圆锥角膜诊断模型的构建方法及应用

    专利2026-08-21  12


    本发明属于生物医药领域,具体涉及圆锥角膜诊断模型的构建方法及应用。


    背景技术:

    1、圆锥角膜(keratoconus)可简称为kc、kcn、ktcn,是一种常见的非炎症性、慢性、进展性和角膜局部扩张性疾病,以中央或旁中央角膜基质变薄、中央顶点呈圆锥形突出变形,角膜失去正常的弧形,产生不规则散光和瘢痕形成为特征,从而导致角膜的光学性能严重降低,犹如照相机的镜头发生严重扭曲变形,使视力严重受损。它常造成高度不规则近视散光,晚期会出现急性角膜水肿,形成瘢痕,视力显著下降。圆锥角膜是临床重要的致盲性眼病之一,多发生于青年人群,亦可见于未成年人群,发病率约1/2000(不同种族间存在差异)且逐年增高,影响患者生活质量、生产能力和职业选择,10%至20%的严重圆锥患者需要角膜移植,而我国角膜供体来源紧张,患者和社会承受巨大压力。

    2、目前医生通过借助筛查装置对青少年圆锥角膜眼科疾病进行早期筛查,以便及早发现,及早治疗,然而现有的筛查装置一般通过固定的方式进行安装,使得医生不便于对筛查装置的使用位置进行调节,导致筛查装置的实用性得到降低,进而不便于医生通过筛查装置对圆锥角膜眼科疾病进行筛查,同时,中晚期的圆锥角膜病例较容易被诊断,将早期的圆锥角膜患者检测出来更具有挑战性。因为圆锥角膜的初始表现尚不明显,需要对角膜特征进行更全面的分析。

    3、圆锥角膜的病理机制尚不清楚,目前还没有与该疾病发病机制密切相关的治疗靶点。圆锥角膜的发病机制相当复杂,尚无公认、系统的学说解释该病的发生发展过程。相关研究多集中在遗传因素、角膜生物力学和氧化应激等方面。在具有早发病、严重疾病、显性或隐性遗传的家族中,遗传因素可能几乎占据了所有风险。既往认为遗传基因,如肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor,hgf)、视觉系统同源框1(visual system homebox1,vsx1)、锌指蛋白469(zinc finger protein 469,znf469)等在圆锥角膜的发病中发挥重要作用,越来越多的其他基因也被发现与其密切相关。

    4、开发适用于圆锥角膜早期筛查的新方法,提升圆锥角膜预后水平具有重大意义。


    技术实现思路

    1、为有效早期筛查圆锥角膜,提升圆锥角膜患者的预后水平,本发明提供了以下技术方案:

    2、第一方面,本发明提供了圆锥角膜高效诊断模型的构建方法,所述构建方法包括以下步骤:

    3、1)获取针对圆锥角膜患者、健康对照的第一组角膜样本进行检测而得到的基因表达数据,筛选在圆锥角膜患者、健康对照之间表现差异的基因;

    4、2)获取针对圆锥角膜患者、健康对照的第二组角膜样本进行检测而得到的基因表达数据,筛选在圆锥角膜患者、健康对照之间表现差异的基因;

    5、3)取1)和2)所得到的差异基因的交集,将交集基因或其组成的基因组合在圆锥角膜患者、健康对照泪液样本的测序结果中计算其诊断auc值,其中auc>0.7的基因或基因组合作为高效诊断基因;

    6、4)使用所述高效诊断基因构建圆锥角膜高效诊断模型。

    7、优选地,所述交集基因在步骤1)、2)或3)的样本中具有相同的变化趋势。

    8、优选地,所述角膜样本可以选自gse77938、gse151631。

    9、优选地,所述圆锥角膜患者、健康对照的泪液样本取自临床。

    10、优选地,所述高效诊断基因是eps8。

    11、优选地,所述高效诊断基因是eps8_neb。

    12、优选地,所述高效诊断基因是neb_rassf2_eps8。

    13、优选地,所述高效诊断基因是rassf2_eps8。

    14、优选地,所述高效诊断基因是fcgr2a_rassf2_eps8。

    15、优选地,所述高效诊断基因可以应用于包括但不限于角膜(角膜组织)和泪液的受试者样本检测,根据检测结果即可判断受试者是否是圆锥角膜患者。其他样本还可以是从受试者分离的任何生物样本,例如,全血、血小板、血清、血浆、红细胞、白细胞或白血球、内皮细胞、组织活组织检查、滑液、淋巴液、腹水、间质或细胞外液、细胞间空间的液体,包括龈沟液、骨髓、脑脊液、唾液、粘液、痰、精液、汗液、尿液、鼻刷液、巴氏涂片液或任何其他体液。体液可以包括唾液、血液或血清。

