用于强迫症与精神分裂症、抑郁症甄别的基因标志物及其应用
阅读：1016发布：2020-12-19
专利汇可以提供用于强迫症与精神分裂症、抑郁症甄别的基因标志物及其应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种用于 强迫症 与 精神分裂症 、 抑郁症 甄别的基因标志物，所述基因标志物包含：SEQ ID NO.1～SEQ ID NO.10所示的强迫症特征基因序列。本发明还公开了上述基因标志物在制备对强迫症与精神分裂症、抑郁症甄别诊断的产品中的应用。本发明的基因标志物，用于强迫症与精神分裂症、抑郁症的甄别，敏感性高、特异性强，而且以临床上最易采集的外周血为检测样本，检测方便，适用于强迫症与精神分裂症、抑郁症的甄别诊断，为强迫症等精神 疾病 的检测提供新的客观分子指标，有助于改善当前精神疾病诊断过于依赖医生主观判断的问题，应用前景广阔。，下面是用于强迫症与精神分裂症、抑郁症甄别的基因标志物及其应用专利的具体信息内容。
1.包含多个多核苷酸或其片段的组合产品，所述多个多核苷酸在强迫症与精神分裂症、抑郁症患者的外周血中差异表达，该多个多核苷酸为强迫症特征基因标志物，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1～SEQ ID NO.10所示。
2.组合物，其包含用于检测在强迫症与精神分裂症、抑郁症患者外周血中基因差异表达的引物和/或探针，所述差异表达的基因序列为SEQ ID NO.1～SEQ ID NO.10所示强迫症特征基因序列。
3.权利要求1所述包含多个多核苷酸或其片段的组合产品的用途，用于制备对强迫症与精神分裂症、抑郁症甄别诊断的产品。
4.根据权利要求3所述的用途，其特征在于，所述对强迫症与精神分裂症、抑郁症甄别诊断的产品包括：用实时定量PCR、RNA测序或基因芯片对强迫症与精神分裂症、抑郁症进行甄别诊断的产品。
5.根据权利要求4所述的用途，其特征在于，所述用实时定量PCR对强迫症与精神分裂症、抑郁症进行甄别诊断的产品包含特异扩增SEQ ID NO.1～SEQ ID NO.10所示强迫症特征基因序列的引物。
6.根据权利要求4所述的用途，其特征在于，所述用基因芯片对强迫症与精神分裂症、抑郁症进行甄别诊断的产品包含：与SEQ ID NO.1～SEQ ID NO.10所示强迫症特征基因序列杂交的探针。
7.一种用于强迫症与精神分裂症、抑郁症甄别的检测试剂盒，其特征在于，所述试剂盒包含特异性针对SEQ ID NO.1～SEQ ID NO.10所示强迫症特征基因序列的引物和/或探针。
8.根据权利要求7所述的检测试剂盒，其特征在于，所述引物的序列包括SEQ ID NO.11～SEQ ID NO.30所示的核苷酸序列。
9.根据权利要求7所述的检测试剂盒，其特征在于，所述探针的序列包括SEQ ID NO.31～SEQ ID NO.40所示的核苷酸序列。
10.一种用于强迫症与精神分裂症、抑郁症甄别的检测芯片，其特征在于，所述芯片包含与SEQ ID NO.1～SEQ ID NO.10所示强迫症特征基因序列杂交的探针。
用于强迫症与精神分裂症、抑郁症甄别的基因标志物及其
应用
技术领域
背景技术
[0002] 精神疾病是一组以表现在行为、心理活动上的紊乱为主的神经系统疾病。由于大部分精神疾病缺乏客观的诊断指标，目前对精神疾病的诊断，主要还是通过观察病人的行为并与病人沟通，判断病人的思维、认知能力，还有自知力等，了解病情。因为不同的医生对疾病的理解和认识往往存在差异，导致精神疾病的诊断一致性差，不同研究者报道的研究结果之间难以比较和解释，严重影响了精神疾病的诊治。虽然采用CT、MRI等方法进行脑成像等检查，有助于判断器质性精神疾病患者的病情，但对于功能性精神疾病这种非占位性的神经系统疾病，影像学检查方法就无能为力了。因为多数中枢神经疾病的早期、甚至中期，其临床表现很相似，除非到了后期，在疾病特异性的表现出现以后，才能明确诊断。由于缺乏脑组织的病理活检支持，精神疾病的诊断主要依赖于精神分析量表和医生主观判断，对于精神疾病的诊断往往似是而非，诊断一致性差，严重影响了精神疾病的对症治疗。
