本发明专利技术提供了一种用于诊断和筛查高度近视人群的基因芯片，其中，所述基因芯片包括特异性针对表1所示的基因的基因探针。通过设计针对高度近视人群的已知致病基因和突变的探针来对该类疾病的分子基因进行识别和筛查，并且通过目的区域的靶向测序来对已知的致病基因进行检测，具有针对性强、正确性高、测序深度深、费用较低、以及功能位点的信息较全的优点。相对于全基因组测序，大大节约了所需要的测序数据量。此外，实现了一次性检测疾病相关致病基因的大多数突变，平衡了性价比，为疾病的治疗和干预提供保障。此外，本发明专利技术还提供了一种包括所述基因芯片的用于诊断和筛查高度近视人群的试剂盒，以及一种筛查受试者基因突变的方法。
【技术实现步骤摘要】
一种基因芯片、包括其的试剂盒及其应用
本专利技术涉及遗传病检测领域，具体地，涉及一种用于诊断和筛查高度近视人群的基因芯片，包括所述基因芯片的试剂盒，以及利用所述基因芯片筛查受试者基因突变的方法。
技术介绍
高度近视(highmyopia，HM)通常是指屈光度超过－6.00D或眼轴长度≥26mm的屈光不正。HM在全球特别是亚洲人群中的患病率较高，是致盲的主要因素之一，在我国近视的发病率逐年增高，由高度近视导致的盲目也逐年增加，已成为影响眼部健康的首位眼病。高度近视常伴有后巩膜葡萄肿、近视性黄斑病变(如眼底萎缩、脉络膜新生血管、近视性黄斑劈裂等)、视网膜周边部变性等一系列眼底改变，同时也可合并其他的眼部症状如白内障、青光眼、视网膜脱离等。高度近视的病因较为复杂，其中遗传因素和环境因素起到了至关重要的作用。目前认为高度近视是单基因和/或多基因遗传病，其遗传方式可分为常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传和性连锁隐性遗传等。由于高度近视有较强的临床和遗传异质性，基因型与表型之间的关系多变、复杂，相同的致病基因可以引起不同的临床表现，而同一表型也可由不同的突变所引起，同时又存在外显不完全、多基因、单个基因效应微弱以及受到环境因子交互作用的影响等特点，为寻找致病基因带来了极大的限制。因此迫切需要更加精准、高效、低成本的辅助方法来提高高度近视基因诊断的准确性。高度近视的传统遗传学分析方法有连锁分析、关联研究等，但由于近视发病机制的复杂性和局限性，难以开展大规模的高效精确检测。随着分子生物学的迅速发展，二代测序技术(NGS)已成为遗传病致病基因筛查检测的重要工具广并且泛应用到高度近视的基因诊断和研究中。二代测序技术主要分为三种：全基因组测序(WGS)、全基因组外显子测序(WES)和目的区域测序。全基因组测序能够检测整个基因组的基因突变、CNV和结构变异，几乎涵盖了整个人类基因组(98％)，但它也有局限性，如成本高、对DNA质量的要求较高、测序深度相对较低、海量数据的生物信息学分析等等。目的区域测序是对已知的致病基因进行检测，具有针对性强，样品量大，费用较低并且功能位点信息较全的优点。对于高度近视的基因诊断和筛查而言，高深度、高准确性以及低成本尤为重要。而全基因组测序由于产生大量的测序数据，测序成本较高而且测序深度相对较低，无法实现对重要功能基因筛查的全覆盖、零遗漏和高准确度，在高度近视致病基因的筛查诊断中存在极大的限制。因此，开发一款准确性高、成本低廉的针对高度近视的已知致病基因和突变的测序产品对高度近视的致病基因的探索和筛查尤为重要。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术设计了一种针对高度近视的已知致病基因和突变的基因探针，并由此提供了一种包括所述基因探针的基因芯片，包括该基因芯片的试剂盒，以及利用所述基因芯片筛查受试者基因突变的方法。根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种用于诊断和筛查高度近视人群的基因芯片，其中，所述基因芯片包括特异性针对表1所示的基因的基因探针。根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供了一种用于诊断和筛查高度近视人群的试剂盒，其特征在于，所述试剂盒包括本专利技术的第一方面所述的基因芯片。根据本专利技术的第三方面，本专利技术提供了一种筛查受试者基因突变的方法，所述方法包括：1)提取所述受试者的基因组DNA，将其打断至200-300bp的范围；2)对上述打碎的基因组DNA进行DNA小片段文库的制备；3)将DNA小片段文库与本专利技术的第一方面所述的基因芯片或本专利技术的第二方面所述的试剂盒进行杂交，进行基因的捕获；4)采用PCR，以SEQIDNO.54和SEQIDNO.55为引物，对步骤3)中捕获的产物进行扩增，得到扩增产物；5)对步骤4)获得的扩增产物进行上机测序，得到基因的测序数据；以及6)将步骤5)的测序数据与人类参考基因组进行比对，从而得到与参考基因组不同的单核苷酸多态性、插入或缺失，即所检测到的基因突变。本专利技术通过设计针对高度近视的已知致病基因和突变的探针来对该类疾病的分子基因进行诊断和筛查，并且通过目的区域的靶向测序来对已知的致病基因进行检测，具有针对性强、正确性高、测序深度深、费用较低、以及功能位点的信息较全的优点。相对于全基因组测序，大大节约了所需要的测序数据量。此外，实现了一次性检测疾病相关致病基因的大多数突变，平衡了性价比，为疾病的治疗和干预提供保障。