本發(fā)明屬于診斷標(biāo)志,具體涉及預(yù)測肥胖和子宮內(nèi)膜癌罹患風(fēng)險及預(yù)后的聯(lián)合診斷標(biāo)記。
背景技術(shù):
1、子宮內(nèi)膜癌(ec)是一組起源于子宮內(nèi)膜的上皮惡性腫瘤,已知與ec相關(guān)的病因主要與子宮內(nèi)膜對雌激素的過度暴露有關(guān)。其他風(fēng)險因素包括肥胖、年齡增長、高血壓、糖尿病和林奇綜合征。ec與肥胖高度相關(guān),多個隊列研究顯示體重指數(shù)(bmi)與ec之間存在統(tǒng)計學(xué)顯著的正相關(guān)性。研究表明,肥胖女性(定義為bmi?>30且<35?kg/m2)發(fā)展ec的風(fēng)險比正常體重女性(bmi?<25?kg/m2)提高2.6倍,而重度肥胖(bmi?>35?kg/m2)則將風(fēng)險提高至4.7倍。此外,更高的bmi與ec相關(guān)的死亡率也顯著增加,肥胖將ec患者的死亡率提高了一倍。肥胖引起的內(nèi)源性類固醇激素分泌失調(diào)、胰島素抵抗及炎癥介質(zhì)的積累等,可能是誘導(dǎo)子宮內(nèi)膜癌發(fā)生的潛在途徑。
2、目前的研究主要集中在肥胖與ec之間的表型風(fēng)險關(guān)聯(lián)和分子機(jī)制上,但對這兩種情況之間重疊的遺傳結(jié)構(gòu)的研究則相對較少。尚需對共享遺傳基礎(chǔ)進(jìn)行系統(tǒng)分析。深入理解風(fēng)險關(guān)聯(lián)背后的因果關(guān)系和調(diào)控機(jī)制,可提升基于體重管理的ec預(yù)防策略,并促進(jìn)潛在分子生物標(biāo)志物的識別。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于通過明確與肥胖相關(guān)的遺傳標(biāo)記和風(fēng)險位點,更精準(zhǔn)地識別肥胖合并子宮內(nèi)膜癌高風(fēng)險人群,從而制定個性化的篩查和干預(yù)策略。
2、基于來自gwas的大規(guī)模匯總統(tǒng)計數(shù)據(jù),從共享遺傳學(xué)、雙向因果關(guān)系及轉(zhuǎn)錄組關(guān)聯(lián)等多個角度分析肥胖與ec之間的遺傳關(guān)聯(lián)。我們發(fā)現(xiàn)bmi與ec之間存在顯著的正遺傳相關(guān)性,提示兩者之間可能存在潛在的遺傳共享結(jié)構(gòu)??缧誀罘治霭l(fā)現(xiàn)了9個共享多效性位點,并注釋得到了7個映射基因。進(jìn)一步利用轉(zhuǎn)錄組廣泛關(guān)聯(lián)研究(twas)和基于匯總數(shù)據(jù)的孟德爾隨機(jī)化分析(smr),識別出富集在皮下脂肪的13個共享基因和在子宮中的3個共享基因。最后,通過真實世界隊列證實了共享風(fēng)險基因sult1a2的預(yù)測效能,為推動ec患者的早期檢測和有效管理提供了支持。
3、本發(fā)明的技術(shù)方案是:
4、本發(fā)明公開了檢測mst1r或者sult1a2表達(dá)量試劑在制備肥胖合并子宮內(nèi)膜癌患病風(fēng)險預(yù)測試劑中的應(yīng)用。
5、本發(fā)明還公開了檢測mst1r或者sult1a2表達(dá)量試劑在制備肥胖合并子宮內(nèi)膜癌患病風(fēng)險預(yù)測試劑中的應(yīng)用。
6、優(yōu)選的,所述檢測基因表達(dá)量試劑為抗人mst1r和sult1a2共2個抗體。
7、基因mst1r和sult1a2表達(dá)量越高,代表罹患肥胖和子宮內(nèi)膜癌的可能性越高。
8、基因sult1a2表達(dá)量越高,預(yù)示子宮內(nèi)膜癌患者的預(yù)后越差。
9、本發(fā)明還公開了檢測與多態(tài)性位點表達(dá)量試劑在制備肥胖合并子宮內(nèi)膜癌患病風(fēng)險預(yù)測試劑中的應(yīng)用,其特征在于,所述多態(tài)性位點為?rs1013402,?rs11065987,rs11066188,?rs11639988,?rs12602912,?rs3888190,?rs4776976,?rs7141420和rs8055197中的一種或多種。
10、優(yōu)選的,所述檢測多態(tài)性位點表達(dá)量試劑為檢測rs1013402,?rs11065987,rs11066188,?rs11639988,?rs12602912,?rs3888190,?rs4776976,?rs7141420和rs8055197以上9個位點的基因芯片。目標(biāo)snp表達(dá)量越高,代表罹患肥胖和子宮內(nèi)膜癌的可能性越高。
