于:所述rs5743551携带A等位基因、rs4755453携带C等位基因、rs1065489携带T等位基因、rs2071746携带T等位基因、rs1799983携带T等位基因、rs2297518携带G等位基因、rs740598携带G等位基因或rs7851696携带T等位基因。
3.如据权利要求2所述的单核苷酸多态性位点在创伤脓毒症风险评估中的应用,其特征在于:所述单核苷酸多态性位点与常规危险因素的组合,所述常规危险因素包括待测个体受伤时的伤情程度,伤后24小时内输血情况以及伤后首次APACHE II评分。
4.如据权利要求3所述的单核苷酸多态性位点在创伤脓毒症风险评估中的应用,其特征在于:所述首次APACHE II评分涉及的数据包括:体温、平均动脉压、心率、呼吸频率、动脉血气、电解质含量、肌酐、白细胞数量、红细胞压积和昏迷指数。
5.一种创伤脓毒症风险评估系统,其特征在于:所述创伤脓毒症风险评估系统包括数据模和分析模块;
所述数据模块包括所述单核苷酸多态性位点携带的等位基因数目,患者伤情程度评分数据,伤后输血情况以及伤后首次APACHE II评分;所述单核苷酸多态性位点包括rs5743551、rs4755453、rs1065489、rs2071746、rs1799983、rs2297518、rs740598或rs7851696;且rs5743551携带A等位基因、rs4755453携带C等位基因、rs1065489携带T等位基因、rs2071746携带T等位基因、rs1799983携带T等位基因、rs2297518携带G等位基因、rs740598携带G等位基因或rs7851696携带T等位基因;
所述分析模块用于对数据模块中的数据进行分析处理,具体分析处理按如下步骤进行:
步骤1,
步骤2,按照步骤1中遗传危险度评分值确定区间组,其中,第1组G1:0.34-2.35分、第2组G2:2.35-2.90分、第3组G3:2.90-3.75分、第4组G4:3.75-7.24分;
步骤3,根据步骤2中区间组对应的分值计算待测个体患脓毒症的相对风险,待测个体患脓毒症的相对风险=exp(-4.804+0.64*G2+0.66*G3+1.11*G4+0.10*ISS+0.23*首次APACHE II评分+1.16*输血情况)/0.215;
式中,若步骤2中确定为G1组,则G1=1,G2和G3=0,若步骤2中确定为G2组,则G2=1,G1和G3=0;若步骤2中确定为G3组,则G3=1,G1和G2=0。
6.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现以下步骤:
输入单元,输入待测个体临床数据;
数据存储单元,存储多个数据段,包括是否输血、伤情ISS评分数据、首次APACHE II评分数据、肌酐、白细胞数量、红细胞压积和昏迷指数(GCS)),创伤脓毒症危险等位基因遗传贡献速查图表数据,创伤脓毒症遗传危险度评分分组速查图表数据;
显示单元,显示数据和图像;
控制单元,执行时实现以下步骤:
步骤C1:输入待测个体临床情况,所述显示单元显示输入的字符,确认,输出待测个体的首次APACHE II评分值和伤情ISS评分值,确认,继续步骤C2;
步骤C2:输入待测个体的8个单核苷酸多态性位点的基因型,确认,输出待测个体风险等位基因的数目,确认,执行步骤C3;
步骤C3:
输出待测个体遗传危险度评
分值,确认,执行步骤C4;
步骤C4:输出待测个体遗传危险度评分值分组,确认,执行步骤C5;若遗传危险度评分为0.34-2.35,则输出显示G1组;若遗传危险度评分为2.35-2.90,则输出显示G2组;若遗传危险度评分为2.90-3.75,则输出显示G3组;若遗传危险度评分为3.75-7.24,则输出显示G4组;
步骤C5:计算待测个体患脓毒症的相对患病风险=
exp(-4.804+0.64*G2+0.66*G3+1.11*G4+0.10*伤情ISS评分值+0.23*首次APACHE II评分+1.16*输血)/0.215),若步骤4中显示G1组,则G1=1,G2和G3=0,;若步骤4中显示G2组,则G2=1,G1和G3=0;式中,若根据步骤C4中显示G3组,则G3=1,G1和G2=0;输出待测个体患脓毒症的相对患病风险值,结束;
所述单核苷酸多态性位点包括rs5743551、rs4755453、rs1065489、rs2071746、rs1799983、rs2297518、rs740598、rs7851696。

说明书全文

单核苷酸多态性位点在创伤脓毒症险评估中的应用

技术领域

[0001] 本发明属于分子遗传学技术领域,具体是单核苷酸多态性位点在创伤脓毒症风险评估中的应用。

