一种肥厚型心肌病及相关基因的检测方法、装置和存储介质制造方法及图纸

本申请公开了一种肥厚型心肌病及相关基因的检测方法、装置以及存储介质，包括：靶标序列获取步骤，包括采用PCR扩增，从待测样本的基因组序列中获取四个靶标基因序列；测序步骤，包括对获取的四靶标基因序列进行高通量测序；reo‑hit解读步骤，包括根据高通量测序结果，获得变异信息，采用人类频率数据库、疾病数据库、变异数据库和致病性预测软件，获得待测样本的致病性评价信息；报告生成步骤，包括根据所述reo‑hit解读步骤的结果，输出致病性评价报告。本申请仅通过4个基因的高通量测序panel完成肥厚型心肌病的相关基因检测，减少了肥厚型心肌病的基因检测成本，并且大大提高了肥厚型心肌病的疾病筛查效率。

【技术实现步骤摘要】
一种肥厚型心肌病及相关基因的检测方法、装置和存储介质
本申请涉及肥厚型心肌病基因检测领域，具体涉及一种肥厚型心肌病及相关基因的检测方法、装置和存储介质。
技术介绍
遗传性肥厚型心肌病(HypertrophicCardiomyopathy，HCM)是一种较为常见的单基因心血管疾病，也是青少年发生猝死的主要原因之一，以无其他诱因的心肌肥厚为特征，且伴有舒张功能的损伤。遗传性肥厚型心肌病的发病率约为1/500，但由于存在无症状的HCM致病变异携带者，因此，其实际患病率可能高达1/200。HCM的遗传因素主要是编码心肌肌小节及其相关蛋白的基因变异，约占已找到致病变异的HCM患者的90％以上；非肌小节基因变异占极少数，主要导致一些伴有心肌肥厚拟表型的综合征和代谢性疾病。这些相对罕见拟表型有时会伴有心脏外的临床表现，比如伴有发育迟缓的noonan综合征患者，以及伴有代谢异常的Fabry病和庞贝氏病(Pompedisease),而在未出现其他系统异常前与单纯的HCM在临床表型上有时很难区分，尤其对于相关经验不足的医生来说。这种情况下，基因检测就显示出无可比拟的优势，可在患者症状表现完全之前就明确诊断，且可以提供一定程度上的临床指导。MYBPC3(myosinbindingproteinC,cardiac)是一种编码心肌肌球蛋白结合蛋白的基因。心肌肌球蛋白结合蛋白-C位于心肌肌小节中的C区，约占肌原纤维中蛋白总数的2％。该蛋白属于免疫球蛋白超家族，只在心脏中表达。其编码基因MYBPC3位于染色体11p11.2，含35个外显子，表达1274个氨基酸残基。其蛋白由11个主要子域构成，编号C0-C10。心肌肌球蛋白结合蛋白属细胞内球蛋白超家族，与肌球蛋白结合位点位于C8～C10结构域。结合了MyBP-C的肌凝蛋白和肌联蛋白，有更加稳定的肌小节结构。心肌肌球蛋白结合蛋白在C1、C2结构域之间有1个特有的N末端模序，作为cAMP依赖的蛋白激酶以及钙调蛋白依赖的蛋白激酶的作用位点。磷酸化心肌特定的模序调节心肌收缩力，故MyBP-C不仅参与心肌结构的维持，还参与细胞内信息传递，影响肌丝的舒缩运动。MYBPC3基因突变多为缺失、插入、重复等，导致产生一种缺少肌球蛋白和肌蛋白集合位点的平截蛋白，从而造成肌小节结构和功能损害。MYH7(myosinheavychain7)是一种编码心脏β-肌球蛋白重链的基因。MYH7是肥厚型心肌病(HCM)最重要的致病基因，约30％-50％的HCM患者主要是由MYH7基因突变所致。心脏β-肌球蛋白重链是人心室肌球蛋白的主要成分，在心肌细胞的能量供应和维持心肌细胞内外钙离子的浓度起到非常重要的作用。MYH7基因定位于14q12，含有40个外显子，其中38个外显子参与编码含1935个氨基酸残基的蛋白质。编码的蛋白具有3个功能区：球状头部区S1、头杆结合S2和杆状尾部区，头部区包含ATP酶活性位点和与肌动蛋白结合位点以及与必须链(ELC，essentiallightchain)结合的界面，是肌球蛋白的重要功能区域。国内外已报道超过200多种单碱基突变，某些突变可表现出外显率高、症状出现早、进展快、心肌肥厚重、已出现心力衰竭甚至猝死等恶性表现。总体来说该基因的突变与家族性肥厚型心肌病、肌球蛋白贮存性肌病、扩张型心肌病和Laing早期远端肌病有关。TNNI3(troponinI3)是一种编码心脏肌钙蛋白I的基因。肌钙蛋白I(TnI)与肌钙蛋白T(TnT)、肌钙蛋白C(TnC)是构成横纹肌细丝肌钙蛋白复合体的三个亚基。TnI是抑制亚单位，阻断肌动蛋白-肌球蛋白的相互作用，从而调节横纹肌松弛。该基因编码TnI-心脏蛋白，在心肌组织中唯一表达。