11、下面對本發(fā)明做進(jìn)一步的解釋和說明:
12、(1)本研究的工作流程如圖1所示。我們通過使用連鎖不平衡評分回歸(ldsc)觀察到bmi與ec之間存在正的遺傳相關(guān)性。當(dāng)考慮回歸截距時,遺傳相關(guān)系數(shù)(rg)為0.474,p值為2.2999e-23;而不考慮回歸截距時,rg為0.345,p值為2.3488e-76。這表明bmi與ec之間可能存在潛在的遺傳共享結(jié)構(gòu)。
13、(2)為了找出在bmi與ec遺傳共享中發(fā)揮多效性的snp,我們采用復(fù)合零下的多效性分析(placo)、多性狀gwas分析(mtag)和跨表型關(guān)聯(lián)測試(cpassoc)進(jìn)行篩選,分別獲得221個、1990個和45,506個snp。結(jié)合三種方法的結(jié)果,我們最終獲得了九個遺傳多效snp(圖2):rs1013402、rs11065987、rs11066188、rs11639988、rs12602912、rs3888190、rs4776976、rs7141420和rs8055197。它們具有顯著性(p<5e-8)、獨立性和新穎性特征?;趘ep注釋,我們獲得了七個映射基因。我們還基于3dsnp網(wǎng)站探討了與這些多效snp相關(guān)的線性最近基因和3d相互作用基因。
14、(3)接下來,在bmi與ec相關(guān)的mr分析中,基于mr-presso移除了一個位異常snp(rs10121187),最終獲得504個snp納入mr分析。五種mr分析方法(逆方差加權(quán)、mr?egger、簡單模式、加權(quán)中位數(shù)和加權(quán)模式)均顯示,bmi的增加顯著提升了ec的風(fēng)險(p<0.05,or>1,圖3a-3c)。steiger測試進(jìn)一步驗證了bmi與ec之間的因果關(guān)系方向。多效性測試未發(fā)現(xiàn)mr中存在水平多效性(p=0.771)。漏斗圖顯示mr中異質(zhì)性較低(圖3d)。逐一剔除敏感性分析表明,在排除每個snp后,整體效應(yīng)均趨于穩(wěn)定,從而驗證了結(jié)果的可靠性(圖3e)。?本研究還進(jìn)行了反向mr分析。基于mr-presso移除的兩個異常snp(rs7981863和rs3184504),最終獲得四個snp納入mr分析。所有五種mr分析均顯示,ec與bmi之間沒有顯著的因果關(guān)聯(lián)(p>0.05,圖3a)。
15、(4)我們使用twas探討了在特定組織中富集的基因。在bmi性狀中,我們獲得了728個富集于皮下脂肪或子宮的基因。在ec性狀中,我們獲得了98個富集基因。有趣的是,ec性狀的這98個富集基因在bmi性狀中也有所富集(圖4a)。對這98個富集基因的go通路富集分析顯示,它們主要富集于各種代謝通路,包括胺代謝、硫化物代謝和乙醇代謝(圖4b)。進(jìn)一步篩選得到了22個同時富集于皮下脂肪和子宮的基因,并稱之為共同組織富集基因(ctegs)。我們使用smr探索了基因表達(dá)在組織中對bmi和ec的風(fēng)險因果關(guān)聯(lián),獲得了16個bmi和ec的共享風(fēng)險/保護(hù)基因,其中13個來自皮下脂肪數(shù)據(jù),3個來自子宮數(shù)據(jù)(圖4c)。upset圖顯示,皮下脂肪和子宮組織中的fam85b是bmi和ec的共同保護(hù)基因。mst1r是皮下脂肪中富集的共享風(fēng)險基因,sult1a2是子宮中富集的共享風(fēng)險基因(圖4d)。所述smr分析獲得的富集于皮下脂肪和子宮的所有共享風(fēng)險/保護(hù)基因如下表所示:
16、表1?smr?分析探索基因作為來自不同組織的?bmi?和?ec?的共同風(fēng)險/保護(hù)暴露。
17、