背景技术

[0002] 创伤脓毒症(sepsis)是指创伤后机体对感染的反应失调而导致及生命的器官功能障碍,临床表现为发热(>38℃)或低体温(<36℃)、心动过速(>90次/分)、呼吸急促(>20次/分或PaCO2<32mmHg)、外周血白细胞增加或降低(>12000个/mm3或<4000个/mm3)或未成熟细胞比例增加(>10%)、低血压(收缩压<90mmHg,平均动脉压<70mmHg或成人收缩压下降>40mmHg,或低于年龄正常值之下2个标准差)、器官功能障碍等症状。
[0003] 创伤脓毒症因其高发病率、高死亡率和高医疗费用已成为严重创伤患者最主要的并发症,据报道,创伤患者后期死因中70%以上与感染有关。因此,早期识别创伤脓毒症高危人群,采用针对性的预防干预措施,是减少创伤脓毒症发生,遏制医疗费用增长的关键,也是当今创伤医学领域亟待解决的核心临床问题。
[0004] 从基础到临床,人们对脓毒症(包括创伤脓毒症)进行了大量的科学研究,并在脓毒症危险因素和发病机制方面积累了大量的知识。研究表明,创伤脓毒症常规危险因素包括:是否输血、伤情和伤后24小时内的急性生理和慢性健康评分(APACHE)等。研究还表明,脓毒症是由外源病原生物入侵与机体效应基因反应的相互作用引起的机体器官功能障碍所致。
[0005] 虽然医学界普遍认为评判脓毒症高危人群的有效方法是结合个体传统危险因素进行模型识别,且全基因组学技术与流行病学方法的整合为人类复杂疾病或性状的生物学研究带来全新的视,但是关于脓毒症发病的分子遗传学机制却知之甚少,对于如何鉴定遗传易感基因以及鉴定受试者脓毒症遗传易感性一直缺乏全面系统有效的识别方法。
[0006] 单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP),主要是指在基因组平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性,它是人类可遗传的变异中最常见的一种,占所有已知多态性的90%以上。(浙江大学学报(医学版),方敏波等,第411-413页,2016年7月12日)报道了瞬时受体电位通道M2外显子单核苷酸多态性rs5743551与脓毒症的相关性,文中表明具有TLR1的rs5743551、rs4833095SNP者患脓毒症休克和死亡的风险更高,TLR4+896A/G(Asp)299Gly是脓毒症休克的独立危险因素(参见其讨论部分第1段第17-20行);文中还表明脓毒症的遗传学相关性研究存在一些缺陷,如缺乏重复性研究、样本量不足,许多SNP功能重要性的理解不足,SNP不是主要致病因素或致病SNP存在高度的连不平衡等等,一些已经报道的脓毒症发病机制相关的多态性并不是功能性的,某些真正起作用的等位基因由于与相邻等位基因缺乏连锁尚未发现(参见其讨论部分第4段第3-11行)。

发明内容

[0007] 针对现有技术中存在的问题,本发明的目的之一是提供单核苷酸多态性位点在创伤脓毒症风险评估中的应用,本发明的另一目的是基于单核苷酸多态性位点提供一种创伤脓毒症风险评估系统,为创伤脓毒症预测或预防提供依据。
[0008] 本发明的目的是通过这样的技术方案实现的:
[0009] 单核苷酸多态性位点在创伤脓毒症风险评估中的应用,所述单核苷酸多态性位点取自待测个体的离体血液、离体尿液、离体唾液、离体胃液、离体毛发或离体组织,按照常规方法提取基因组DNA即可;所述单核苷酸多态性位点包括rs5743551、rs4755453、rs1065489、rs2071746、rs1799983、rs2297518、rs740598或rs7851696,其在创伤脓毒症风险评估中的应用,具体基因序列如下:
[0010] 研究表明,上述单核苷酸多态性位点均与创伤脓毒症相关,尤其与创伤脓毒症易感性显著相关,能够用于评估待测个体患创伤脓毒症的风险。
[0011] 检测本发明所述的单核苷酸多态性位点可采用本领域技术人员公知的DNA/RNA检测技术,例如直接测序法、焦磷酸测序法、探针杂交法等。
[0012] 为进一步加强对创伤脓毒症风险的认识,有效预测创伤脓毒症风险,本发明在大量实验结果的基础上,进一步研究发现,上述单核苷酸多态性位点在创伤脓毒症风险评估中的应用;其中,rs5743551携带A等位基因、rs4755453携带C等位基因、rs1065489携带T等位基因、rs2071746携带T等位基因、rs1799983携带T等位基因、rs2297518携带G等位基因、rs740598携带G等位基因、rs7851696携带T等位基因,其具体基因序列及风险等位基因情况如下:
[0013] 结果表明,携带这些风险等位基因的创伤个体发生创伤脓毒症的相对风险是没有携带这些等位基因个体的1.30-3.87倍。