[0003] 虽然由于血-脑屏障的存在，大脑组织被认为很高程度地与血液隔绝，但还是有不少学者专家致力于血液细胞的基因表达，是否能够找到“脑组织细胞”的替代品进行相应疾病的研究，例如精神分裂症患者和其健康的家庭成员培养的白细胞就有显著表达差异的基因存在。2005年C.Liew等成功地在血液中甄别出能显著区分双向情感障碍、精神分裂症及无精神疾病人群。精神分裂症是众所周知的严重精神疾病，双向情感障碍又被称为躁狂-抑郁综合症，这两种疾病有很多相似的精神症状，它们的器质性疾病基础并不清楚，而且绝无可能进行组织活检协助明确诊断。通过对其血液特异性基因表达的研究，成为目前可被称为“组织检查”唯一可行的方法。
[0004] 根据最新的美国精神病学会(APA)《精神障碍的诊断和统计手册》第五版(简称DSM-V)，强迫症与精神分裂症/抑郁症在表型上具有一定的相似性，难以通过精神分析量表等主观判别方法对强迫症进行甄别，迫切需要一种可用于强迫症与精神分裂症/抑郁症甄别的客观检测方法。
发明内容
[0005] 本发明要解决目前缺乏能对强迫症与精神分裂症/抑郁症进行客观准确甄别的生物标志物的技术问题，提供一种用于强迫症与精神分裂症/抑郁症甄别的外周血基因标志物，该标志物用于强迫症的甄别诊断，具有很高的敏感性和特异性，而且由于采用临床上最易采集的外周血进行检测，检测过程简便，适于强迫症与精神分裂症/抑郁症甄别诊断。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明通过如下技术方案实现:
[0007] 在本发明的一个方面，提供了一种包含多个多核苷酸或其片段的组合产品，所述多个多核苷酸在强迫症与精神分裂症、抑郁症患者的外周血中差异表达，该多个多核苷酸为强迫症特征基因标志物，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1～SEQ ID NO.10所示。
[0008] 在本发明的另一方面，提供了一种组合物，其包含用于检测在强迫症与精神分裂症、抑郁症患者外周血中基因差异表达的引物和/或探针，所述差异表达的基因序列为SEQ ID NO.1～SEQ ID NO.10所示强迫症特征基因序列。
[0009] 在本发明的另一方面，还提供了上述包含多个多核苷酸或其片段的组合产品的用途，用于制备对强迫症与精神分裂症、抑郁症甄别诊断的产品。
[0010] 优选的，所述对强迫症与精神分裂症、抑郁症甄别诊断的产品包括：用实时定量PCR、RNA测序或基因芯片对强迫症与精神分裂症、抑郁症进行甄别诊断的产品。
[0011] 所述用实时定量PCR对强迫症与精神分裂症、抑郁症进行甄别诊断的产品包含特异扩增SEQ ID NO.1～SEQ ID NO.10所示强迫症特征基因序列的引物。
[0012] 所述用基因芯片对强迫症与精神分裂症、抑郁症进行甄别诊断的产品包含：与SEQ ID NO.1～SEQ ID NO.10所示强迫症特征基因序列杂交的探针。
[0013] 在本发明的另一方面，还提供了一种用于强迫症与精神分裂症、抑郁症甄别的检测试剂盒，所述试剂盒包含特异性针对SEQ ID NO.1～SEQ ID NO.10所示强迫症特征基因序列的引物和/或探针。
[0014] 优选的，所述引物的序列如SEQ ID NO.11～SEQ ID NO.30所示；所述探针的序列如SEQ ID NO.31～SEQ ID NO.40所示。
[0015] 在本发明的另一方面，还提供了一种用于强迫症与精神分裂症、抑郁症甄别的检测芯片，所述芯片包含与SEQ ID NO.1～SEQ ID NO.10所示强迫症特征基因序列杂交的探针。
[0016] 利用本发明的试剂盒或检测芯片，可以检测受检者外周血中SEQ ID NO.1～SEQ ID NO.10所示强迫症特征基因序列的表达情况，然后根据这些基因表达上调或下调的信息判别受检者患强迫症的概率，从而实现强迫症与精神分裂症、抑郁症的甄别诊断。
[0017] 本发明的基因标志物，用于强迫症与精神分裂症、抑郁症的甄别诊断，敏感性高、特异性强，且由于是以临床上最易采集的外周血为检测样本，检测方便，适用于对表型相似的强迫症与精神分裂症、抑郁症的甄别诊断，实现强迫症的对症治疗，为强迫症诊断提供了一种客观检测指标，有利于打破当前强迫症临床诊断过于依赖精神分析量表和医生主观判断的局限性，具有广阔的应用前景。附图说明
