测定外周血crx基因诊断年龄相关性黄斑变性的方法
阅读说明：本技术 测定外周血crx基因诊断年龄相关性黄斑变性的方法 (Method for diagnosing age-related macular degeneration by measuring peripheral blood CRX gene ) 是由 于复东 许迅 刘堃 沈胤忱 郑颖 陈翀 熊淑毓 成璐 于 2019-01-31 设计创作，主要内容包括：本发明提供了测定外周血CRX基因诊断年龄相关性黄斑变性的方法。具体地,本发明提供了一种CRX基因或其位点、和/或其检测试剂的用途,用于制备一试剂或试剂盒,所述试剂或试剂盒用于评估待测对象对年龄相关性黄斑变性的患病风险或诊断年龄相关性黄斑变性。本发明通过检测血液或血清中CRX基因的表达和/或甲基化来诊断年龄相关性黄斑变性,操作可行性高、取样方便、准确性高。(The present invention provides a method for diagnosing age-related macular degeneration by measuring peripheral blood CRX gene. Specifically, the invention provides a CRX gene or a site thereof, and/or a detection reagent thereof, and is used for preparing a reagent or a kit for evaluating the risk of the subject to be detected for the age-related macular degeneration or diagnosing the age-related macular degeneration. The invention diagnoses age-related macular degeneration by detecting the expression and/or methylation of CRX gene in blood or serum, and has high operation feasibility, convenient sampling and high accuracy.)
技术领域
本发明属于生物医药领域，具体地，本发明涉及测定外周血CRX基因诊断年龄相关性黄斑变性的方法。
背景技术
年龄相关性黄斑变性(AMD)是导致55岁以上患者致盲的主要原因；到2040年，其将影响约17亿人口，其中11亿为亚洲人口；年龄相关性黄斑变性产生的异常新生血管可引起黄斑下液体及脂质渗漏、纤维疤痕产生，最终导致严重的视力损害。AMD的发病与基因遗传、环境等多种因素有关。CRX基因是一种与视网膜光感受器分化有关的重要转录因子，对于维持正常的视锥视杆细胞功能有着重要作用。CRX基因突变会引起视网膜光感受器细胞凋亡、Leber病等眼底疾病。
目前，对于AMD的诊断多依赖于影像学检查，例如：光学相干断层扫描(OCT)、血流OCT(OCTA)、眼底血管荧光造影(FFA)、吲哚菁绿血管造影(ICGA)等。OCT及OCTA均为非侵入性检查，能快速有效地提供眼底视网膜、脉络膜甚至巩膜的高晰影像；FA及ICGA检查时需于患者静脉内注射荧光素钠或吲哚菁绿造影剂，常用于检测患者眼底视网膜及脉络膜的血流循环。但由于影像学所检查发现的AMD往往视功能已受到损害，出现典型的眼底病理改变，患者的治疗效果有限。因此，目前迫切需要寻找其他针对AMD的诊断手段，早期发现AMD的高危人群予以及时预防、干预。
因此，本领域迫切需要开发一种准确、早期诊断AMD的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种准确、早期诊断AMD的方法。
本发明的另一目的是提供一种测定外周血CRX基因甲基化诊断年龄相关性黄斑变性的方法。
本发明的另一目的是提供含所述血清学测定方法的识别及鉴定。