[0014] 为更进一步助于对创伤脓毒症风险的评估,基于前述与创伤脓毒症相关的单核苷酸多态性位点与常规危险因素的组合,在创伤脓毒症风险评估中的应用,所述常规危险因素包括患者受伤时的伤情程度,伤后24小时内是否输血以及伤后首次APACHE II评分(急性生理与慢性健康评分)值。基于前述单核苷酸多态性位点与常规危险因素的组合能够有效评估创伤患者创伤脓毒症发病几率,从而有针对性的进行预防。研究表明,基于前述与创伤脓毒症相关的单核苷酸多态性位点与常规危险因素的组合能提供待测个体患创伤脓毒症的风险升高1.30至3.87倍。
[0015] 有必要说明的是,对于APACHE II评分,本领域技术人员熟知其评分规则和方法,且APACHE II评分系统被大多数医院采用;对于伤情程度,本发明采用本领域最常用的创伤严重程度评估方法,即伤情ISS评分(《简明损伤定级标准2005》,ISBN 7-5366-5735-8/D·273)。
[0016] 前述单核苷酸多态性位点在创伤脓毒症风险评估系统中的应用,所述创伤脓毒症风险评估系统包括数据模和分析模块,所述数据模块包括所述单核苷酸多态性位点携带等位基因数目,患者伤情程度评分数据,伤后输血情况以及伤后首次APACHE II评分数据;所述分析模块用于对数据模块中的数据进行分析处理,所述分析模块可以是实现对数据模块中的数据进行分析处理而得出待测个体创伤脓毒症遗传危险度评分的运算程序、运算系统、运算仪器或虚拟设备,也可以是预先按照上述遗传危险度评分公式而制定的数据图表,对照该数据图表即能得出遗传危险度评分数值;当然,还可以直接按照公式计算(笔算)得出其结果。具体分析处理按照如下步骤进行:
[0017] 步骤1:注:ORi是指第i个单核苷酸多态性位点的相对危险权重,SNPi是指待测个体所携带第i个单核苷酸多态性位点的危险等位基因数目;
[0018] 步骤2:按照前述遗传危险度评分值设定区间组,其中,第1组G1:0.34-2.35分、第2组G2:2.35-2.90分、第3组G3:2.90-3.75分、第4组G4:3.75-7.24分;创伤脓毒症遗传危险度评分自第1组到第4组增大,表明待测个体患创伤脓毒症的风险逐渐升高;
[0019] 步骤3:计算/评估待测个体患创伤脓毒症的相对风险评分,即待测个体相对于无遗传和常规危险因素个体患创伤脓毒症的风险:患创伤脓毒症的相对风险评分值=exp(-4.804+0.64*G2+0.66*G3+1.11*G4+0.10*ISS+0.23*首次APACHEII+1.16*输血情况)/
0.215;
注:ISS为伤情评分,单位为分;首次APACHE II为入院24小时内的APACHEII评分,单位为分;输血情况是指患者伤后24小时内是否输过血,“输过血”记为1,“未输过血”记为0。
[0020] 优选地,前述基于单核苷酸多态性位点的创伤脓毒症风险评估系统,所述首次APACHE II评分涉及的数据包括:体温、平均动脉压、心率、呼吸频率、动脉血气(PH、PO2、FiO2、PCO2、HCO3)值、电解质(Na、K)含量、肌酐、白细胞数量、红细胞压积和昏迷指数(GCS)。
[0021] 具体实施过程中,优选地,所述单核苷酸多态性位点取自待测个体的离体血液。
[0022] 上述携带风险等位基因的单核苷酸多态性位点在创伤脓毒症风险评估系统中的应用,所述创伤脓毒症风险评估系统包括计算机可读取存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现以下步骤:输入单元,输入待测个体情况;
数据存储单元,存储多个数据段,包括是否输血、伤情ISS评分数据、首次APACHE II评分数据(包括:体温、平均动脉压、心率、呼吸频率、动脉血气(PH、PO2、FiO2、PCO2、HCO3)值、电解质(Na、K)含量、肌酐、白细胞数量、红细胞压积和昏迷指数(GCS)),创伤脓毒症危险等位基因遗传贡献速查图表数据,创伤脓毒症遗传危险度评分分组速查图表数据;
显示单元,显示数据和图像;
控制单元,执行时实现以下步骤:
步骤C1:输入待测个体临床情况,所述显示单元显示输入的字符,确认,输出待测个体的首次APACHE II评分值和伤情ISS评分值,确认,继续步骤C2;
步骤C2:输入待测个体的8个单核苷酸多态性位点的基因型,确认,输出待测个体风险等位基因的数目,确认,执行步骤C3;
步骤C3:
输出待测个体
遗传危险度评分值,确认,执行步骤C4;
