克罗恩病进展风险相关评估基因集、试剂盒、应用和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种克罗恩病进展风险相关评估基因集、试剂盒、应用和系统。其中克罗恩病中NLRP3炎症小体相关基因的评估基因集，用于评估克罗恩病进展的高风险表型或低风险表型，评估基因集包括14个基因，14个基因为CARD8、CASP1、GBP5、HSP90AB1、MEFV、NFKB1、NFKB2、NLRC3、DHX33、PANX1、PSTPIP1、RELA、TXN和TLR6。本发明专利技术能更可靠地应用到临床实践中，相较于现有技术，可以更准确地评估克罗恩病进展的高风险表型或低风险表型，同时能够为医疗决策提供科学依据。科学依据。

【技术实现步骤摘要】
克罗恩病进展风险相关评估基因集、试剂盒、应用和系统


[0001]本专利技术涉及一种克罗恩病中NLRP3炎症小体相关基因的评估基因集、 用于评估克罗恩病进展的高风险表型或低风险表型的试剂盒、应用以及用 于评估个体是否处于克罗恩病进展的高风险或低风险的系统。

技术介绍

[0002]克罗恩病是炎症性肠病(IBD)的两种主要形式之一，可导致复发和缓解 消化道炎症。据估计，在欧洲和北美分别有超过200万和150万人患有IBD； 虽然在西方国家，IBD的发病率相对稳定，但在西方化社会较多的新工业 化国家，克罗恩病的发病率仍在上升。尽管治疗取得了进展，但克罗恩病 的发病率很高，医疗费用也很高。
[0003]在过去的20年里，在克罗恩病的治疗领域取得了重大进展。对克罗恩 病发病机制中所必需的炎症级联反应、细胞因子和粘附分子的深入了解在 很大程度上促进了药理设备的发展，例如，抗肿瘤坏死因子(TNF)药物英夫 利昔单抗对治疗克罗恩病有效，具有良好的安全性(帕帕米克尔等，2019 年)。然而，相当比例的患者证明生物制剂没有临床益处，反应可能随着时 间的推移而消失(Danese等人，2019年；帕帕迈克尔等人，2019年)。确定 新的靶点和开发新的治疗方法对帮助治疗克罗恩病至关重要。
[0004]克罗恩病的病因仍然很大程度上是未知的，因此，明确其发病机制是 重要的。众所周知，炎症小体参与了各种系统中的炎症性疾病(Huangetal.， 2021)，nod样受体家族，含pyrin结构域3(NLRP3)炎症小体，作为检测广泛 信号的细胞内传感器，在所有类型的炎症小体中研究最为广泛(Swansonetal.， 2019)。据报道NLRP3炎症小体参与了克罗恩病的发病机制、进展和治疗反 应(Shaoetal.，2019)，但是克罗恩病中NLRP3炎症小体及其相关分子的相关 性仍为清晰，需要进一步研究。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供克罗恩病中NLRP3炎症小体相关基因的评估基 因集、试剂盒、应用和系统，以用于评估克罗恩病进展的高风险表型或低 风险表型。
[0006]本专利技术的第一目的是提供一种克罗恩病中NLRP3炎症小体相关基因的 评估基因集，其用于评估克罗恩病进展的高风险表型或低风险表型，评估 基因集包括14个基因，14个基因为CARD8、CASP1、GBP5、HSP90AB1、 MEFV、NFKB1、NFKB2、NLRC3、DHX33、PANX1、PSTPIP1、RELA、 TXN和TLR6。
[0007]其中评估基因集中的14个基因选自25个NLRP3炎症小体相关基因， 25个NLRP3炎症小体相关基因分别为GBP5、CASP1、CARD8、TLR4、TLR4、 PANX1、NLRP1、NLRP3、TLR6、PSTPIP1、NFKB1、NFKB2、HSP90AB1、 NLRB3、RELA、MEFV、DHX33、TXN、APP、SIRT2、SUGT1、P2RX7、 EIF2AK2、CD36、TXNIP、GSDMD和PYCARD。
[0008]本专利技术的第二目的是提供一种用于评估克罗恩病进展的高风险表型或 低风险表型的试剂盒，其包括检测前述评估基因集中14个基因表达水平的 试剂，具体的，14个基因
为CARD8、CASP1、GBP5、HSP90AB1、MEFV、 NFKB1、NFKB2、NLRC3、DHX33、PANX1、PSTPIP1、RELA、TXN和 TLR6。
[0009]本专利技术的第三目的是提供一种检测14个NLRP3炎症小体相关基因表 达水平的试剂盒在克罗恩病诊断产品中的应用，其中试剂盒为前述包括检 测前述评估基因集中14个基因表达水平的试剂的试剂盒。
