一种骨发育异常疾病的致病基因COL1A2突变及其检测试剂制造技术

本发明专利技术公开了一种成骨发育不全的致病突变及其检测试剂。一种新型突变型COL2A1基因，突变的COL2A1基因为单点突变c.3944G>A(chr12:48368588)，杂合突变即致病，为显性遗传方式，氨基酸变化p.Cys1315Tyr，其位点突变导致关节软骨中Ⅱ型胶原蛋白的结构发生改变，进而导致Ⅱ型胶原蛋白病。一种检测成骨发育不全的试剂盒包括：检测COL2A1基因CDS第3944bp位点的试剂；或检测COL2A1蛋白第1315位氨基酸位点的试剂。本发明专利技术获得成骨发育不全疾病的致病突变(COL2A1基因上c.3944G>A)，通过检测该突变可以进行成骨发育不全疾病的诊断。

【技术实现步骤摘要】
一种骨发育异常疾病的致病基因COL1A2突变及其检测试剂
本专利技术属于生物医学及遗传学领域，涉及一种骨发育异常疾病的致病基因COL1A2突变及其检测试剂。
技术介绍
骨骼发育异常，又称侏儒症，是一群因骨骼或软骨异常而导致身材矮小的疾病总称，此类患者虽然大多数智力正常，但是这类疾病会影响骨骼与软骨组织的正常发育外，有时还会造成骨骼变形，甚至影响身体的其他系统。目前已报告200多种以上的骨骼发育异常疾病，很多先天性骨发育不良是由于遗传基因发生了突变所导致的，一般出现骨骼发育异常的情况是通过x光片以及核磁共振等检查来进行诊断和评估，一般出现在症状后，由于遗传病一旦发生就无法治疗，给社会和家庭带来了沉重的负担，唯一的措施是及早诊断，知情选择，因此寻找和验证遗传性疾病的致病位点，建立骨骼发育异常的基因诊断方法，进行产前基因诊断，避免该类患儿的出生，对减少社会和患者家庭的负担，实现优生优育，提高我国人口素质有着极其重要的意义。十几年前，对于遗传病的诊断，一般先通过查体，进行生化、质谱检查，再进行核磁，CT等辅助检查，最后有针对性的进行基因检测，无法实现产前诊断，同时由于单基因病种类多，临床症状表现多样，因此遗传病的诊断效率不高，很多疾病没有得到明确诊断，甚至出现误诊，这些一直是困扰临床的问题。高通量测序技术(Nextgenerationsequencing,NGS)的出现为上述问题提供了良好的解决方案。NGS速度快、通量高、操作自动化程度高，DNA样本从制备文库、上机测序，到数据分析，最快只需8-9小时，即可以一次检测疾病所有相关基因，大大提高了遗传病的诊断效率，尤其是全外显子测序的出现，大大增加了遗传病的致病突变检出率，该技术可一次性检测人类基因组中约2万多个基因外显子区，其中覆盖率达到95％以上的基因数为18105个，解读包括OMIM数据库中明确致病关系的4000多个基因，超过5000种疾病，并检测68种微缺失微重复综合征。尤其适合孕期超声提示骨骼系统存在问题，但既无家系(新发变异)，胎儿期临床表征的获得有局限性，进行胎儿父母及胎儿trio全外显子测序可以快速、准确、大范围(全部外显子)的寻找致病突变位点。基于NGS的出现，临床上对于单基因遗传病的临床诊断策略发生了极大地变化，针对3种临床检测需求出现了不同的检测方案：(1)对于明确单一疾病，使用Sanger测序法、qPCR法或Panel单一疾病检测，检测平台为一代测序，MLPA或NGS，其优势和局限性在于扩增一个性状或一个疾病的基因，检测点突变和缺失重复，发现新突变，但不能发现新基因；(2)对于具有明确单一临床表型，存在家族史或其他明显遗传因素，对诊断周期、效率要求较高的对象，采用panel疾病组合或全panel检测，检测平台为NGS，其优势和局限性在于检测相关基因组合，检测结果临床意义明确，结果容易解释，周期比较短，性价比高，可以发现新突变，但不能发现新基因；(3)对于临床表征复杂或疾病方向不明的疑难案例，或者panel检测结果阴性，或基于多个疾病家系的临床科研，采用基于NGS的全外显子组测序检测，对整个外显子组捕获测序，发现点突变和缺失重复，可检测75-85％致病突变，发现新基因，但可能发现临床意义不明的突变，难以解释；也可以采用基于NGS的全基因组测序检测，可以检测人类全基因组，对整个基因组测序，发现点突变和缺失重复，结构变异，动态突变，可同时检测线粒体变异，发现新基因，但可能发现临床意义不明的突变，难以解释。COL2A1基因位于12号染色体长臂12q13.11-q13.2位置，该基因长31.538kb,有54个外显子和53个内含子，编码1487个氨基酸。COL2A1基因编码了II型胶原蛋白的前-α1(II)链，II型胶原为支撑身体肌肉，关节，器官和皮肤的结缔组织增加了结构和强度，II型胶原主要存在于软骨中，大多数软骨随后被转化为骨，参与骨膜内成骨及软骨内成骨的调控过程。Ⅱ型胶原蛋白具有同源三聚体结构，由三个折叠成棒状的三股螺旋α多肽组成。胶原区域都由多个Gly-X-Y模式重复排列的氨基酸序列(Gly为甘氨酸,X通常代表脯氨酸，Y通常代表羟脯氨酸)组成。COL2A1基因外显子很多,迄今为止,已有百余个突变被报道，COL2A1基因相关的疾病有Torrance型椎骨体扁平性致死性骨骼发育不良、软骨生成不全2型、先天性脊椎骺发育不全、Kniest发育不良、Strudwick型脊椎干骺端发育不全等(https://mirror.omim.org/entry/120140)，OMIM所示COL2A1基因相关疾病均为常染色体显性遗传，然而COL2A1基因c.3944G>A(p.Cys1315Tyr)突变(基于以上策略，运用NGS技术检测而得)引起成骨不全症(osteogenesisimperfecta,OI)从未被报道及得到证实。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述缺陷，提供一种骨发育异常疾病的致病基因COL1A2突变及其检测试剂。本专利技术的另一目的是提供该致病突变的应用。本专利技术的目的可通过如下技术方案实现：一种用于检测成骨发育不全疾病的突变的COL2A1基因，突变的COL2A1为杂合突变或纯合突变c.3944G>A，野生型COL2A1基因在NCBI数据库中的基因编号为：NM_001844.4，该基因CDS第3944bp处的碱基由G突变为A，其他部分与野生型相同。野生型的COL2A1基因CDS序列如SEQIDNO.1所示。一种突变的COL2A1蛋白，野生型COL2A1蛋白在NCBI数据库中的基因转录本编号为：NP_001835.3，突变的COL2A1蛋白在该野生型蛋白的第1315位氨基酸由半胱氨酸突变为酪氨酸，其他部分与野生型相同。野生型的COL2A1蛋白氨基酸序列如SEQIDNO.2所示,检测本专利技术所述的突变的COL2A1基因或者所述的突变的COL2A1蛋白的试剂在制备成骨发育不全疾病检测试剂或检测设备中的应用。所述的检测试剂优选自引物或引物对、探针、抗体、或核酸芯片、高通量测序、Sanger测序中的一种或多种。所述的引物对优选由SEQIDNO.3和SEQIDNO.4组成。所述的检测设备优选包括含有检测突变的COL2A1基因的基因芯片、高通量测序、Sanger测序的检测平台。一种检测成骨发育不全疾病的试剂盒，所述的试剂盒包括：(1)检测COL2A1基因CDS第3944bp处核苷酸的试剂；或检测COL1A1蛋白第1315位氨基酸位点的试剂；(2)产品使用说明书,其中明确记载COL2A1基因CDS第3944bp处核苷酸由G突变为A,或者COL2A1蛋白第1315位氨基酸位点由C变为Y为成骨发育不全的致病突变。其中，所述的试剂优选自引物或引物对、探针、抗体、或核酸芯片。作为本专利技术的一种优选，所述的试剂为基于深度测序为平台的基因芯片杂交探针。所述的试剂进一步优选检测COL21A1基因CDS第3944bp处核苷酸的的引物对；更进一步优选由5'-TGGACT本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测成骨发育不全疾病的突变的COL2A1基因，其特征在于突变的COL2A1为杂合突变或纯合突变c.3944G>A，野生型COL2A1基因在NCBI数据库中的基因编号为：NM_001844.4，该基因CDS第3944bp处的碱基由G突变为A，其他部分与野生型相同。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于检测成骨发育不全疾病的突变的COL2A1基因，其特征在于突变的COL2A1为杂合突变或纯合突变c.3944G>A，野生型COL2A1基因在NCBI数据库中的基因编号为：NM_001844.4，该基因CDS第3944bp处的碱基由G突变为A，其他部分与野生型相同。