注:ORi是指第i个单核苷酸多态性位点的相对危险权重,SNPi是指待测个体所携带第i个SNP位点的危险等位基因数目。根据表3,式中单核苷酸多态性位点rs5743551、rs4755453、rs1065489、rs2071746、rs1799983、rs2297518、rs740598、rs7851696的相对危险权重分别为0.49、1.10、0.44、0.34、1.35、0.54、0.26、0.36;式中SNPⅠ、SNPⅡ、SNPⅢ、SNPⅣ、SNPⅤ、SNPⅥ、SNPⅦ、SNPⅧ依次表示步骤2中输入的单核苷酸多态性位点rs5743551、rs4755453、rs1065489、rs2071746、rs1799983、rs2297518、rs740598、rs7851696分别携带风险等位基因的数目;
步骤C4:输出待测个体遗传危险度评分值分组,确认,执行步骤C5;若遗传危险度评分为0.34-2.35,则输出显示G1组;若遗传危险度评分为2.35-2.90,则输出显示G2组;若遗传危险度评分为2.90-3.75,则输出显示G3组;若遗传危险度评分为3.75-7.24,则输出显示G4组;
步骤C5:计算待测个体患脓毒症的相对患病风险=
exp(-4.804+0.64*G2+0.66*G3+1.11*G4+0.10*伤情ISS评分值+0.23*首次APACHE II评分值+1.16*输血)/0.215),若步骤4中显示G1组,则G1=1,G2和G3=0,;若步骤4中显示G2组,则G2=1,G1和G3=0;若步骤4中显示G3组,则G3=1,G1和G2=0;输出待测个体患脓毒症的相对患病风险值,结束。
[0023] 本发明具如下有益效果:
[0024] 本发明发现了与创伤脓毒症相关的8个重要变异位点,具体是rs5743551、rs4755453、rs1065489、rs2071746、rs1799983、rs2297518、rs740598和rs7851696,其特定组合,大大增加了创伤个体罹患创伤脓毒症的风险,在此基础上进一步结合临床常规危险因素,用于评估待测个体患创伤脓毒症风险,能够较好的识别创伤脓毒症高危人群。据此,临床医生可以计算创伤脓毒症遗传危险度评分,完成待测对象的个体化基因型检测报告,对于创伤脓毒症的预测或预防中有重要的应用前景和临床意义,对治疗创伤脓毒症的新药开发也具有很高的参考价值。
[0025] 研究表明,与创伤脓毒症相关的单核苷酸多态性位点中,如果rs5743551携带A等位基因、rs4755453携带C等位基因、rs1065489携带T等位基因、rs2071746携带T等位基因、rs1799983携带T等位基因、rs2297518携带G等位基因、rs740598携带G等位基因、rs7851696携带T等位基因,则携带这些等位基因的创伤个体发生创伤脓毒症的相对风险是没有携带这些等位基因个体的1.30-3.87倍。
[0026] 与现有技术相比,本发明提出的基于单核苷酸多态性位点的创伤脓毒症风险评估系统来预测或评估待测个体患创伤脓毒症风险高低的方法,是一种全新的毒症风险评估方法,采用该方法能够快速识别估测个体患创伤脓毒症风险情况,风险评判不存在滞后性,且准确度高,特异性好。
[0027] 此外,本发明还根据所检测的1000例严重多发伤患者8个多态性位点(rs5743551、rs4755453、rs1065489、rs2071746、rs1799983、rs2297518、rs740598和rs7851696)情况,制定并提供了创伤脓毒症风险等位基因遗传贡献速查图表(图1)以及创伤脓毒症遗传危险度评分分组速查图表(图2),以利于实际检测个体遗传信息时根据检测结果对照该数据图表即能迅速的得出遗传危险度评分数值及分组,方便实用。附图说明
[0028] 图1:本发明制定的创伤脓毒症危险等位基因遗传贡献速查图表;图2:本发明制定的创伤脓毒症遗传危险度评分分组速查图表;
图3:本发明遗传危险度分组和常规危险因素信息评判创伤脓毒症风险的ROC曲线图;
图4:本发明实施例3中采用单个单核苷酸多态性位点评判创伤脓毒症风险的ROC曲线图。

具体实施方式

[0029] 下面通过具体实施例对本发明进行详细描述,在此指出以下实施例只用于对本发明进行进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,本领域的技术熟练人员可以根据上述发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。除特殊说明外,本发明中各个实施步骤均为本领域技术人员知晓的常规步骤,本领域技术人员根据本发明记载的内容能够直接实现本发明目的。
[0030] 实施例1
[0031] 首先在中国汉族人群中选取1000例严重多发伤患者(ISS≥16)为研究对象,采集伤后入院即可外周血,并收集患者生命体征、是否输血、创伤诊断、动脉血气(PH、PO2、FiO2、PCO2、HCO3)、电解质(Na、K)含量、肌酐、白细胞、红细胞压积、GCS等相关信息,具体如下:
[0032] 严重创伤患者入选标准:受伤48小时内入院的16-65周岁之间的ISS≥16分的严重多发伤患者,排除贯通伤、免疫抑制剂使用者。
[0033] 伤情ISS评判标准《:简明损伤定级标准2005》。
[0034] 创伤脓毒症评判标准:根据SCCM/ESICM/ACCP/ATS/SIS国际创伤脓毒症定义会议,有实验室或临床感染证据合并全身性炎症反应综合症(SIRS标准中4项中的2项及以上:心率>90次/分、呼吸频率>20次/分或PaCO2<32mmHg、体温>38℃或<36℃、白细胞>12000个/mm3或<4000个/mm3)。
[0035] 入院对象:均为中国汉族人,且无亲缘关系。
[0036] 前述1000例严重多发伤患者基本特征,见表1;表1 1000例严重多发伤患者基本特征
[0037] 本实施例中分析创伤脓毒症患病风险的预测方法,结合研究对象遗传信息和临床常规危险因素来综合评估研究对象患创伤脓毒症风险的高低,具体包括以下步骤:
[0038] 步骤A1:建立严重多发伤患者信息数据库,包括单核苷酸多态性位点基因型信息和临床常规危险因素信息。
[0039] 本实施例步骤A1中,检测单核苷酸多态性位点基因型信息,采用直接测序的方法,通过基因组DNA直接测序直接揭示对照基因和携带突变基因之间的序列差异,具体是传统使用的商业测序试剂盒。当然也可以采用自动测序仪、焦磷酸测序法(Pyrosequencing)或微测序法(SNaPshot)、连接酶连接反应法(SNPscan、iMLDR)、探针杂交法(TaqMan探针、DNA芯片)、引物延伸法(飞行质谱)、构象改变法(限制性片段长度多态性分析、单链构象多态性分析、变性梯度凝胶电泳分析、变性高效液相色谱分析)等分析技术,还可以采用高分辨率溶解曲线分析技术。
[0040] 步骤A2:单核苷酸多态性位点基因型信息通过对8个创伤脓毒症患病风险的单核苷酸多态性位点(rs5743551、rs4755453、rs1065489、rs2071746、rs1799983、rs2297518、rs740598和rs7851696)进行基因分型获得,前述8个单核苷酸多态性位点及其两侧基因序列如下表2:表2单核苷酸多态性位点及其两侧基因序列
[0041] 分析结果显示,上述8个单核苷酸多态性位点(rs5743551、rs4755453、rs1065489、rs2071746、rs1799983、rs2297518、rs740598和rs7851696)均与创伤脓毒症患病风险显著相关。
[0042] 进一步遗传关联分析结果显示,rs5743551携带A等位基因、rs4755453携带C等位基因、rs1065489携带T等位基因、rs2071746携带T等位基因、rs1799983携带T等位基因、rs2297518携带G等位基因、rs740598携带G等位基因、rs7851696携带T等位基因为危险等位基因,详见表3;表3单核苷酸多态性位点与创伤脓毒症之间的关联性
注①:OR(95%CI)表示与携带参照等位基因的个体相比,携带风险等位基因的个体发生创伤脓毒症的相对风险;
注②:B表示单核苷酸多态性位点(SNP)与创伤脓毒症发生风险相关的逻辑回归系数,B=ln(OR);
注③:P-value表示单核苷酸多态性位点(SNP)与创伤脓毒症发生风险的相关性是否达到统计学显著性意义。
[0043] 根据表3可知,常规危险因素对于个体患创伤脓毒症的风险有一定相关性,单核苷酸多态性位点rs5743551携带A等位基因、rs4755453携带C等位基因、rs1065489携带T等位基因、rs2071746携带T等位基因、rs1799983携带T等位基因、rs2297518携带G等位基因、rs740598携带G等位基因、rs7851696携带T等位基因的个体患创伤脓毒症的风险升高1.30至3.87倍。
[0044] 综合每个个体携带8个单核苷酸多态性位点的危险等位基因情况,对每个研究对象进行创伤脓毒症遗传危险度评分,评分方法是研究对象携带风险等位基因的数目与风险等位基因权重值(log(OR))相乘获得每个SNP位点遗传效应,然后对8个SNP的遗传效应求和得到该研究对象的创伤脓毒症遗传危险度评分。
[0045] 计算公式:注:ORi表示第i个单核苷酸多态性位点的相对危险度,SNPi表示待测个体所携带第i个单核苷酸多态性位点的危险等位基因数目。
[0046] 根据所有研究对象创伤脓毒症遗传危险度评分将研究对象等分为4组,分别为第1组G1:0.34-2.35分、第2组G2:2.35-2.90分、第3组G3:2.90-3.75分、第4组G4:3.75-7.24分,分值越大表明待测个体患病风险越高。