[0010]本专利技术的第四目的是提供一种用于评估个体是否处于克罗恩病进展的 高风险或低风险的系统，系统包括计算机，计算机被配置为使用计算机模 型和机器学习模型，计算机模型基于从已知患有克罗恩病的个体获得基因 表达数据，根据个体的多基因表达数据计算克罗恩病进展风险评分以确定 该个体是否具有高风险表型或低风险表型，其中个体的多基因表达数据为 前述评估基因集中14个基因表达数据，14个基因及其对应的权重系数如下 所示：
[0011]编号基因权重系数编号基因权重系数编号基因权重系数1CARD80.1396NFKB10.22411PSTPIP10.1402CASP10.9437NFKB20.17312RELA
‑
0.0773GBP50.5788NLRC3
‑
0.36513TXN
‑
0.3954HSP90AB10.3349DHX33
‑
0.58114TLR60.4925MEFV
‑
0.32910PANX10.676///
[0012]进一步的，机器学习模型包括单因素logistic回归分析模型和Lasso回 归模型。
[0013]进一步的，机器学习模型还包括无监督的k均值共识聚类模型，其中 相较于低风险表型，评估基因集中的14个基因在高风险表型中的表达水平 上调。
[0014]本专利技术具备以下有益效果：
[0015]本专利技术所提供的一种克罗恩病中NLRP3炎症小体相关基因的评估基因 集以及相应的试剂盒和应用，能更可靠地应用到临床实践中，相较于现有 技术，可以更准确地评估克罗恩病进展的高风险表型或低风险表型，同时 提供了一种用于评估个体是否处于克罗恩病进展的高风险或低风险的系 统，能够为医疗决策提供科学依据。
[0016]下面结合附图对本专利技术作进一步的详细说明。
附图说明
[0017]图1是GSE100833样本的临床信息汇总。
[0018]图2是25个NLRP3炎症小体相关基因的特征及相互作用，其中2A中 的Circos图显示了24条染色体中NLRP3炎性小体基因的位置，2B中显示 了蛋白
‑
蛋白相互作用网络，其中红色表示正相关，蓝色表示负相关。
[0019]图3是NLRP3炎症小体相关基因的表达，其中3A中Box图显示了 GSE100833数据集的基因表达概述，蓝色：健康(非炎症)组织；红色： 病变(炎症)组织；3B显示的火山图说明了GSE100833数据集中的差异表 达基因(DEGs)，绿色：下调，红色：上调，灰色：没有明显的变化；3C显 示了GSE100833数据集中的DEG的热图，蓝色：来自健康对照组的组织； 红色：来自克罗恩病患者的组织，ns:P≥0.05；*:P<0.05；**P≤0.01；*** P≤0.001；****P≤0.0001。
[0020]图4是25个NLRP3炎症小体相关基因表达的相关性，其中4A是相关 图显示基因间
显著相关，紫色：正相关，黄色：负相关，颜色较深的圆圈 表示更强的相关性；4B显示了全体样本中CARD8和GBP5表达的相关性； 4C显示了疾病样本中TLR4和PANX1表达的相关性。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.克罗恩病中NLRP3炎症小体相关基因的评估基因集，其用于评估克罗恩病进展的高风险表型或低风险表型，其特征在于，所述评估基因集包括14个基因，14个基因为CARD8、CASP1、GBP5、HSP90AB1、MEFV、NFKB1、NFKB2、NLRC3、DHX33、PANX1、PSTPIP1、RELA、TXN和TLR6。2.用于评估克罗恩病进展的高风险表型或低风险表型的试剂盒，其特征在于，包括检测权利要求1所述评估基因集中14个基因表达水平的试剂。3.检测14个NLRP3炎症小体相关基因表达水平的试剂盒在克罗恩病诊断产品中的应用，其特征在于，试剂盒为权利要求2所述的试剂盒。4.用于评估个体是否处于克罗恩病进展的高风险或低风险的系统，其特征在于，所述系统包括计算机，所述计算机被配置为使用计算机模型和机器学习模型，所述计算机模型基于从已知患有克罗恩病的个体获得基因表达数据，根据个体的多基因表达数据计算克罗恩病进展风险评分以确定该个体是否具有高风险表型或低风险表型，其中个体的多基因表达数据为权...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈浩，沙卫红，吴慧欢，曾瑞杰，卓泽伟，郭科航，
申请(专利权)人：广东省人民医院，
类型：发明
国别省市：