一种慢病治疗药物相关基因的检测方法及分析装置与流程

本发明属于生物，涉及一种慢病治疗药物相关基因的检测方法及分析装置。

背景技术：

1、心血管疾病是全球范围内威胁人类生命健康最主要的慢性非传染性疾病，以高血压、糖尿病和高血脂为代表的“三高”是主要危险因素。药物治疗是该类疾病的主要治疗手段，但不同个体对药物反应差异很大，影响因素包括药物性质、患者年龄、性别、遗传因素等，其中遗传因素的影响尤为重要。

2、基因变异可引起所编码的药物代谢酶、转运蛋白和受体蛋白氨基酸序列和功能异常，从而影响药物代谢及药效。随着药物基因组学的发展，通过检测与药物相关的基因，综合评估个体与药物疗效、代谢、不良反应的关系，可以指导临床个体化用药，提高心血管药物使用的安全性、有效性。

3、传统的个体化用药指导基因检测方法主要为荧光定量pcr法、一代测序或基因芯片。荧光定量pcr法和一代测序单个反应只能检测一个或是几个基因位点，存在检测效率低、通量低的问题。基因芯片技术虽然具有高通量的优点，但灵敏度有限，无法满足临床应用的要求。

4、综上所述，目前现有慢病治疗药物相关基因检测的方法存在灵敏性低，通量小，难以综合评估个体与药物疗效、代谢、不良反应的关系等问题。如何提供一种针对性强，检测效率高、通量高的慢病治疗药物相关基因检测的方法及分析装置，已成为目前生物技术领域亟待解决的问题之一。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足和实际需求，本发明提供一种慢病治疗药物相关基因的检测方法及分析装置，可以同时对慢病(高血压、糖尿病、高血脂、溶栓)相关的58种药物进行药效、毒性、代谢能力、用药剂量评估。本发明基于权威数据库和指南推荐筛选出与慢病相关的位点，根据基因序列设计、制备引物组，样本经过dna提取、特异性扩增、接头连接、pcr扩增及纯化、上机测序、数据分析等流程揭示基因变异和表型(包括疾病、药物反应等)之间的关系，能够为患者提供个性化、针对性的精准用药建议。

2、为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种慢病治疗药物相关基因检测的方法，所述方法包括以下步骤：

4、(1)根据筛选位点基因序列设计制备引物组；

5、(2)提取待测样本dna进行特异性扩增；

6、(3)片段纯化和末端修复；

7、(4)接头连接和纯化；

8、(5)构建文库，高通量测序；

9、(6)对高通量测序得到的数据进行数据质控，质控合格后进行snp基因分型和基因型注释以及药物评估。

10、本发明基于ngs平台，可以同时对慢病(高血压、糖尿病、高血脂、溶栓)相关的58种药物进行药效、毒性、代谢能力、用药剂量评估，能够同时对多个样本的多个位点进行检测分析，具有灵敏度高、通量高、时效性强的特点，能够满足临床需求。

11、优选地，所述慢病治疗药物相关基因包括高血压治疗药物相关基因、糖尿病治疗药物相关基因、高血脂治疗药物相关基因或溶栓治疗药物相关基因中的任意一种或至少两种的组合。

12、优选地，所述高血压治疗药物相关基因包括：abcb1、ace、acy3、add1、agtr1、bdkrb2、cacna1c、cyp2c9、cyp2d6、cyp3a4、cyp3a5、cyp4a11、gnb3、mmp3、mthfr、nedd4l、slco1b1、slco1b3、trib3或ugt1a3中的任意一种或至少两种的组合。

13、优选地，所述糖尿病治疗药物相关基因包括：kcnj11、tcf7l2、slc22a1、glp1r、cyp2c8、pax4、plin1、slco1b1、adipoq、slc30a8或cyp2c9中的任意一种或至少两种的组合。