本发明的第一方面，提供了一种CRX基因或其位点、和/或其检测试剂的用途，用于制备一试剂或试剂盒，所述试剂或试剂盒用于评估待测对象对年龄相关性黄斑变性的患病风险或诊断年龄相关性黄斑变性。
在另一优选例中，所述的检测试剂包括引物、探针、和/或芯片，较佳地，特异性扩增CRX mRNA或CRX cDNA的引物或引物对、探针和/或芯片(如核酸芯片)。
在另一优选例中，所述检测试剂包括检测CRX基因的表达水平(表达量)的检测试剂。
在另一优选例中，所述检测试剂包括检测CRX基因的表达量的检测试剂。
在另一优选例中，所述检测试剂包括检测CRX基因或其相关位点的甲基化的检测试剂。
在另一优选例中，所述检测甲基化的检测试剂包括检测甲基化状态和/或甲基化水平的检测试剂。
在另一优选例中，所述检测试剂包括检测CRX基因或其相关位点的甲基化状态和/或甲基化水平的检测试剂。
在另一优选例中，所述检测试剂包括检测CRX基因的启动子(区域)甲基化的检测试剂。
在另一优选例中，所述检测试剂包括检测选自下组的一个或多个CRX基因相关位点的甲基化的检测试剂：TSS200、TSS1500、1stExon及5’UTR、或其组合。
在另一优选例中，所述检测试剂包括检测选自下组的一个或多个CRX基因相关位点的甲基化的检测试剂：chr19：(48325089-48325212)、chr19：(48324309-48324432)、chr19：(48325153-48325276)、或其组合。
在另一优选例中，所述检测试剂包括检测选自下组的一个或多个CRX基因相关位点的检测试剂：3’UTR、5’UTR、Body、或其组合。
在另一优选例中，所述检测试剂是针对离体样本的检测试剂。
在另一优选例中，所述的离体样本包括：血液样本、血清样本、组织样本、体液样本或其组合。较佳地，所述离体样本为血液样本或血清样本。
在另一优选例中，所述检测试剂包括检测血清样本或血液样本中的CRX基因(如表达水平或其位点的甲基化)的试剂。
在另一优选例中，所述试剂盒为血清检测试剂盒或血液检测试剂盒。
在另一优选例中，所述试剂盒是针对血清或血液样本进行检测的。
在另一优选例中，所述CRX基因来源于血清样本或血液样本。
在另一优选例中，所述的试剂盒含有一种或多种选自下组的试剂：
(A)用于扩增CRX基因的特异性引物；
(B)用于扩增CRX基因的酶，缓冲液；
(C)用于PCR扩增的芯片；
(D)用于基因测序的引物。
在另一优选例中，所述试剂盒还包括标签或说明书，所述标签或说明书注明所述试剂盒用于评估待测对象对年龄相关性黄斑变性的患病风险或诊断年龄相关性黄斑变性。
在另一优选例中，所述试剂盒还包括标签或说明书，所述标签或说明书中记载了检测方法，所述检测方法包括步骤：
(1)提供一来源于待测对象的测试样本，所述的测试样本选自下组：血液样本、血清样本、或其组合；
(2)检测所述测试样本中CRX基因的表达水平、和/或CRX基因相关位点的甲基化(如甲基化状态和/或甲基化水平)；以及任选的
(3)将测试样本中的检测结果与对照参比值进行比较。
在另一优选例中，所述CRX基因相关位点选自下组：TSS200(chr19：(48325089-48325212))、TSS1500(chr19：(48324309-48324432))、1stExon及5’UTR(chr19：(48325153-48325276))、或其组合。
在另一优选例中，所述的标签或说明书中还注明以下内容：
如果所述测试样本中CRX基因的表达水平C1显著低于对照参比值C0，则表明所述待测对象对年龄相关性黄斑变性的患病风险高于普通人群。
在另一优选例中，所述的对照参比值C0为正常人群(健康人群)中相同样本中的CRX基因的表达水平。
在另一优选例中，所述的标签或说明书中还注明以下内容：
如果所述测试样本中CRX基因相关位点存在甲基化，或CRX基因相关位点甲基化水平Z1显著高于对照参比值Z0，则表明所述待测对象对年龄相关性黄斑变性的患病风险高于普通人群。
在另一优选例中，所述的对照参比值Z0为正常人群(健康人群)中相同样本中的CRX基因相关位点甲基化水平。
