本文選題：先天性心臟病 + 易感基因　； 參考：《鄭州大學(xué)》2015年博士論文

【摘要】：研究背景:隨著精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的提出和發(fā)展,個(gè)體化醫(yī)療模式的逐步建立,基因測(cè)序技術(shù)快速發(fā)展,臨床大數(shù)據(jù)及生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)不斷建立,通過(guò)跨學(xué)科協(xié)同完成的技術(shù)應(yīng)用在疾病預(yù)測(cè)、診斷與疾病病因分析方面,被不斷完善,這些技術(shù)使實(shí)現(xiàn)對(duì)疾病和特定患者個(gè)體化精準(zhǔn)治療成為可能,也在提高疾病的預(yù)防中具有重要意義。先天性心臟病是目前最為常見(jiàn)的先天畸形,同時(shí)也是引起嬰幼兒死亡的首要原因。在新生兒中發(fā)病率約為0.7%~1%,嚴(yán)重危害嬰幼兒的健康。在心臟的發(fā)育過(guò)程中涉及到多種因素在時(shí)間和空間上的相互作用,而胚胎期遺傳因素和環(huán)境因素共同作用導(dǎo)致心臟的發(fā)育異常。由于先天性心臟病遺傳機(jī)制的復(fù)雜性,對(duì)如何導(dǎo)致心臟畸形的原因仍不清楚。先天性心臟病的種類(lèi)復(fù)雜多樣,給先天性心臟病的治療和預(yù)防造成了極大的難題。臨床研究表明血清學(xué)指標(biāo)可以反映心功能狀態(tài),臨床檢測(cè)指標(biāo)主要有高敏C反應(yīng)蛋白、脂蛋白a、心肌肌鈣蛋白、鈉尿肽等,心臟的異常可導(dǎo)致血清學(xué)標(biāo)記物的水平異常變化,通過(guò)先天性心臟病相關(guān)血清標(biāo)記物組的優(yōu)化建�？梢詾橄忍煨孕呐K病的病因分析、早期診斷和治療提供理論依據(jù)。越來(lái)越多的研究表明先天性心臟病的發(fā)病機(jī)制和某些轉(zhuǎn)錄因子有關(guān),而先天性心臟病的易感基因和血清學(xué)標(biāo)記之間的關(guān)系目前尚未報(bào)道。而隨著生物信息學(xué)的快速應(yīng)用,GO(Gene Ontology)已成為生物信息領(lǐng)域中一個(gè)重要的工具和方法。GO數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)結(jié)構(gòu)化的標(biāo)準(zhǔn)生物學(xué)模型,涵括了基因的細(xì)胞組分(cellular component)、分子功能(molecular function)、生物學(xué)過(guò)程(biological process)。在基因功能注釋方面,GO發(fā)揮著巨大的作用,GO可以分析基因或蛋白質(zhì)在細(xì)胞中的位置、分子功能及其參與的生物學(xué)過(guò)程,從而將基因及其產(chǎn)物的注釋簡(jiǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)化的詞匯。本研究擬采用Meta分析方法從近年來(lái)的國(guó)內(nèi)外研究中篩選出先天性心臟病的易感基因及血清危險(xiǎn)因素;基于臨床血清標(biāo)記物水平,利用Logistic回歸及支持向量機(jī)兩種方法建立先天性心臟病的標(biāo)記物組關(guān)系模型;通過(guò)GO分析對(duì)先天性心臟病易感基因及血清學(xué)標(biāo)記物進(jìn)行功能注釋,建立易感基因及血清標(biāo)記物之間的功能關(guān)系。本研究運(yùn)用臨床醫(yī)學(xué)、Meta分析及生物信息學(xué)GO分析等多學(xué)科結(jié)合的研究方法,為尋找與疾病病因相關(guān)基因表達(dá)和血清標(biāo)志物的相關(guān)性提供了理論依據(jù)。利用血清標(biāo)志物等指標(biāo)建立的標(biāo)記物組關(guān)系模型,也可能為其他疾病的早期預(yù)測(cè)提供技術(shù)支持。該研究主要分為以下三個(gè)部分:第一部分先天性心臟病易感基因及臨床研究血清危險(xiǎn)因素的Meta分析目的:篩選先天性心臟病的易感基因及血清危險(xiǎn)因素。方法:以CNKI、維普、萬(wàn)方、Pub Med數(shù)據(jù)庫(kù)作為文獻(xiàn)的主要來(lái)源,易感基因的中文檢索詞為“先天性心臟病”、“基因”、“突變”,英文檢索詞為“congenital heart disease”,“gene”,“mutations”,發(fā)表年限為2006年1月1日至2014年06月31日;血清危險(xiǎn)因素的中文檢索詞為“先天性心臟病”,“血清標(biāo)志物”,“早期診斷”,英文檢索詞為“congenital heart disease”,“serum markers”,“diagnosis”,發(fā)表年限為2000-01-01至2014-10-31。納入文獻(xiàn)的全文均為中文或英文。提取有效的數(shù)據(jù),利用Revman5.1軟件進(jìn)行Meta分析。