[0047] 本实施例中,发明人根据所检测的1000例严重多发伤患者8个多态性位点(rs5743551、rs4755453、rs1065489、rs2071746、rs1799983、rs2297518、rs740598和rs7851696)情况,制定了创伤脓毒症风险等位基因遗传贡献速查图表(见图1)和创伤脓毒症遗传危险度评分分组速查图表(见图2),以便实际检测个体遗传信息时根据检测结果对照该数据图表即能迅速的得出遗传危险度评分数值及分组。
[0048] 步骤A3:将单核苷酸多态性位点基因型信息(遗传危险度评分分组)和临床常规危险因素信息指标进行单因素分析,相应的统计学处理方法如下:二分类变量采用卡方检验或Fisher精确概率法,连续变量采用独立样本T检验;检验水准为0.05,筛选出有显著统计学差异的变量指标。
[0049] 步骤A4:将步骤A3中筛选出的变量采用SPSS软件做logistic回归分析,进行模型检验,得出各个因素相应的β系数,并建立回归方程式,ln(p/(1-p))=-4.804+0.64*G2+0.66*G3+1.11*G4+0.10*ISS+0.23*首次APACHEII+1.16*输血与否,计算各个指标的相对危险度:OR=Exp(β),见表4。
表4创伤脓毒症患病风险各危险因素的相对危险度
[0050] 按照回归方程计算无遗传和临床常规危险因素个体的ln(p/(1-p))(遗传危险度评分在第一组、无伤情、无输血和APACHE评分为0的个体)为0.215,因此某个个体相对于无遗传和常规危险因素个体的风险预测模型:患创伤脓毒症相对患病风险评分=exp(-4.804+0.64*G2+0.66*G3+1.11*G4+0.10*ISS+0.23*首次APACHE II+1.16*输血)/0.215,计算出来的相对患病风险值是指待测个体相对于遗传危险度评分在第一组、无伤情和SOFA评分为0个体发生创伤脓毒症风险的倍数,该值越大进一步表明待测个体患病风险越高。
[0051] ROC曲线:将步骤A4中遗传危险度评分分组和临床常规危险因素信息放入风险预测模型计算出每个研究对象的患创伤脓毒症相对患病风险,以此为检验变量,以研究对象是否发生创伤脓毒症为状态变量,作受试者工作特征曲线(ROC)分析,根据曲线下面积评价该预测方法的价值。
[0052] ROC曲线是将灵敏度与特异性以图示方法结合在一起,准确反映某诊断分析方法特异性和敏感性的关系,是试验准确性的综合代表;一般认为ROC下面积在0.5至0.7之间诊断价值较低,0.7至0.9之间诊断价值中等,0.9以上诊断价值较高;随着曲线下面积越大,诊断准确性越高。
[0053] ROC曲线分析的具体过程如下:根据一系列的患病风险截断点将研究对象分为两组(预测患病组和预测未患病组),然后结合研究对象实际患病与否,计算出灵敏度和特异度,以灵敏度为纵坐标代表真阳性率,以(1-特异度)为横坐标代表假阳性率绘制受试者工作特征曲线,结果见图3。
[0054] ROC曲线结果分析:根据图3可知,ROC下面积为0.85,表明该模型预测性能良好,可以很好的识别创伤脓毒症高危人群。
[0055] 通过本发明的上述实验研究表明,本发明提供了一种根据基因多态性结合常规危险因素预测创伤脓毒症发病风险的模型,能够很好的识别创伤脓毒症的高危人群,从而针对性的进行干预,达到降低和预防创伤脓毒症发生的目的。利用研究对象基因型结果计算创伤脓毒症危险评分,完成研究对象基因型检测报告和个体化治疗指导报告,并报告研究对象患创伤脓毒症风险的高低。个体化治疗指导报告是在基因型结果的基础上,结合创伤脓毒症常规危险因素评估研究对象患创伤脓毒症的风险,并制定出针对研究对象的个体化治疗方案。对于创伤脓毒症的预测或预防中有重要的应用前景和临床意义,对治疗创伤脓毒症的新药开发也具有很高的参考价值。
[0056] 实施例2
[0057] 李四遭遇严重车祸伤入院,需要基于单核苷酸多态性位点的创伤脓毒症风险评估系统评估其患创伤脓毒症风险高低。
[0058] 具体按照如下步骤进行分析:
[0059] 步骤B1:采集李四入院后的临床资料:
[0060] 收集李四伤后24小时内是否输血、ISS评分、APACHE II评分,得到以下信息:李四,无输血,记为0;伤情ISS评分为18分;首次APACHE评分为10分。
[0061] 步骤B2:采集外周血(抗凝),按照本领域技术人员知晓的常规方法提取DNA,检测其8个位点的基因型并计算遗传危险度评分;应当说明的是,本发明本步骤中还可以通过采集待测个体的离体尿液、离体唾液、离体胃液、离体毛发或离体组织来检测待测个体8个位点的基因型。