在另一优选例中，所述“显著高于”指Z1/Z0的比值(beta值)≥0.5，较佳地≥0.2，更佳地≥0.05。
在另一优选例中，所述评估待测对象对年龄相关性黄斑变性的患病风险包括：
(a)待测对象是否患年龄相关性黄斑变性；和/或
(b)患年龄相关性黄斑变性的概率(几率)。
在另一优选例中，所述的评估待测对象对年龄相关性黄斑变性的患病风险包括年龄相关性黄斑变性的早期筛查。
在另一优选例中，所述年龄相关性黄斑变性(AMD)包括早期年龄相关性黄斑变性(preAMD)、干性年龄相关性黄斑变性(dryAMD)和湿性年龄相关性黄斑变性(wetAMD)。
在另一优选例中，所述诊断包括早期诊断。
在另一优选例中，所述诊断为辅助性诊断。
在另一优选例中，所述诊断为血清学诊断。
在另一优选例中，所述待测对象包括人或非人哺乳动物(如家畜、家禽、实验动物等)。
本发明的第二方面，提供了一种试剂盒，所述试剂盒包括检测试剂，所述检测试剂包括检测CRX基因的表达水平、和/或CRX基因相关位点的甲基化的检测试剂。
在另一优选例中，所述试剂盒为血清检测试剂盒或血液检测试剂盒。
在另一优选例中，所述试剂盒是针对血清或血液样本进行检测的。
在另一优选例中，所述CRX基因来源于血清样本或血液样本。
在另一优选例中，所述检测试剂包括检测血清样本或血液样本中的CRX基因(如表达水平或其位点的甲基化)的试剂。
在另一优选例中，所述检测试剂包括检测CRX基因的启动子(区域)甲基化的检测试剂。
在另一优选例中，所述检测试剂包括检测选自下组的一个或多个CRX基因相关位点的甲基化的检测试剂：TSS200、TSS1500、1stExon及5’UTR、或其组合。
在另一优选例中，所述检测试剂包括检测选自下组的一个或多个CRX基因相关位点的甲基化的检测试剂：chr19：(48325089-48325212)、chr19：(48324309-48324432)、chr19：(48325153-48325276)、或其组合。
在另一优选例中，所述试剂盒用于评估待测对象对年龄相关性黄斑变性的患病风险或诊断年龄相关性黄斑变性。
在另一优选例中，所述试剂盒还包括标签或说明书，所述标签或说明书注明所述试剂盒用于评估待测对象对年龄相关性黄斑变性的患病风险或诊断年龄相关性黄斑变性。
在另一优选例中，所述试剂盒还包括标签或说明书，所述标签或说明书中记载了检测方法，所述检测方法包括步骤：
(1)提供一来源于待测对象的测试样本，所述的测试样本选自下组：血液样本、血清样本、或其组合；
(2)检测所述测试样本中CRX基因的表达水平、和/或CRX基因相关位点的甲基化(如甲基化状态和/或甲基化水平)；以及任选的
(3)将测试样本中的检测结果与对照参比值进行比较。
在另一优选例中，所述CRX基因相关位点选自下组：TSS200(chr19：(48325089-48325212))、TSS1500(chr19：(48324309-48324432))、1stExon及5’UTR(chr19：(48325153-48325276))、或其组合。
在另一优选例中，所述评估待测对象对年龄相关性黄斑变性的患病风险包括：
(a)待测对象是否患年龄相关性黄斑变性；和/或
(b)患年龄相关性黄斑变性的概率(几率)。
在另一优选例中，所述的评估待测对象对年龄相关性黄斑变性的患病风险包括年龄相关性黄斑变性的早期筛查。
在另一优选例中，所述年龄相关性黄斑变性(AMD)包括早期年龄相关性黄斑变性(preAMD)、干性年龄相关性黄斑变性(dryAMD)和湿性年龄相关性黄斑变性(wetAMD)。
本发明的第三方面，提供了一种评估待测对象对年龄相关性黄斑变性的患病风险或诊断年龄相关性黄斑变性的方法，所述方法包括步骤：
(1)提供一来源于待测对象的测试样本，所述的测试样本选自下组：血液样本、血清样本、或其组合；
(2)检测所述测试样本中CRX基因的表达水平、和/或CRX基因相关位点的甲基化(如甲基化状态和/或甲基化水平)；以及任选的
(3)将测试样本中的检测结果与对照参比值进行比较。
在另一优选例中，所述CRX基因相关位点选自下组：TSS200、TSS1500、1stExon及5’UTR、或其组合。