具体实施方式下面将结合本专利技术的实施方案，对本专利技术进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施方案仅仅是本专利技术的一部分实施方案，而不是全部的实施方案。基于本专利技术中的实施方案，本领域普通技术人员可以获得的所有其他实施方案，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术中，人类参考基因组是HG19。在本专利技术中，采用本领域的通用表示法来表示突变。例如，突变(c.1834G>A，p.Gly612Arg)中，“c”表示cDNA，“1834G>A”表示第1834位由核苷酸G突变为A，“p”表示蛋白质，“Gly612Arg”表示蛋白质序列第612个氨基酸由甘氨酸Gly突变为精氨酸Arg，DNA水平的突变(c.1834G>A)对应蛋白质水平的突变(p.Gly612Arg)在本专利技术中，如本领域技术人员所理解的，“基因序列”或“序列”实际包括互补双链的任意一条，或两条。为了方便，在本说明书和权利要求书中，虽然多数情况下只给出了一条链，但实际上也公开了与之互补的另一条链。例如提及一条基因探针的序列，实际上包括该序列以及其互补序列。例如，提及SEQIDNO:1，实际包括其互补序列。本领域技术人员还可以理解，利用一条链可以检测另一条链，反之亦然。在本专利技术中，基因序列包括DNA形式或RNA形式，公开其中一种，意味着另一种也被公开。例如提及一条基因探针的序列，实际也包括相应的RNA序列。基因芯片是近几年在高科技领域出现的重大科技进展之一，本专利中所描述的基因芯片指的是液相探针芯片，其主要原理是将能与样本中大量基因区域杂交的探针以溶液的形式放置于试管中，与实际样本进行杂交反应，将杂交后的产物通过高通量测序分析可以获得所有待检基因的信息。该技术具有高通量、快速、准确等优点，为高度近视的遗传学诊断提供一条新的解决途径，对患儿的临床治疗、预后评估具有重要作用。因此，要利用基因芯片对高度近视进行诊断和筛查，其中的基因探针发挥着至关重要的作用，而设计基因探针的关键在于准确地掌握导致该疾病的致病基因。专利技术人近几年在临床研究中积累了近1200例高度近视的病例的外显子组序列的测序数据，原始测序片段(reads)由IlluminabasecallingSoftware1.7进行处理，经过过滤去污染、使用SOAPaligner2.20(LiR,LiY,KristiansenK,etal,SOAP:shortoligonucleotidealignmentprogram.Bioinformatics2008,24(5):713-714；LiR,YuC,LiY,etal,SOAP2:本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于诊断和筛查高度近视人群的基因芯片，其中，所述基因芯片包括特异性针对表1所示的基因的基因探针。/n
【技术特征摘要】
1.一种用于诊断和筛查高度近视人群的基因芯片，其中，所述基因芯片包括特异性针对表1所示的基因的基因探针。
2.根据权利要求1所述的基因芯片，其中，所述基因芯片包括针对如下基因的基因探针：LRP2、COL9A1、GNB3、FGFR3、CNGB3、CACNA1F、FBN1、LTBP2、ADAMTSL4、NYX、ADAMTS10、ZNF644、SLITRK6、IRX5、COL2A1、GNAT2、TGFB2、LEPREL1、SLC39A5。
3.根据权利要求1所述的基因芯片，其中，所述基因芯片包括针对如下基因的基因探针：LRP2、GNB3、FGFR3、CNGB3、FBN1、ADAMTSL4、ZNF469、ADAMTS10、TRPM1、ZNF644。
4.根据权利要求3所述的基因芯片，其中，LRP2的突变位点为：c.13803G>A、c.13699C>G；GNB3的突变位点为c.1017G>A、c.170_172del；FGFR3的突变位点为：c.518G>A、c.746C>G；CNGB3的突变位点为c.2308G>T、c.2248C>T；FBN1的突变位点为c.8591T>C、c.8579A>G；ADAMTSL4的突变位点为c.88G>A、c.514C>T、c.584C>T；ZNF469的突变位点为c.77G>C、c.720G>A；ADAMTS10的突变位点为c.2125G>A、c.1994G>A；TRPM1的突变位点为c.4772A>T、c.4715A>G、c.4678G>A；ZNF644的突变位点为c.1759A>G、c.2014A>G。
5.根据权利要求3所述的基因芯片，其中，所述基因芯片包括选自如下各组的1-3个探针：SEQIDNO.1-SEQIDNO.2；SEQIDNO.3-SEQIDNO.5；SEQIDNO.6-SEQIDNO.7；SEQIDNO.8-SEQIDNO.10；SEQIDNO.11-SEQIDNO.12；SEQIDNO.13-SEQIDNO.14；SEQIDNO.15-SEQIDNO.16；SEQIDNO.17-SEQIDNO.18；SEQIDNO.19-SEQIDNO.20；SEQIDNO.21；SEQIDNO.22-SEQIDNO.23；SEQIDN...
【专利技术属性】
技术研发人员：雷博，郝冰涛，李亚，张璐佳，
申请(专利权)人：雷博，
类型：发明
国别省市：河南;41
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