基于口腔黏膜PINK1基因的颞下颌关节骨关节病辅助诊断、预后评价试剂盒及其应用

基于口腔黏膜pink1基因的颞下颌关节骨关节病辅助诊断、预后评价试剂盒及其应用
技术领域
1.本发明属于基因诊断领域，具体涉及基于口腔黏膜pink1基因的颞下颌关节骨关节病辅助诊断、预后评价试剂盒及其应用。


背景技术：

2.颞下颌关节紊乱病(temporomandibular disorder,tmd)，是指累及下领关节和咀嚼肌系统的、具有相关临床症状(如疼痛、弹响、开口受限等)的一组疾病的总称。临床主要表现为弹响、疼痛、功能障碍，对患者的咀嚼、语言等功能造成重要影响，特别是患者长期慢性疼痛严重影响了患者的生活质量。参考美国口腔颌面疼痛学会对国际头痛学会分类的补充分类，将颞下颌关节紊乱病分为四类：(1)咀嚼肌紊乱疾病，主要指关节周围肌肉疾病，此类疾病为关节外疾病。(2)结构紊乱疾病，它主要指正常关节结构关系发生异常改变，包括各种关节盘移位，关节囊扩张及关节盘各附着松弛或撕脱等。(3)关节炎症性疾病，主要包括滑膜炎及关节囊炎。(4)骨关节病(osteoarthrosis，oa)，又称颞下颌关节骨关节病(tmjoa)，主要指关节软骨或软骨下骨质发生破坏或改建等器质性病变。
3.颞下颌关节骨关节病常伴发软骨下骨组织改建和滑膜相应病变，其大多是由于软骨细胞控制的合成代谢与分解代谢不平衡所导致的，并以关节软骨细胞外基质进行性退变及继发感染为特征，临床上常表现为关节疼痛、弹响,杂音及功能障碍。据估计，oa在整个tmd患者中发病率为11.4-58％，由于文献中报道对oa的发病率差异很大，因而需要确定一个诊断oa的特异性标准。相关技术中，这个标准主要包括患者的临床症状、体征及x线表现。由于对oa的病因及分子病理机制还不甚清楚，因此，临床上对其治疗适应症主要是根据物理检查及影像学检查。虽然关节的影像学检查可能揭示一些与这一疾病相关的结构上的变化，但其检查结果与其临床症状并不总是相符的，而且对于oa的治疗至今没有找到一种理想的方法，因此，了解oa的病因及其分子病理机制，对于提高oa的诊断水平，寻找良好的治疗方法是很有必要的。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种基于口腔黏膜pink1基因的颞下颌关节骨关节病辅助诊断、预后评价试剂盒及其应用，发明人首次发现了口腔黏膜pink1基因能够有效用于指示颞下颌关节骨关节病的发生风险及分期情况，并通过检测口腔黏膜pink1基因的表达量能够准确诊断出受试者的患病情况，其检测灵敏度高，特异性强，对于颞下颌关节骨关节病的早期诊断和风险预测提供了有效的技术支持，有效提高了临床治疗的针对性和有效性。
5.本发明的第一个方面，提供pink1基因或pink1蛋白作为颞下颌关节骨关节病诊断靶点或治疗靶点的用途。
6.pink1(pten induced putative kinase 1)是一种蛋白激酶。pink1能在整个身体
的细胞里表达，在心脏、肌肉和大脑等耗能高的器官里的表达尤为突出。在细胞内，主要位于在线粒体的内膜中。现有技术中对于pink1的功能还没有完全理解，也未有公开其在颞下颌关节骨关节病诊断方面的相关内容。
7.根据本发明的第一个方面，在本发明的一些实施方式中，所述pink1基因的核苷酸序列为：
8.(1)seq id no:1所示序列；或
9.(2)seq id no:1所示序列经基因突变得到的同一性为98％以上的序列，所述基因突变包括碱基置换、移码、片段缺失和插入。
10.在本发明的一些实施方式中，(2)中所述序列为seq id no:1所示序列经基因突变得到的同一性为99％以上的序列，所述基因突变包括碱基置换、移码、片段缺失和插入。
11.在本发明的一些实施方式中，(2)中所述序列未发生功能性改变。
12.本发明的第二个方面，提供检测pink1基因表达情况的试剂在制备颞下颌关节骨关节病诊断产品中的应用。
13.根据本发明的第二个方面，在本发明的一些实施方式中，所述颞下颌关节骨关节病诊断或辅助诊断产品具有如下(1)～(2)任一种功能：
14.(1)颞下颌关节骨关节病诊断、辅助诊断及筛选；
15.(2)颞下颌关节骨关节病分期。
16.在本发明的一些实施方式中，所述颞下颌关节骨关节病诊断或辅助诊断产品包括检测试剂、检测试剂盒、检测试纸条、基因芯片。