在另一优选例中，所述CRX基因相关位点选自下组：TSS200(chr19：(48325089-48325212))、TSS1500(chr19：(48324309-48324432))、1stExon及5’UTR(chr19：(48325153-48325276))、或其组合。
在另一优选例中，所述CRX基因相关位点选自下组：3’UTR、5’UTR、Body、或其组合。
在另一优选例中，如果所述测试样本中CRX基因的表达水平C1显著低于对照参比值C0，则表明所述待测对象对年龄相关性黄斑变性的患病风险高于普通人群。
在另一优选例中，如果所述测试样本中CRX基因相关位点存在甲基化，或CRX基因相关位点甲基化水平Z1显著高于对照参比值Z0，则表明所述待测对象对年龄相关性黄斑变性的患病风险高于普通人群。
在另一优选例中，所述“显著高于”指Z1/Z0的比值(beta值)≥0.5，较佳地≥0.2，更佳地≥0.05。
在另一优选例中，所述评估待测对象对年龄相关性黄斑变性的患病风险包括：
(a)待测对象是否患年龄相关性黄斑变性；和/或
(b)患年龄相关性黄斑变性的概率(几率)。
在另一优选例中，所述的评估待测对象对年龄相关性黄斑变性的患病风险包括年龄相关性黄斑变性的早期筛查。
在另一优选例中，所述年龄相关性黄斑变性(AMD)包括早期年龄相关性黄斑变性(preAMD)、干性年龄相关性黄斑变性(dryAMD)和湿性年龄相关性黄斑变性(wetAMD)。
在另一优选例中，所述诊断包括早期诊断。
在另一优选例中，所述诊断为辅助性诊断。
在另一优选例中，所述诊断为血清学诊断。
在另一优选例中，所述方法为非诊断和非治疗性的。
在另一优选例中，所述待测对象包括人和非人哺乳动物。
在另一优选例中，所述检测为体外检测。
本发明的第四方面，提供了一种筛选治疗年龄相关性黄斑变性的候选化合物的方法，包括步骤：
(1)在测试组中，向来源于待测对象的样本施用测试化合物，检测测试组中来源于所述待测对象的样本中CRX基因的表达水平V1、和/或CRX基因相关位点的甲基化(状态和/或水平)M1；在对照组中，向来源于待测对象的样本施用空白对照(包括溶媒)，检测对照组中来源于待测对象的样本中CRX基因的表达水平V2、和/或CRX基因相关位点的甲基化(状态和/或水平)M2；
(2)将上一步骤检测得到的水平V1和水平V2进行比较，和/或将上一步骤检测得到的M1和M2进行比较，从而确定所述测试化合物是否是降低年龄相关性黄斑变性患病风险的候选化合物。
在另一优选例中，所述候选化合物为降低年龄相关性黄斑变性患病风险的候选化合物。
在另一优选例中，所述样本为离体样本。
在另一优选例中，所述的离体样本包括：血液样本、血清样本、组织样本、体液样本或其组合。较佳地，所述离体样本为血液样本或血清样本。
应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
附图说明
下列附图用于说明本发明的具体实施方案，而不用于限定由权利要求书所界定的本发明范围。
图1显示了实施例1组织样本中的CRX的基因表达。
图2显示了实施例1组织样本中的CRX基因表达组间可信区间。
图3显示了实施例1组织样本中的CRX基因表达组间统计结果。
图4显示了实施例2血液样本中的CRX甲基化结果图。
具体实施方式
本发明人经过广泛而深入的研究，首次意外地发现外周血CRX基因表达和/或高甲基化与年龄相关性黄斑变性的关系。本发明人从Iowa的AMD患者组织的基因表达数据集中得到83个样本的配对(Cy5/Cy3)表达数据，进行差异表达基因的分析，发现CRX基因在AMD患者组与正常组中差异下调表达，在wet-AMD组与正常组中差异下调表达，且在pre-AMD、dry-AMD、wet-AMD各组间呈逐渐下调趋势。把来自AMD患者视网膜或黄斑区视网膜色素上皮-脉络膜组织中的基因表达对应到血液样本的基因表达特征，在John Hopkins University的血液组织样本中的甲基化数据集进行验证，发现CRX基因的promoter区域呈现高甲基化状态，其中TSS200、TSS1500、1stExon及5’UTR、3’UTR、5’UTR等位点存在差异高甲基化。在此基础上完成了本发明。