[0018] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0019] 图1是本发明实施例2利用筛选出的特征基因对强迫症与精神分裂症、抑郁症样本随机取样进行预测的准确性、灵敏度和特异性分布图；
[0020] 图2是本发明实施例2利用筛选出的特征基因对强迫症诊断的ROC AUC图。
具体实施方式
[0021] 本发明是建立在人类全基因表达谱定量分析基础上，通过定量分析外周血总RNA的基因表达状况，比较强迫症与精神分裂症、抑郁症外周血样本中的基因表达差异，再通过支持向量机(Support Vector Machine)方法筛选出10个在强迫症患者外周血中发生差异表达(基因表达上调或下调)的基因信号，即强迫症特征性基因(生物标志物)的表达信号。然后，采用荧光定量RT-PCR、基因表达谱芯片或RNA测序技术定量检测受检者外周血中该10个强迫症基因标志物的相对表达量，进而判别受检者患强迫症的概率。
[0022] 实施例1强迫症特征基因标志物的筛选
[0023] 强迫症特征基因的筛选包括以下步骤：
[0024] 1)采用Affymetrix Gene Expression Using Affymetrix U133Plus 2.0人类全基因表达谱芯片对20例强迫症确诊病人、20例精神分裂症以及20例抑郁症患者样本组成的外周血基因表达谱，上述60例样本作为训练集(Training set)；
[0025] 2)利用Affymetrix MAS5方法对训练集中每个样本的基因表达谱芯片检测结果进行归一化处理；
[0026] 3)剔除总RNA中表达信号过高和过低的探针集(Probeset)信号，选择在训练集所有60例样本中均有适度表达的探针集信号进行后续分析；
[0027] 4)采用T检验方法挑选强迫症与精神分裂症、抑郁症的差异表达基因，筛选条件为倍数变化FC>1.2倍，显著性水平P<0.05的探针集信号，得到3631组符合要求的探针集；
[0028] 5)对筛选出的探针集进行基因序列比对，挑选出包含2个及2个以上探针集的基因用于后续分析，得到326个候选基因；
[0029] 6)用支持向量机方法(Support Vector Machine)从上述326个候选基因中筛选强迫症特征基因，依据SFFS(Sequential Forward Floating Selection)筛选策略，构建二分类数学模型，采用LOOCV(leave-one-out cross validation)方法对训练集样本进行随机抽样并对抽样生成的样本群进行分类预测，挑选出对强迫症具有最高预测准确性(accuracy)的10个基因作为强迫症候选特征基因，建立强迫症与精神分裂症、抑郁症的甄别诊断模型；
[0030] 7)采用实时荧光定量PCR方法对上述10个强迫症候选特征基因进行检测，结果显示10个强迫症候选特征基因的表达变化趋势与表达谱芯片检测的基因表达趋势一致，该10个作为强迫症特征基因标志物的特征基因序列如下表1所示。
[0031] 表1强迫症特征基因标志物的序列
[0032]序号 强迫症特征基因名称 序列表编号
1 NONO基因 SEQ ID NO.1
2 SDHC基因 SEQ ID NO.2
3 SNX5基因 SEQ ID NO.3
4 HSPA8基因 SEQ ID NO.4
5 USF2基因 SEQ ID NO.5
6 RAB1B基因 SEQ ID NO.6
7 UFL1基因 SEQ ID NO.7
8 MAPK1IP1L基因 SEQ ID NO.8
9 PURB基因 SEQ ID NO.9
10 TESPA1基因 SEQ ID NO.10
1 NONO基因 SEQ ID NO.1
2 SDHC基因 SEQ ID NO.2
3 SNX5基因 SEQ ID NO.3
4 HSPA8基因 SEQ ID NO.4
5 USF2基因 SEQ ID NO.5
6 RAB1B基因 SEQ ID NO.6
7 UFL1基因 SEQ ID NO.7
8 MAPK1IP1L基因 SEQ ID NO.8
9 PURB基因 SEQ ID NO.9
10 TESPA1基因 SEQ ID NO.10
[0033] 实施例2利用筛选出的强迫症特征基因标志物对强迫症与精神分裂症、抑郁症进行甄别诊断
[0034] 1.方法步骤：