結(jié)果:1.先天性心臟病易感基因納入Meta分析文獻(xiàn)19篇,其中NKX2.5基因相關(guān)文獻(xiàn)7篇,GATA4基因相關(guān)文獻(xiàn)11篇,FOG2基因相關(guān)文獻(xiàn)4篇。NKX2.5基因合并OR值為2.02,95%CI為1.42-2.86;GATA4基因合并OR值為2.08,95%CI為1.50-2.88,FOG2基因合并OR值為19.43,95%CI為4.52-83.63。2.先天性心臟病血清危險(xiǎn)因素納入Meta分析文獻(xiàn)20篇,心肌肌鈣蛋白合并SMD為0.33,95%CI為0.12-0.55;高敏C-反應(yīng)蛋白合并效應(yīng)量SMD為1.84,95%CI為1.36-2.32;BNP的合并效應(yīng)量SMD為321.33,95%CI為279.03-364.29。小結(jié):NKX2.5、GATA4、FOG2基因作為遺傳因素,是先天性心臟病的易感基因;血清c Tn I、hs CRP、BNP是先天性心臟病的危險(xiǎn)因素。第二部分先天性心臟病臨床標(biāo)記物組關(guān)系模型的建立目的:建立先天性心臟病的標(biāo)記物組關(guān)系模型并評(píng)價(jià)其應(yīng)用價(jià)值。方法:1.選取以2009年12月至2014年09月我院心臟外科收治的80例(男性54例,女性76例,年齡7天~59歲)先天性心臟病患者及門(mén)診體檢正常者80例(男性38例,女性42例,年齡0.3~51歲)為研究對(duì)象。采用酶聯(lián)免疫吸附分析(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)方法檢測(cè)血清BNP水平,采用免疫速率比濁法檢測(cè)血清hs-CRP,采用免疫發(fā)光法檢測(cè)血清c Tn I水平,采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)雙抗夾心法檢測(cè)血清Lp(a)水平。檢測(cè)方法嚴(yán)格按照試劑盒說(shuō)明書(shū)操作進(jìn)行。每份樣本平行檢測(cè)2次,求均值作為最終檢測(cè)結(jié)果。以臨床實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)Meta篩選出血清學(xué)結(jié)果進(jìn)行對(duì)照補(bǔ)充。2.以先天性心臟病診斷結(jié)果(患者=1,健康者=0)為應(yīng)變量,用向前法作逐步Logistic回歸分析篩選用于判斷先天性心臟病的血清學(xué)標(biāo)志物,通過(guò)逐步運(yùn)算,最終得到建模指標(biāo)。利用支持向量機(jī)建立先天性心臟病的血清標(biāo)記物組關(guān)系模型,選取收集的80例先天性心臟病患者中的60例和80例健康對(duì)照者中的60例作為測(cè)試集樣本,輸入到支持向量機(jī)中進(jìn)行訓(xùn)練。3.以L(fǎng)ogistic回歸模型變量的檢測(cè)水平為檢驗(yàn)變量,以病理診斷結(jié)果為狀態(tài)變量,制作其ROC曲線(xiàn),根據(jù)ROC曲線(xiàn)下面積值(area under the curve,AUC)評(píng)價(jià)其對(duì)先天性心臟病的應(yīng)用價(jià)值;選取其余的20例先天性心臟病患者和20例對(duì)照者作為測(cè)試集樣本,輸入訓(xùn)練后的支持向量機(jī)中網(wǎng)絡(luò),得到對(duì)應(yīng)的判別結(jié)果(1或0),和目標(biāo)對(duì)比后可得出判別準(zhǔn)確率,并評(píng)價(jià)創(chuàng)建的標(biāo)記物組關(guān)系模型的應(yīng)用價(jià)值。結(jié)果:1.先天性心臟病患者的血清c Tn I、hs-CRP、BNP、Lp(a)水平明顯高于健康者,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。2.Logistic回歸分析結(jié)果表明,單變量Lp(a)、c Tn I、BNP與先天性心臟病的發(fā)生相關(guān),多變量c Tn I、BNP、Lp(a)與先天性心臟病的發(fā)生非顯著相關(guān),Lp(a)與c Tn I,Lp(a)與BNP,BNP與c Tn I聯(lián)合變量與先天性心臟病的發(fā)生相關(guān),其聯(lián)合檢測(cè)ROC曲線(xiàn)下面積AUC分別為0.994、0.981、0.999,準(zhǔn)確率分別為93.4%、87.1%、97.2%,具有較高的應(yīng)用價(jià)值;支持向量機(jī)診斷模型的診斷準(zhǔn)確率為85%。小結(jié):先天性心臟病患者較正常人的血清c Tn I、hs-CRP、BNP、Lp(a)水平存在顯著異常;基于Logistic回歸建立的Lp(a)與c Tn I,Lp(a)與BNP,BNP與c Tn I聯(lián)合檢測(cè)模型及基于SVM建立的先天性心臟病標(biāo)記物組關(guān)系模型均具有較高的輔助診斷價(jià)值,Logistic回歸建立的模型準(zhǔn)確率更高,可為先天性心臟病的輔助診斷提供技術(shù)支持。