本发明意外地发现了可在血清中易于检测AMD的关键基因CRX，为AMD提供一种新的诊断、分型手段，亦为进一步阐明该类疾病的发生发展机制打下基础。
术语说明
除非另外定义，否则本文中所用的全部技术与科学术语均具有如本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
如本文所用，在提到具体列举的数值中使用时，术语“约”意指该值可以从列举的值变动不多于1％。例如，如本文所用，表述“约100”包括99和101和之间的全部值(例如，99.1、99.2、99.3、99.4等)。
如本文所用，术语“含有”或“包括(包含)”可以是开放式、半封闭式和封闭式的。换言之，所述术语也包括“基本上由…构成”、或“由…构成”。
如本文所用，术语“参比值”、“对照参比值”或“参照值”是指当与分析结果相比时与特定结果统计学相关的值。在优选的实施方案中，参比值是根据对比较正常人群(健康人群)或正常样本(来自健康人群的样本)中CRX基因的表达水平(表达量)和/或CRX基因相关位点的甲基化(状态和/或水平)与已知的临床结果的研究进行的统计学分析来确定的。在本文的实施例部分中显示了一些这样的研究。但是，来自文献的研究和本文公开的方法的用户经验也可用于生产或调整参比值。参比值也可以通过考虑与患者的医疗史、遗传学、年龄和其它因素特别相关的情况和结果来确定。
在本发明的一个实施方式中，参照值是指健康对照的参考值或正常值。本领域的技术人员清楚，在样品数量足够多情况下，CRX基因的表达水平(表达量)和/或CRX基因相关位点的甲基化(状态和/或水平)的正常值(绝对值)的范围可以通过检验和计算方法得到。因此，当利用除PCR以外的其他方法来检测CRX基因的表达水平(表达量)和/或CRX基因相关位点的甲基化时，这些表达水平和/或CRX基因相关位点的甲基化水平的绝对值，可以直接与正常值比较，从而评价AMD的风险，以及诊断或早期诊断AMD。在本发明中，还可以使用统计方法。
本文中使用的术语“样品”或“样本”是指与受试者特异地相关联的材料，从其中可以确定、计算或推断出与受试者有关的特定信息。样本可以全部或部分由来自受试者的生物材料构成。样本也可以是以某种方式与受试者接触过的材料，这种接触方式使得对样本进行的测试可以提供与受试者有关的信息。样本也可以是已经与其它材料接触过的材料，这种其它材料不是受试者的，但是能够使第一材料随后被测试以确定与受试者有关的信息，例如样本可以是探针或解剖刀的清洗液。样本可以为接触受试者之外的生物材料源，只要本技术领域的专业人员仍然能够从样本确定与受试者有关的信息就行。
如本文所用，术语“个体”指动物，特别是哺乳动物，如灵长类动物，最好是人。
如本文所用，术语如“一”、“一个”和“这”不仅指单数的个体，而是包括可以用来说明特定实施方式的通常的一类。
如本文所用，术语“表达”包括mRNA从基因或基因部分的产生，并且包括由RNA或基因或基因部分所编码的蛋白质的产生，还包括与表达相关的检测物质的出现。例如，cDNA，结合配体(如抗体)与基因或其它寡核苷酸、蛋白质或蛋白质片段的结合以及结合配体的显色部分都包括在术语“表达”的范围内。因此，在免疫印迹如western印迹上半点密度的增加也处于以生物学分子为基础的术语“表达”的范围内。
需要说明的是，在此提供术语的解释仅为了使本领域技术人员更好地理解本发明，并非对本发明限制。
年龄相关性黄斑变性(AMD)
年龄相关性黄斑变性(AMD)是导致55岁以上患者致盲的主要原因；到2040年，其将影响约17亿人口，其中11亿为亚洲人口；年龄相关性黄斑变性产生的异常新生血管可引起黄斑下液体及脂质渗漏、纤维疤痕产生，最终导致严重的视力损害。AMD的发病与基因遗传、环境等多种因素有关。CRX基因是一种与视网膜光感受器分化有关的重要转录因子，对于维持正常的视锥视杆细胞功能有着重要作用。CRX基因突变会引起视网膜光感受器细胞凋亡、Leber病等眼底疾病。CRX基因位于chr19的19q13.33，TSS200(48325089-48325212)，TSS1500(48324309-48324432),1rtExon及5’UTR(48325153-48325276)。