cTnI基因全长612kb，含8个外显子，该基因突变导致家族性肥厚型型心肌病和家族性限制性心肌病。TNNT2(troponinT2,cardiactype)是一种编码心脏肌钙蛋白T的基因，位于染色体1q32，约17kb，由17个外显子组成。肌钙蛋白T能与肌钙蛋白C、肌钙蛋白I、原肌球蛋白结合，在Ca2+调节细肌丝的活动过程中起关键作用。目前已经发现了TNNT2的30种不同的突变。在各种TNNT2基因突变(错义突变、剪接信号突变、小片段缺失)导致的HCM约占所有HCM的15％。以上四个基因是肥厚型心肌病的核心基因，通过采用基因检测手段，在未发病或发病早期筛查出携带者，可以实现疾病早期的筛查和管理。然而目前的基因检测手段，通常采用数百个基因的高通量测序panel，虽然在基因检测的全面性上有保证，适用于临床疑难病诊断上，但成本太高，不适用于大规模人群的肥厚型心肌病筛查。如何简化肥厚型心肌病的基因检测方法，降低检测成本，以使其适应大规模人群筛查是肥厚型心肌病筛查的难点。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种肥厚型心肌病及相关基因的检测方法、装置和存储介质，以适用于大规模人群的肥厚型心肌病筛查。为了实现上述目的，本申请采用了以下技术方案：本申请的第一方面公开了一种肥厚型心肌病及相关基因的检测方法，包括：靶标序列获取步骤，包括采用PCR扩增，从待测样本的基因组序列中获取MYBPC3，MYH7，TNNT2和TNNI3，四个靶标基因序列；测序步骤，包括对获取的四个靶标基因序列进行高通量测序；reo-hit解读步骤，包括根据高通量测序结果，获得变异信息，采用人类频率数据库、疾病数据库、变异数据库和致病性预测软件，对每个变异进行注释，每个变异采集至少50个评价参数，并转化为ACMG指南的28项评价参数，获得待测样本的致病性评价信息；人类频率数据库通过变异频率的高低，提示该变异致病性的高低，频率越高，致病性越低；疾病数据库用于提示疾病与基因的关联，据此寻找跟病人表型相关的基因和变异；变异数据库用于提示已有报道的致病变异或良性变异，用于调整检测获得的变异的权重；报告生成步骤，包括根据reo-hit解读步骤的结果，输出患者信息、疾病描述信息、基因信息、变异特征、证据列表、致病性评价结果、意义未明变异信息和实验质控参数中的至少一组。需要说明的是，本申请的关键在于通过reo-hit解读系统将肥厚型心肌病四个致病基因的高通量测序数据中变异特征的50个评价参数自动转化为ACMG指南的28项评价参数，进而得到肥厚型心肌病致病性评价，实现了仅通过四个基因的高通量测序panel完成肥厚型心肌病的相关基因检测，单独对肥厚型心肌病基因的致病性进行评价，从而减少了肥厚型心肌病的基因检测成本，并且大大提高了肥厚型心肌病的疾病筛查效率。本申请的一种实现方式中，四个靶标基因序列包括涵盖四个基因的外显子区及其剪切位点外延至少15bp的序列。本申请的一种实现方式中，高通量测序的条件为，测序深度>300×，1×覆盖度>99％，20×覆盖度>98％。本申请的一种实现方式中，人类频率数据库包括1000genome数据库、ExAC数据库、GenomeAD数据库、EVS数据库和In-house数据库；优选的，疾病本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种肥厚型心肌病及相关基因的检测方法，其特征在于：包括以下步骤，/n靶标序列获取步骤，包括采用PCR扩增，从待测样本的基因组序列中获取MYBPC3，MYH7，TNNT2和TNNI3，四个靶标基因序列；/n测序步骤，包括对获取的四个靶标基因序列进行高通量测序；/nreo-hit解读步骤，包括根据高通量测序结果，获得变异信息，采用人类频率数据库、疾病数据库、变异数据库和致病性预测软件，对每个变异进行注释，每个变异采集至少50个评价参数，并转化为ACMG指南的28项评价参数，获得待测样本的致病性评价信息；所述人类频率数据库通过变异频率的高低，提示该变异致病性的高低，频率越高，致病性越低；所述疾病数据库用于提示疾病与基因的关联，据此寻找跟病人表型相关的基因和变异；所述变异数据库用于提示已有报道的致病变异或良性变异，用于调整检测获得的变异的权重；/n报告生成步骤，包括根据所述reo-hit解读步骤的结果，输出患者信息、疾病描述信息、基因信息、变异特征、证据列表、致病性评价结果、意义未明变异信息和实验质控参数中的至少一组。/n