17.当然，本领域技术人员可以根据实际使用需求，选择其他的产品形式用于实现颞下颌关节骨关节病诊断或辅助诊断。
18.在本发明的一些实施方式中，所述颞下颌关节骨关节病诊断或辅助诊断产品的使用方法为：
19.使用所述颞下颌关节骨关节病诊断产品检测样品中的pink1基因表达量，根据样品2
‑△△
ct
值判断受试者患病风险及患病情况
20.在本发明的一些实施方式中，检测方法包括pcr扩增。当然，本领域技术人员可以根据实际使用需求，选择其他的检测方法用于检测样品中的pink1基因表达量，包括但不限于pcr扩增、恒温扩增等方法。
21.在本发明的一些实施方式中，所述检测方法为pcr扩增。
22.在本发明的一些实施方式中，pcr扩增体系为：
23.组分25μl体系2
×
taqman pcr mix12.5μlpink1-f(10μm)1μlpink1-r(10μm)1μlpink1-p(0.2μm)1μlgapdh-f(10μm)1μlgapdh-r(10μm)1μlgapdh-p(0.2μm)1μlrox reference dye ii0.25μl
cdna模板(1:10稀释)5μlddh2o1.25μl
24.其中，gapdh作为内参基因，其中，内参基因gapdh的特异性引物组和探针为：
25.上游引物(gapdh-f)：5
’‑
caaggctgtgggcaaggt-3’(seq id no：5)；
26.下游引物(gapdh-r)：5
’‑
ggaaggccatgccagtga-3’(seq id no：6)；
27.探针(gapdh-p)：5
’‑
atccctgagctgaacg-3’(seq id no：7)；
28.反应程序为：95℃预变性5min；95℃变性15s，60℃退火20s，72℃延伸40s，40个循环。在72℃时收集荧光信号，绘制溶解曲线(温度范围60℃-95℃)。
29.在本发明的一些实施方式中，受试者患病风险及患病情况判断标准为：
30.以正常健康人标准样品作为对照，若检测样品2
‑△△
ct
值大于阈值，则受试者有颞下颌关节骨关节病患病风险或患有颞下颌关节骨关节病患病；
31.若否，则不具有颞下颌关节骨关节病患病风险；
32.在本发明的一些实施方式中，根据样本实际情况，所述阈值包括1或1以上的整数。
33.在本发明的一些实施方式中，所述阈值为1。
34.以不同分期的颞下颌关节骨关节病患者标准样品分别作为对照，若检测样品2
‑△△
ct
值与颞下颌关节骨关节病患者标准样品的2
‑△△
ct
值的差值不显著，则受试者与该颞下颌关节骨关节病患者标准样品的分期一致。
35.在本发明中，显著性的判断方法可以按照本领域中常规的统计学方法进行计算得到，显著性的判断标准可基于实际样本情况决定，判断阈值包括但不限于p《0.05、p《0.01、p《0.001。
36.发明人发现，不同分期的颞下颌关节骨关节病患者的口腔粘膜样品中的pink1基因表达量均存在显著差异，因此，通过对比不同分期的颞下颌关节骨关节病患者标准样品既可以有效的对颞下颌关节骨关节病患者的患病情况进行有效且准确的分期处理。
37.本发明的第三个方面，提供一种颞下颌关节骨关节病诊断试剂，所述试剂中含有pink1基因的检测试剂以及检测颞下颌关节骨关节病的其他试剂。
38.在本发明的一些实施方式中，所述pink1基因的检测试剂包括pink1基因的特异性引物组和探针；
39.当然，本领域技术人员可以根据实际使用需求，选择其他的pink1基因的检测试剂用于定性或定量检测pink1基因。
40.在本发明的一些实施方式中，所述pink1基因特异性引物组的核苷酸序列为：
41.上游引物pink1-f：5
’‑
caagagaggtcccaagcaactag-3’；
42.下游引物pink1-r：5
’‑
ggtgaaggcgcggagaa-3’；
43.所述探针的核苷酸序列为：
44.探针pink1-p：5
’‑
ctcaccccaacatcat-3’。
45.本发明中的pink1基因特异性引物组和探针是基于pink1基因设计得到的，能够有效用于pink1基因的识别和定量检测。
46.本发明的第四个方面，提供一种颞下颌关节骨关节病检测试剂盒，所述颞下颌关节骨关节病检测试剂盒中含有本发明第三个方面所述诊断试剂和对照试剂。