第三部分血清標(biāo)記物L(fēng)p(a)、BNP與先天性心臟病易感基因的生物信息學(xué)功能解析目的:探討先天性心臟病易感基因及相關(guān)血清標(biāo)記物之間的功能關(guān)系。方法:1.利用生物信息學(xué)方法,通過(guò)GO(Gene Ontology)分析對(duì)先天性心臟病易感基因及血清標(biāo)記物分別進(jìn)行功能注釋,尋找血清標(biāo)記物與易感基因之間的相同功能,并建立血清與基因之間的功能關(guān)系圖。2.利用實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)先天性心臟病患者及健康對(duì)照者的易感基因表達(dá)水平,與血清標(biāo)記物水平進(jìn)行對(duì)比,分析易感基因及血清標(biāo)記物之間的可能關(guān)系。結(jié)果:1.GO分析結(jié)果表明,先天性心臟病易感基因NKX2.5、GATA4、FOG2與血清標(biāo)記物L(fēng)p(a)及BNP之間在功能上存在關(guān)聯(lián),而與血清c Tn I、hs-CRP暫時(shí)未發(fā)現(xiàn)相關(guān)性;2.實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)結(jié)果表明,相對(duì)于健康者,先天性心臟病患者的NKX2.5、GATA4、FOG2基因相對(duì)表達(dá)量2-ΔΔCt分別為0.59±0.18,0.47±0.14,0.33±0.99,病例組的表達(dá)量明顯低于對(duì)照組,而病例組的血清Lp(a)及BNP水平顯著高于對(duì)照組。小結(jié):先天性心臟病易感基因NKX2.5、GATA4、FOG2與血清標(biāo)記物L(fēng)p(a)與BNP之間在GO功能注釋方面存在聯(lián)系,與Lp(a)主要是脂蛋白跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)及血液循環(huán)方面的關(guān)系,與BNP主要是基因表達(dá)及代謝過(guò)程方面的關(guān)系;NKX2.5、GATA4、FOG2的異常表達(dá)可能是導(dǎo)致Lp(a)與BNP水平異常的原因之一。
[Abstract]:Background : With the development of precision medicine , the gradual establishment of individualized medical model , rapid development of gene sequencing technology , the continuous establishment of clinical large data and biological network , it is very important for the diagnosis and prevention of congenital heart disease . In this study , we use Meta - analysis to study the relationship between susceptibility genes and serum markers of congenital heart disease . The results were as follows : 1 . The combination OR value of NKX2.5 , GATA4 and FOG2 was 2.02 , 95 % CI was 2.02 , 95 % CI was 1.42 - 2.88 . The results showed that the combined effect of NKX2.5 , GATA4 and FOG2 was 2.08 , 95 % CI was 1.42 - 2.88 . 1 . The relationship between serum c Tn I , hs - CRP , BNP and Lp ( a ) in patients with congenital heart disease was significantly higher than those in healthy controls . The results showed that the relative expression of NKX2.5 , GATA4 , FOG2 in patients with congenital heart disease was 0 . 59 鹵 0 . 18 , 0.47 鹵 0.14 , 0.33 鹵 0.99 respectively .

【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：R541.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1886767