    16、一方面,本发明提供了一种圆锥角膜高效的诊断模型设备,所述设备包括:存储器和处理器;

    17、所述存储器用于存储程序指令;

    18、所述处理器用于调用程序指令,当程序指令被执行时,用于执行以下操作:

    19、获取待测样本的高效诊断基因的基因表达数据,将所述基因表达数据输入到由高效诊断基因所构建的圆锥角膜诊断模型中,获得待测样本的诊断结果;所述高效诊断基因选自以下任意一种:

    20、1)eps8、

    21、2)eps8_neb、

    22、3)neb_rassf2_eps8、

    23、4)rassf2_eps8、

    24、5)fcgr2a_rassf2_eps8。

    25、优选地,所述待测样本是角膜和/或泪液。

    26、一方面,本发明提供了一种圆锥角膜的诊断系统,包括:

    27、获取单元,用于获取待测样本的高效诊断基因的基因表达数据;

    28、处理单元,将所述基因表达数据输入到由高效诊断基因构建的圆锥角膜诊断模型中,获得待测样本的诊断结果;

    29、所述高效诊断基因选自以下任意一种:

    30、1)eps8、

    31、2)eps8_neb、

    32、3)neb_rassf2_eps8、

    33、4)rassf2_eps8、

    34、5)fcgr2a_rassf2_eps8。

    35、优选地,所述待测样本是角膜和/或泪液。

    36、一方面,本发明提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现以下方法:

    37、获取待测样本的高效诊断基因的基因表达数据,将所述基因表达数据输入到由高效诊断基因所构建的圆锥角膜诊断模型中,获得待测样本的诊断结果;所述高效诊断基因选自以下任意一种:

    38、1)eps8、

    39、2)eps8_neb、

    40、3)neb_rassf2_eps8、

    41、4)rassf2_eps8、

    42、5)fcgr2a_rassf2_eps8。

    43、一方面,本发明提供了检测高效诊断基因组合的表达量的试剂在制备诊断圆锥角膜的产品中的应用,所述高效诊断基因选自以下任意一种:

    44、1)eps8、

    45、2)eps8_neb、

    46、3)neb_rassf2_eps8、

    47、4)rassf2_eps8、

    48、5)fcgr2a_rassf2_eps8。

    49、优选地,检测所述蛋白表达量的试剂包括以下方法中使用的试剂:苏木精-伊红染色法、番红o-固绿染色、蛋白质印迹、酶联免疫吸附测定、放射性免疫测定、夹心测定、免疫组织化学染色方法、质谱法、免疫沉淀分析法、补体结合分析法、流式细胞荧光分辨技术和蛋白质芯片法;

    50、优选地,检测所述mrna表达量的试剂包括以下方法中使用到的试剂:基于pcr原理的检测方法、southern杂交方法、northern杂交方法、点杂交方法、荧光原位杂交方法、dna微阵列方法、aso法、高通量测序平台方法。


    技术特征:

    1.一种圆锥角膜高效诊断模型的构建方法,所述构建方法包括以下步骤:

    2.一种圆锥角膜高效的诊断模型设备,所述设备包括:存储器和处理器;

    3.一种圆锥角膜的诊断系统,包括:

    4.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现以下方法:

    5.检测高效诊断基因组合的表达量的试剂在制备诊断圆锥角膜的产品中的应用,所述高效诊断基因是eps8;

    6.一种圆锥角膜高效诊断模型的构建方法,所述构建方法包括以下步骤:

    7.一种圆锥角膜高效的诊断模型设备,所述设备包括:存储器和处理器;

    8.一种圆锥角膜的诊断系统,包括:

    9.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现以下方法:

    10.检测高效诊断基因组合的表达量的试剂在制备诊断圆锥角膜的产品中的应用,所述高效诊断基因选自以下任意一种:


    技术总结
    本发明属于生物医药领域,具体涉及圆锥角膜诊断模型的构建方法及应用。具体地,本发明提供了圆锥角膜高效诊断模型的构建方法,所述构建方法包括以下步骤:1)获取针对圆锥角膜患者、健康对照的第一组角膜样本进行检测而得到的基因表达数据,筛选在圆锥角膜患者、健康对照之间表现差异的基因;2)获取针对圆锥角膜患者、健康对照的第二组角膜样本进行检测而得到的基因表达数据,筛选在圆锥角膜患者、健康对照之间表现差异的基因;3)取1)和2)所得到的差异基因的交集,将交集基因或其组成的基因组合在圆锥角膜患者、健康对照泪液样本的测序结果中计算其诊断AUC值,其中AUC>0.7的基因或基因组合作为高效诊断基因。

    技术研发人员:姜洋,李莹,陈有信
    受保护的技术使用者:中国医学科学院北京协和医院
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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