【技术特征摘要】
1.一种肥厚型心肌病及相关基因的检测方法，其特征在于：包括以下步骤，
靶标序列获取步骤，包括采用PCR扩增，从待测样本的基因组序列中获取MYBPC3，MYH7，TNNT2和TNNI3，四个靶标基因序列；
测序步骤，包括对获取的四个靶标基因序列进行高通量测序；
reo-hit解读步骤，包括根据高通量测序结果，获得变异信息，采用人类频率数据库、疾病数据库、变异数据库和致病性预测软件，对每个变异进行注释，每个变异采集至少50个评价参数，并转化为ACMG指南的28项评价参数，获得待测样本的致病性评价信息；所述人类频率数据库通过变异频率的高低，提示该变异致病性的高低，频率越高，致病性越低；所述疾病数据库用于提示疾病与基因的关联，据此寻找跟病人表型相关的基因和变异；所述变异数据库用于提示已有报道的致病变异或良性变异，用于调整检测获得的变异的权重；
报告生成步骤，包括根据所述reo-hit解读步骤的结果，输出患者信息、疾病描述信息、基因信息、变异特征、证据列表、致病性评价结果、意义未明变异信息和实验质控参数中的至少一组。


2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：所述四个靶标基因序列包括涵盖四个基因的外显子区及其剪切位点外延至少15bp的序列。


3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：所述高通量测序的条件为，测序深度>300×，1×覆盖度>99％，20×覆盖度>98％。


4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：所述人类频率数据库包括1000genome数据库、ExAC数据库、GenomeAD数据库、EVS数据库和In-house数据库；
优选的，所述疾病数据库包括OMIM数据库和CGD数据库；
优选的，所述变异数据库包括clinvar数据库、HGMD数据库和OMIM数据库；
优选的，所述致病性预测软件包括LRT、MutationTaster、FATHMM、PROVEAN、MetaSVM、MetaLR、CADD、fathmmMKLcoding、phyloP100wayvertebrate、phyloP20waymammalian、phastCons100wayvertebrate、phastCons20waymammalian、SiPhy29waylogOdds中的至少一种；
优选的，所述reo-hit解读步骤还包括采用GWAS-catalog数据库进行补充注释。


5.一种用于肥厚型心肌病及相关基因检测的多重PCR引物，其特征在于：所述多重PCR引物用于扩增MYBPC3，MYH7，TNNT2和TNNI3，四个靶标基因序列。


6.根据权利要求5所述的多重PCR引物，其特征在于：所述多重PCR引物覆盖四个靶标基因的外显子区及其剪切位点外延至少15bp的序列。


7.一种肥厚型心肌病及相关基因的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴莉萍，辜清泉，罗宏敏，杨旭，
申请(专利权)人：南昌瑞因康生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36