[0035] 1)待检测样本外周血样品的收集：使用QIAGEN公司的BD PAXgeneRNA采血管收集病人外周血样品；
[0036] 2)待检测样本外周血样品中总RNA的提取纯化：使用QIAGEN公司的PAXgeneBlood RNA Kit提取纯化外周血中的总RNA，并用Agilent BioAnalyzer 2100型微量电泳分析仪鉴定提取的总RNA片段完整性和产量；
[0037] 3)反转录反应：使用Life Techonolgy公司的High-Capacity cDNA Reverse Transcription kit反转录试剂盒，使用总RNA为模板，以Olig(dT)为逆转录引物，进行逆转录反应合成cDNA；
[0038] 4)荧光定量RT-PCR检测：根据10个强迫症特征基因(SEQ ID NO.1～SEQ ID NO.10)及内参基因GAPDH的相关序列，设计特异性引物SEQ ID NO.11～SEQ ID NO.30(其中，引物SEQ ID NO.11～SEQ ID NO.12用于特异性扩增SEQ ID NO.1基因标志物，引物SEQ ID NO.13～SEQ ID NO.14用于特异性扩增SEQ ID NO.2基因标志物，引物SEQ ID NO.15～SEQ ID NO.16用于特异性扩增SEQ ID NO.3基因标志物，引物SEQ ID NO.17～SEQ ID NO.18用于特异性扩增SEQ ID NO.4基因标志物，引物SEQ ID NO.19～SEQ ID NO.20用于特异性扩增SEQ ID NO.5基因标志物，引物SEQ ID NO.21～SEQ ID NO.22用于特异性扩增SEQ ID NO.6基因标志物，引物SEQ ID NO.23～SEQ ID NO.24用于特异性扩增SEQ ID NO.7基因标志物，引物SEQ ID NO.25～SEQ ID NO.26用于特异性扩增SEQ ID NO.8基因标志物，引物SEQ ID NO.27～SEQ ID NO.28用于特异性扩增SEQ ID NO.9基因标志物，引物SEQ ID NO.29～SEQ ID NO.30用于特异性扩增SEQ ID NO.10基因标志物)，并设计特异性探针SEQ ID NO.31～SEQ ID NO.40(其中SEQ ID NO.31～SEQ ID NO.40分别为SEQ ID NO.1～SEQ ID NO.10特征基因序列的探针序列)，以该SEQ ID NO.11～SEQ ID NO.30为引物，以SEQ ID NO.31～SEQ ID NO.40为探针或者采用可与PCR扩增片段非特异性结合的SYBR Green染料，利用反转录获得的cDNA作为扩增模板，进行实时荧光定量RT-PCR反应，获得该10个基因标志物在外周血样本中的mRNA相对含量；
[0039] 荧光定量PCR扩增引物序列如下：
[0040] NONO基因
[0041] 正向引物：5'GCTCCTGTGCCAGCTGGTA3'(SEQ ID NO.11)
[0042] 反向引物：5'GGGTCAATCCCAAAGTTCCA 3'(SEQ ID NO.12)
[0043] SDHC基因
[0044] 正向引物：5'TGCCCACAGCTTGCCTACTC 3'(SEQ ID NO.13)
[0045] 反向引物：5'AAATCAAAGCCCAATATGGAGAGA 3'(SEQ ID NO.14)
[0046] SNX5基因
[0047] 正向引物：5'GCTCAACATTGAAGCTGCTAAGG 3'(SEQ ID NO.15)
[0048] 反向引物：5'AGAGCTTTGTTTGAGTTCTCATAGTCA 3'(SEQ ID NO.16)[0049] HSPA8基因
[0050] 正向引物：5'GAAACTGCTGGTGGAGTCATGA 3'(SEQ ID NO.17)
[0051] 反向引物：5'TGAAGGTCTGTGTCTGCTTGGT 3'(SEQ ID NO.18)
[0052] USF2基因
[0053] 正向引物：5'ACTAAGCCCCGGCACTTCTAG 3'(SEQ ID NO.19)
[0054] 反向引物：5'TTCCCATCAGCACCCTGTCT 3'(SEQ ID NO.20)