[0062] 经基因检测结果显示,患者李四8个位点的基因型分别为:rs5743551为AG,rs4755453为GC,rs1065489为GG,rs2071746为AT,rs1799983为GG,rs2297518为AA,rs740598为GG,rs7851696为TT;
[0063] 对照附图1所示的创伤脓毒症危险等位基因遗传贡献速查图表,查得其风险等位基因的数目分别为1、1、0、1、0、0、2和2; 计算遗传危险度评分值,遗传危险度评分=0.49*1+1.10*1+0.44*0+0.34*1+1.35*0+0.54*0+
0.26*2+0.36*2=3.17;对照附图2所示的创伤脓毒症遗传危险度评分分组速查表,属于G3分组,表明李四发生创伤脓毒症的遗传危险度较大。
[0064] 步骤B3:根据本实施例步骤B2中遗传危险度评分值(3.17,G3分组)和临床常规危险因素,按照计算公式(患创伤脓毒症相对患病风险评分=exp(-4.804+0.64*G2+0.66*G3+1.11*G4+0.10*ISS+0.23*首次APACHE II+1.16*输血)/0.215)计算李四患创伤脓毒症的相对风险:
[0065] 进一步地,李四患创伤脓毒症的相对风险=exp(-4.804+0.66*1+0.10*18+0.23*10+1.16*0)/0.215≈4.45,即表明李四相对于无遗传和常规危险因素的个体(遗传危险度评分在第一组,无伤情,APACHEII评分为0,无输血,无遗传和常规危险因素的个体患创伤脓毒症的风险值为0.215)发生创伤脓毒症风险是
4.45倍,属于高危人群。
[0066] 步骤B4:完成研究对象基因型检测报告和个体化治疗指导报告:
[0067] 李四自身具有较高的遗传易感性,加上伤情较重、APACHEII评分较高,因此患创伤脓毒症的风险较高,应当积极处理原发伤情,同时积极治疗引起APACHEII评分较高的指标和预防其继续增高,预防性使用抗生素并注意无菌操作,降低外源感染可能,降低创伤脓毒症患病风险。
[0068] 实施例3
[0069] 为进一步明确本发明单个单核苷酸多态性位点于创伤脓毒症的关联性,针对实施例1中的1000例严重创伤患者,分别采用单个单核苷酸多态性位点进行创伤脓毒症评估,作受试者工作特征曲线(ROC),如图4所示,结果显示单个单核苷酸多态性位点对创伤脓毒症的诊断ROC下面积为0.505-0.553,由此可见,其诊断参考价值偏低。
[0070] 但是,单个单核苷酸多态性位点除了与创伤脓毒症发生风险具有相关性外,可能与其他疾病也具有相关性,例如:rs5743551与前列腺癌发生风险相关(Int  J Cancer.2008;123(11):2644-2650),rs7851696与麻风病发病相关(HumGenet.2013;132(6):629-40)。由此说明单个单核苷酸多态性位点的特异性较差。
[0071] 结合实施例1、2、3和附图3、4可知,本发明所述的与创伤脓毒症相关的8个重要变异位点均能够评判个体罹患创伤脓毒症的风险,但是其特定组合能够更准确的评判个体罹患创伤脓毒症的风险。
[0072] 对比实施例
[0073] 现有创伤脓毒症评判方法:明确实验室或可疑临床病原菌感染证据的2个或2个以上的SIRS症状(心率>90次/分、呼吸频率>20次/分或PaCO2<32mmHg、体温>38℃或<36℃、白细胞>12000个/mm3或<4000个/mm3)。该方法具有明显的诊断滞后性,病原菌阳性培养率低,临床可疑感染证据不统一,SIRS症状变化快等缺点使得创伤脓毒症诊断延迟,治疗不及时,死亡率高;且临床上使用的C反应蛋白、降素原、肿瘤坏死因子仅能作为机体炎症状态监测指标,随着检测时间窗不同,结果变化很大,缺乏特异性。
[0074] 实施例4
[0075] 基于本发明所述单核苷酸多态性位点(rs5743551、rs4755453、rs1065489、rs2071746、rs1799983、rs2297518、rs740598和rs7851696),根据实施例1、2所述方法和原理,开发一种创伤脓毒症风险评估装置,包括计算机可读取存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现以下步骤:
[0076] 输入单元,输入待测个体临床情况;
[0077] 数据存储单元,存储多个数据段,包括是否输血、伤情ISS评分数据、首次APACHE II评分数据(包括:体温、平均动脉压、心率、呼吸频率、动脉血气(PH、PO2、FiO2、PCO2、HCO3)值、电解质(Na、K)含量、肌酐、白细胞数量、红细胞压积和昏迷指数(GCS)),创伤脓毒症危险等位基因遗传贡献速查图表数据,创伤脓毒症遗传危险度评分分组速查图表数据。