14、优选地，所述高血脂治疗药物相关基因包括：abcg2、apoe、cyp3a5、slco1b1、cyp2d6或cyp2c9中的任意一种或至少两种的组合。

15、优选地，所述溶栓治疗药物相关基因包括：abcb1、aldh2、cyp2c19、cyp2c9、cyp2d6、cyp3a4、cyp3a5、oprm1、ptgs1、slco1b1或vkorc1中的任意一种或至少两种的组合。

16、优选地，所述位点的来源包括：基因组学知识数据库、临床药物基因组学执行委员会和美国食品和药物管理局指南。

17、优选地，所述位点的筛选人群包括亚洲人群。

18、优选地，步骤(1)中所述引物组的核酸序列包括seq id no.1-seq id no.104所示序列中的任意一种或至少两种的组合。

19、优选地，步骤(6)中所述qc质控包括下机数据量、q30、gc含量、平均测序深度和上靶率。

20、优选地，所述qc质控的合格标准为：下机数据量≥0.05g、q30≥90.00％、gc含量40％-60％、平均测序深度≥100×、上靶率≥95.00％。

21、优选地，所述变异分析包括根据snp位置、参考碱基和突变碱基分析得出个体突变频率和基因型。

22、优选地，所述基因型注释包括药物代谢、药物疗效、药物毒性和药物剂量。

23、第二方面，本发明提供了一种用于慢病治疗药物相关基因检测的引物，所述引物的核酸序列包括seq id no.1-seq id no.104所示序列中的任意一种或至少两种的组合。

24、本发明所述引物的具体序列见表1。

25、第三方面，本发明提供了一种用于慢病治疗药物相关基因检测和分析的装置，所述装置包括特异性扩增模块、纯化模块、测序模块、数据质控模块、snp分型模块和药物评估模块。

26、优选地，所述特异性扩增模块用于执行包括：

27、根据筛选位点基因序列设计制备引物组，对提取到的待测样本dna进行特异性扩增。

28、优选地，所述纯化模块用于执行包括：

29、片段纯化和末端修复，接头连接和纯化。

30、优选地，所述测序模块用于执行包括：

31、构建文库，高通量测序。

32、优选地，所述数据质控模块用于执行包括：

33、对高通量测序得到的数据进行数据质控，所述数据质控包括qc质控、变异分析和基因型注释，所述qc质控包括下机数据量、q30、gc含量、平均测序深度和上靶率。

34、所述snp分型模块用于执行包括：

35、根据snp位置、参考碱基和突变碱基分析得出个体突变频率和基因型。

36、所述药物评估模块用于执行包括：

37、基因型注释；

38、所述基因型注释包括药物代谢、药物疗效、药物毒性和药物剂量、综合药物注释与证据等级进行药物疗效、毒性与剂量的评估。

39、第四方面，本发明提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现第一方面所述慢病治疗药物相关基因检测的方法的步骤。

40、第五方面，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，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述慢病治疗药物相关基因检测的方法的步骤。

41、第六方面，本发明提供了第一方面所述的用于慢病治疗药物相关基因检测的引物在制备慢病治疗药物相关基因高通量测序试剂中的应用。

42、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

43、(1)本发明主要以亚种人群为研究对象，位点筛选主要参考亚洲人群数据，snp位点既包括fda、cpic、pharmgkb中证据等级高、热点位点，也包括临床关注的特殊药物位点，覆盖全面；

44、(2)本发明方法基于ngs平台进行检测，具有灵敏度高、通量大、特异性强的优点，能完美匹配临床与患者需求；

45、(3)本发明自建一套分析系统，包括对比参考碱基分析用户基因型、根据基因型结果匹配临床注释以及出具自动化分析报告；

46、(4)本发明设计包含对高血压、糖尿病、高血脂、溶栓类四种慢病用药相关的评估，可以根据临床需求进行项目拆解组合，如进行拆分为单项检测，甚至筛选单个或几个位点进行检测。