[0055] RAB1B基因
[0056] 正向引物：5'TCCTGCAAGAAAGCAAGTCTTTG 3'(SEQ ID NO.21)
[0057] 反向引物：5'GGTGGGACAGGCAAGAGACA 3'(SEQ ID NO.22)
[0058] UFL1基因
[0059] 正向引物：5'GTGAGTGGTCACAAAAAAGTAGTCACT 3'(SEQ ID NO.23)[0060] 反向引物：5'ACTGTTTTAACTGAATTGTGTGTGTATGA 3'(SEQ ID NO.24)[0061] MAPK1IP1L基因
[0062] 正向引物：5'GACTCCCACCAAGTGCAACAC 3'(SEQ ID NO.25)
[0063] 反向引物：5'GAGGCACGGAGGGATACATTC 3'(SEQ ID NO.26)
[0064] PURB基因
[0065] 正向引物：5'GTGGGCGGGTCAGTTCAG 3'(SEQ ID NO.27)
[0066] 反向引物：5'ATGCCCGGCTAATTTTAGTATTTTT 3'(SEQ ID NO.28)
[0067] TESPA1基因
[0068] 正向引物：5'GAAAACTCTACCCAGTAATCCAATCAC 3'(SEQ ID NO.29)[0069] 反向引物：5'TCATGTCAAACTGTAATCCCCATT 3'(SEQ ID NO.30)
[0070] 荧光定量PCR探针序列如下：
[0071] NONO基因
[0072] 探针序列：5'CCCAGCTCCTCCAGGACCTGCC 3'(SEQ ID NO.31)
[0073] SDHC基因
[0074] 探针序列：5'CGGCCTAGAAGCAG 3'(SEQ ID NO.32)
[0075] SNX5基因
[0076] 探针序列：5'TCTCTTATACAGACGCACCAAAGCCCTCA 3'(SEQ ID NO.33)HSPA8基因[0077] 探针序列：5'TGTCCTCATCAAGCGTAATACCACCATTCC 3'(SEQ ID NO.34)[0078] USF2基因
[0079] 探针序列：5'CACGTCCCGCTGCCTCCTGC 3'(SEQ ID NO.35)
[0080] RAB1B基因
[0081] 探针序列：5'TCTCCCTGAGAAGCCATGTCCCTCGT 3'(SEQ ID NO.36)
[0082] UFL1基因
[0083] 探针序列：5'TACAACTCCCCTCTCCCTGCAAAAACCA 3'(SEQ ID NO.37)[0084] MAPK1IP1L基因
[0085] 探针序列：5'CTCCACTGTGCCTTTTGGACCAGCA 3'(SEQ ID NO.38)
[0086] PURB基因
[0087] 探针序列：5'TCAGCCTGGACAACATGGTGAAACCC 3'(SEQ ID NO.39)
[0088] TESPA1基因
[0089] 探针序列：5'ACCCACCAGGCCCCACCTCC 3'(SEQ ID NO.40)
[0090] 5)待检测样本供体结果的诊断：根据荧光定量RT-PCR中10个强迫症基因标志物在外周血样本中的mRNA相对含量，对受检者是否患强迫症进行判别。
[0091] 2.结果
[0092] 用荧光定量RT-PCR检测了82例强迫症(OCD)、46例精神分裂症(Schiz)、44例抑郁症(Dep)患者外周血中10个强迫症基因标志物相对表达量，利用强迫症甄别诊断模型对上述172例样本(包括训练集(Training set)和测试集样本(Test set))进行分类预测，将预测结果与上述精神疾病的临床诊断检测结果比较，得出本发明10个强迫症基因标志物对强迫症甄别诊断的灵敏度(Sensitivity)、特异性(Specificity)和准确性(Accuracy)，具体检测结果见图1、2和下表2。
[0093] 表2对强迫症(OCD)、精神分裂症(Schiz)、抑郁症(Dep)甄别检测的灵敏度、特异性、准确性和ROC AUC值
[0094]
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