本发明的技术方案，具有如下有益效果：
(a)本发明首次发现了一种测定外周血CRX基因表达和/或高甲基化诊断年龄相关性黄斑变性的方法。以CRX基因作为标志物进行AMD的筛查(包括早期筛查)和诊断，具有高灵敏性、高特异性、高准确性的优点，具有重要的应用价值。
(b)本发明通过检测血液或血清中CRX基因的表达和/或甲基化来诊断年龄相关性黄斑变性，操作可行性高、取样方便。
(c)本发明的方法和试剂盒可以有效地诊断(或辅助性诊断)早期AMD、干性AMD和湿性AMD，以及时预防、干预治疗。
下面结合具体实施，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列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 Harbor LaboratoryPress,1989)中所述的条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数按重量计算。
实施例1 CRX基因表达分析
从Iowa的AMD患者组织的基因表达数据集中，通过去冗余样本筛选，共得到83个样本(其中正常组42、pre-AMD组16、dry-AMD组16、wet-AMD组9)的配对(Cy5/Cy3)表达数据，并进行差异表达基因的分析(t检验)。
结果见图1-3，图1显示了本研究组织样本中的CRX的基因表达；图2显示了本研究组织样本中的CRX基因表达组间可信区间；图3显示了本研究组织样本中的CRX基因表达组间统计结果，CRX基因在AMD患者组与正常组中差异下调表达(P.值＝0.029，fold Change值＝-1.177)，在wet-AMD组与正常组中差异下调表达(P.值＝0.031，fold Change值＝-1.5129)，且在pre-AMD、dry-AMD、wet-AMD各组间呈逐渐下调趋势。
实施例2甲基化分析结果
把来自AMD患者视网膜或黄斑区视网膜色素上皮-脉络膜组织中的基因表达对应到血液样本的基因表达特征，在John Hopkins University的血液组织样本中的甲基化数据集进行验证。在John Hopkins University的甲基化表达数据集中(AMD组与正常对照组各9个)，通过去冗余及数据预处理过程，利用eBayes模型进行统计分析。
结果见图4。图4显示了本研究血液样本中的CRX甲基化结果图，CRX基因的promoter区域呈现高甲基化状态，其中TSS200、TSS1500、1stExon及5’UTR、3’UTR、5’UTR等位点存在差异高甲基化，分别为TSS200(P.值＝0.0173,fold Change值＝0.027)、TSS1500(P.值＝0.0324,fold Change值＝0.0603)、1stExon及5’UTR(P.值＝0.0142,fold Change值＝0.076)、3’UTR(P.值＝0.0304,fold Change值＝0.0813)、5’UTR(P.值＝0.0163,foldChange值＝0.0971)。
实施例3试剂盒的制备和验证
本实施例提供了一种检测CRX基因表达的试剂盒。本试剂盒可对CRX基因表达水平进行检测：
试剂盒主要试剂：
(1)扩增引物：上游引物(F)和下游引物(R)；
(2)PCR主要试剂：Pfu高保真酶，10×PCR Buffer，dNTPMixtur，ddH2O；
(3)基因表达水平检测主要试剂；和/或
(4)甲基化检测主要试剂。
本发明还在一群体样本中进行了检测和验证。结果表明，CRX基因的表达水平和/或甲基化可提供年龄相关性黄斑变性的有用的辅助诊断信息，尤其用于早期和/或辅助诊断。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。