2.一种突变的COL2A1蛋白，其特征在于野生型COL2A1蛋白在NCBI数据库中的编号为：NP_001835.3，突变的COL2A1蛋白在该野生型蛋白的第1315位氨基酸由半胱氨酸突变为酪氨酸，其他部分与野生型相同。


3.检测权利要求1所述的突变的COL2A1基因或者权利要求2所述的突变的COL2A1蛋白的试剂在制备成骨发育不全疾病检测试剂或检测设备中的应用。


4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于所述的检测试剂选自探针、引物、抗体中的一种或多种。


5.根据权利要求3所述的应用，其特征在于所述的检测设备包括含有检测权利要求1所述的突变的COL2A1基因的基因芯片、高通量测序、Sanger测序的检测平台。


6.一种检测成骨发育不全疾病的试剂盒，其特征在于所述的试剂盒包括：
(1)检测COL2A1基因CDS第3944bp处核苷酸的试剂；或检测COL2A1蛋白第1315位氨基酸位点的试剂；
(2)产品使用说明书,其中明确记载COL2A1基因CDS第3944bp处核苷酸由G突变为A,或者COL2A1蛋白第1315位氨基酸位点由C变为Y为成骨发育不全的致病突变。


7.根据权利要求6所述的试剂盒，其特征在于所述的试剂选自引物或引物对、探针、抗体、或核酸芯片中的一种或多种；优选深度测序为平台的基因芯片杂交探针。


8.根据权利要求7所述的试剂盒，其特征在于所述的试剂为检测COL2A1基因CDS第3944bp处核苷酸的引物对；优选由SEQIDNO.3和SEQIDNO.4组成的引物对。


9.根据权利要求7所述的试剂盒，其特征在于检测COL2A1基因CDS第3944bp处核苷酸的基因芯片杂交探针序列如SEQIDNO.5所示。


10.一种以深度测序为平台筛查OI患者中COL2A1基因新突变的方法，其特征在于包含以下步骤：
(1)对于胎儿超声显示骨骼发育异常，或有OI遗传病史的家系，收集临床资料及血...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄欢，
申请(专利权)人：黄欢，
类型：发明
国别省市：江苏;32