[0078] 显示单元,显示数据和图像。
[0079] 控制单元,执行时实现以下步骤:
[0080] 步骤C1:输入如下所述待测个体临床情况,所述显示单元显示输入字符,确认后输出待测个体的首次APACHE II评分值和伤情ISS评分值,确认,继续步骤C2;
[0081] 待测个体伤后24小时内输血情况:输入选择“是”,则输出显示“1”;待测个体伤后24小时内输血情况输入选择“否”,则输出显示“0”;
[0082] 待测个体临床ISS伤情情况:输入头部、面部、胸部、腹部、四肢、体表等创伤情况,输出显示ISS评分值;
[0083] 待测个体首次APACHE II评分情况:输入体温、平均动脉压、心率、呼吸频率、动脉血气(PH、PO2、FiO2、PCO2、HCO3)值、血钠、血、血肌酐、白细胞数量、红细胞压积和昏迷指数(GCS))等临床数据,输出显示首次APACHE II评分值;
[0084] 步骤C2:输入待测个体的8个单核苷酸多态性位点的基因型,确认,输出待测个体风险等位基因的数目,确认,执行步骤C3;
[0085] 例如,经基因检测检测得知待测个体基因型分别为:rs5743551为AG,rs4755453为GC,rs1065489为GG,rs2071746为AT,rs1799983为GG,rs2297518为AA,rs740598为GG,rs7851696为TT,输入该基因型,处理器将其与创伤脓毒症危险等位基因遗传贡献速查图表数据匹配和比对后输出待测个体风险等位基因的数目分别为1、1、0、1、0、0、2和2;
[0086] 步骤C3:输出待测个体
遗传危险度评分值,确认,执行步骤C4;
[0087] 注:ORi是指第i个单核苷酸多态性位点的相对危险权重,SNPi是指待测个体所携带第i个SNP位点的危险等位基因数目。根据表3,式中单核苷酸多态性位点rs5743551、rs4755453、rs1065489、rs2071746、rs1799983、rs2297518、rs740598、rs7851696的相对危险权重分别为0.49、1.10、0.44、0.34、1.35、0.54、0.26、0.36;式中SNPⅠ、SNPⅡ、SNPⅢ、SNPⅣ、SNPⅤ、SNPⅥ、SNPⅦ、SNPⅧ依次表示步骤2中输入的单核苷酸多态性位点rs5743551、rs4755453、rs1065489、rs2071746、rs1799983、rs2297518、rs740598、rs7851696分别携带风险等位基因的数目;
[0088] 步骤C4:处理器执行创伤脓毒症遗传危险度评分分组速查图表数据与步骤C4中的评分值匹配和比对,输出待测个体遗传危险度评分值分组,确认,执行步骤C5;
[0089] 若遗传危险度评分为0.34-2.35,则输出显示G1组;若遗传危险度评分为2.35-2.90,则输出显示G2组;若遗传危险度评分为2.90-3.75,则输出显示G3组;若遗传危险度评分为3.75-7.24,则输出显示G4组;
[0090] 步骤C5:计算待测个体患创伤脓毒症的相对患病风险=exp(-4.804+0.64*G2+0.66*G3+1.11*G4+0.10*伤情ISS评分值+0.23*首次APACHE II评分值+1.16*输血)/0.215),若步骤C4中显示G1组,则执行G1=1,G2和G3=0;若步骤C4中显示G2组,则执行G2=1,G1和G3=0;若步骤C4中显示G3组,则执行G3=1,G1和G2=0;输出待测个体患创伤脓毒症的相对患病风险值,结束。
[0091] 本实施例中,各个单元之间通过计算机软件系统与硬件系统的相互配合执行运算程序,并输出运算结果(风险评判结果)。
[0092] 由本发明可知,本发明所述单核苷酸多态性位点均与创伤脓毒症相关,尤其与创伤脓毒症易感性显著相关,能够用于评估待测个体患创伤脓毒症的风险,但是本发明所述8个单核苷酸多态性位点的特定组合或者其与常规危险因素的组合能够更准确的评判个体罹患创伤脓毒症的风险,且当待测个体单核苷酸多态性位点携带的风险等位基因的类型或数目不同时,风险评估得出的结果不同。实际应用中待测个体单核苷酸多态性位点可能仅携带如下所述一种或几种风险等位基因:rs5743551携带A等位基因、rs4755453携带C等位基因、rs1065489携带T等位基因、rs2071746携带T等位基因、rs1799983携带T等位基因、rs2297518携带G等位基因、rs740598携带G等位基因、rs7851696携带T等位基因。
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