18、(5)我們在xy3-ec隊列中收集了65名ec患者(其中17名為肥胖)和25名正常個體(其中6名為肥胖)的子宮組織樣本,并通過酶聯(lián)免疫吸附測定(elisa)檢測了樣本中sult1a2的蛋白質(zhì)濃度。圖5a展示了蛋白質(zhì)濃度與od450nm之間的elisa標(biāo)準(zhǔn)化回歸曲線。我們發(fā)現(xiàn)肥胖個體的sult1a2濃度顯著高于非肥胖個體(圖5b),而ec患者的sult1a2濃度則顯著高于正常個體(圖5c)。對這兩種特征的綜合亞組分析顯示,肥胖的ec患者具有最高的sult1a2濃度,而非肥胖的正常個體則具有最低的sult1a2濃度(圖5d)。作為預(yù)測ec和肥胖患病風(fēng)險的共有指標(biāo),子宮組織sult1a2蛋白水平的roc曲線顯示其預(yù)測ec的auc值為0.894(圖5e,95%?ci:0.814-0.952),預(yù)測肥胖的auc值為0.845(圖5f,95%?ci:0.723-0.923),表明sult1a2對預(yù)測ec或者肥胖的發(fā)病均具有較高的預(yù)測效能。對ec的k-m生存分析表明,肥胖患者的總生存期(os)和無進(jìn)展生存期(pfs)顯著低于非肥胖患者(圖5g)。高表達(dá)sult1a2的患者與低表達(dá)sult1a2的患者相比,os和pfs顯著降低(圖5h)。臨床亞組分析的結(jié)果顯示,死亡、進(jìn)展和ii型ec患者的子宮組織中sult1a2蛋白濃度顯著升高。iii期患者的sult1a2蛋白濃度顯著高于i期患者(圖5i)。
19、(6)我們分析了tcga-ucec隊列中sult1a2的mrna表達(dá)數(shù)據(jù)與臨床特征之間的關(guān)聯(lián)。ec組織中sult1a2的表達(dá)水平顯著高于癌旁組織(圖6a)。sult1a2被認(rèn)為是ec患者os和pfs的顯著風(fēng)險因素(圖6b)。臨床亞組分析的結(jié)果顯示,高sult1a2表達(dá)組的cn_high比例顯著高于低sult1a2表達(dá)組,相應(yīng)地,cn_low比例則顯著低于低表達(dá)組(圖6c)。cn_high類型的患者sult1a2表達(dá)水平顯著高于其他亞型的患者(圖6d)。死亡和進(jìn)展的發(fā)生伴隨著高sult1a2表達(dá)水平,iv期患者的sult1a2表達(dá)水平顯著高于i期患者。與內(nèi)膜樣子宮腺癌(eea)患者相比,漿液性子宮腺癌(sea)患者的sult1a2表達(dá)水平顯著更高(圖6e)。
20、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的優(yōu)勢是:
21、本發(fā)明的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在對肥胖與子宮內(nèi)膜癌之間遺傳關(guān)聯(lián)的深入探索、基因的多效性分析以及sult1a2作為潛在生物標(biāo)志物的驗證等方面。首先,ldsc提示bmi和ec之間存在正向遺傳相關(guān)性,利用雙向mr分析探討兩者之間的因果關(guān)系,發(fā)現(xiàn)bmi的增加顯著提升ec的風(fēng)險,這一發(fā)現(xiàn)為肥胖在ec發(fā)生中的重要角色提供了有力支持,強(qiáng)調(diào)了在臨床中對肥胖進(jìn)行干預(yù)的重要性。其次,針對bmi與ec之間的關(guān)系,通過mtag、placo和cpassoc以上三種分析方法系統(tǒng)性地識別和篩選出9個具備遺傳多效性的snp,為了解肥胖與ec的共享遺傳結(jié)構(gòu)提供了重要證據(jù)。這種基于遺傳學(xué)的研究視角,為肥胖與ec的共病性提供了更為清晰的生物學(xué)基礎(chǔ),對設(shè)計有效的干預(yù)措施具有重要意義。此外,我們使用twas和smr分析,識別了在不同組織中富集的共享風(fēng)險/保護(hù)基因,并進(jìn)一步探索了富集于子宮組織的風(fēng)險基因sult1a2。通過對sult1a2在真實世界隊列中的驗證,我們確認(rèn)高表達(dá)的sult1a2與肥胖及ec的預(yù)后不良相關(guān),且在肥胖ec患者中表現(xiàn)出最高的表達(dá)水平。最重要的是,本研究提出sult1a2作為一個新的生物標(biāo)志物,有助于預(yù)測肥胖與ec的患病風(fēng)險,并提示高表達(dá)sult1a2的ec亞組預(yù)后更差。這一發(fā)現(xiàn)為ec的早期診斷與預(yù)防提供了新的思路,尤其是在肥胖女性患者中,通過篩查sult1a2,可以為臨床提供更為精準(zhǔn)的管理和治療策略。因此,共病基因均可作為靶位點應(yīng)用于ec早期篩查試劑中。
22、以下結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明的詳細(xì)結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步描述。