47.在本发明的一些实施方式中，所述对照试剂包括阴性对照试剂和阳性对照试剂中
的至少一种。
48.在本发明的一些实施方式中，所述对照试剂包括阴性对照试剂和阳性对照试剂的组合。
49.在本发明中，阴性对照试剂和阳性对照试剂的存在基于检测产品的使用目的，当检测产品仅用于诊断、辅助诊断或颞下颌关节骨关节病患者筛查时，可仅含有阴性对照试剂。当还需进一步对颞下颌关节骨关节病患者的患病分期情况进行区分时，则需要含有阳性对照试剂。
50.在本发明的一些实施方式中，所述阴性对照试剂为正常健康人标准样品。
51.在本发明的一些实施方式中，所述阳性对照试剂包括不同分期的颞下颌关节骨关节病患者标准样品。
52.本发明的有益效果是：
53.1.本发明首次发现了口腔粘膜pink1基因表达情况可以作为颞下颌关节骨关节病的诊断、辅助诊断，以及患病分期的标志物，其在健康人和颞下颌关节骨关节病患者的口腔粘膜样品中表达差异显著，且不同分期的颞下颌关节骨关节病患者的口腔粘膜样品中pink1基因表达情况也显著不同，auc可达0.9083，敏感性为0.7962，特异性为0.8889。
54.2.本发明提供了一种可用于检测颞下颌关节骨关节病发生风险情况、以及颞下颌关节骨关节病分期的检测产品，其检测效果准确，能够显著区分不同的患病风险以及患病分期，可有效用于颞下颌关节骨关节病的早期预测与诊断，为颞下颌关节骨关节病的预防与治疗提供有利的数据支持。
附图说明
55.图1为健康对照受试者口腔黏膜(normal)和tmjoa患者口腔黏膜(tmjoa)中pink1基因的表达量对比图；
56.图2为不同临床分期的tmjoa患者口腔黏膜中的pink1基因的表达量对比图；
57.图3为pink1基因作为tmjoa的诊断标志物的roc曲线图。
具体实施方式
58.为了使本发明的发明目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
59.所使用的实验材料和试剂，若无特别说明，均为常规可从商业途径所获得的耗材和试剂。
60.样本纳入准则
61.在本实施例中，颞下颌关节骨关节病队列的招募严格按照纳入标准进行。其中，颞下颌关节骨关节病的定义为颞下颌关节组织发生磨损与变性，并在关节表面形成新骨的非炎症性病变。颞下颌关节骨关节病的表现为：单侧或双侧颞下颌关节区域疼痛，伴有咬合功能下降，影像学提示髁突或关节窝出现糜烂、变平或硬化。
62.在本实施例中，颞下颌关节骨关节病队列是于2019年1月至2022年1月在四川省人民医院按照上述纳入准则招募得到的，共招募265名颞下颌关节骨关节病患者和63名年龄
相匹配的健康对照受试者。所有标本采集均获得受试者家属签署的知情同意，并得到四川省人民医院审查委员会批准。
63.样品处理
64.分别从上述招募的健康对照者和颞下颌关节骨关节病(tmjoa)患者中获取口腔黏膜样品，并用于提取rna进行定量分析。
65.其中，定量分析方法采用荧光定量pcr。
66.结果发现，以健康对照者作为对照，pten induced kinase 1(pink1)基因特异性高表达于tmjoa患者中，对pink1基因进行测序分析，发现其编码区核苷酸序列为：
[0067]5’‑
atggcggtgcgacaggcgctgggccgcggcctgcagctgggtcgagcgctgctgctgcgcttcacgggcaagcccggccgggcctacggcttggggcggccgggcccggcggcgggctgtgtccgcggggagcgtccaggctgggccgcaggaccgggcgcggagcctcgcagggtcgggctcgggctccctaaccgtctccgcttcttccgccagtcggtggccgggctggcggcgcggttgcagcggcagttcgtggtgcgggcctggggctgcgcgggcccttgcggccgggcagtctttctggccttcgggctagggctgggcctcatcgaggaaaaacaggcggagagccggcgggcggtctcggcctgtcaggagatccaggcaatttttacccagaaaagcaagccggggcctgacccgttggacacgagacgcttgcagggctttcggctggaggagtatctgatagggcagtccattggtaagggctgcagtgctgctgtgtatgaagccaccatgcctacattgccccagaacctggaggtgacaaagagcaccgggttgcttccagggagaggcccaggtaccagtgcaccaggagaagggcaggagcgagctccgggggcccctgccttccccttggccatcaagatgatgtggaacatctcggcaggttcctccagcgaagccatcttgaacacaatgagccaggagctggtcccagcgagccgagtggccttggctggggagtatggagcagtcacttacagaaaatccaagagaggtcccaagcaactagcccctcaccccaacatcatccgggttctccgcgccttcacctcttccgtgccgctgctgccaggggccctggtcgactaccctgatgtgctgccctcacgcctccaccctgaaggcctgggccatggccggacgctgttcctcgttatgaagaactatccctgtaccctgcgccagtacctttgtgtgaacacacccagcccccgcctcgccgccatgatgctgctgcagctgctggaaggcgtggaccatctggttcaacagggcatcgcgcacagagacctgaaatccgacaacatccttgtggagctggacccagacggctgcccctggctggtgatcgcagattttggctgctgcctggctgatgagagcatcggcctgcagttgcccttcagcagctggtacgtggatcggggcggaaacggctgtctgatggccccagaggtgtccacggcccgtcctggccccagggcagtgattgactacagcaaggctgatgcctgggcagtgggagccatcgcctatgaaatcttcgggcttgtcaatcccttctacggccagggcaaggcccaccttgaaagccgcagctaccaagaggctcagctacctgcactgcccgagtcagtgcctccagacgtgagacagttggtgagggcactgctccagcgagaggccagcaagagaccatctgcccgagtagccgcaaatgtgcttcatctaagcctctggggtgaacatattctagccctgaagaatctgaagttagacaagatggttggctggctcctccaacaatcggccgccactttgttggccaacaggctcacagagaagtgttgtgtggaaacaaaaatgaagatgctctttctggctaacctggagtgtgaaacgctctgccaggcagccctcctcctctgctcatggagggcagccctgtga-3’(seq id no：1)。
[0068]
其中，pink1基因的荧光定量pcr引物及探针序列具体为：
[0069]
上游引物(pink1-f)：5
’‑
caagagaggtcccaagcaactag-3’(seq id no：2)；
[0070]
下游引物(pink1-r)：5
’‑
ggtgaaggcgcggagaa-3’(seq id no：3)；
[0071]
探针(pink1-p)：5
’‑
ctcaccccaacatcat-3’(seq id no：4)。
[0072]
具体检测方法为：
[0073]
1.口腔黏膜样品的获得：
[0074]
取医用无菌棉签，在受试者左右口腔内壁轻轻摩擦10～15下，得到口腔黏膜样品。
然后将采集好的棉签放入1ml的rna提取裂解液中，根据总rna提取试剂盒(购自solarbio)的说明书进行总rna提取，提取的rna定量后放入-80℃环境中保存或直接进行逆转录反应。
[0075]
2.cdna的获得：
[0076]
取2～5μg步骤1获得的总rna，使用反转录试剂盒(one step superrt-pcr mix kit，solarbio)，按照说明书操作合成cdna。
[0077]
3.荧光定量pcr(qpcr)扩增：
[0078]
采用seq id no：2～4所示的引物及探针，参考表1所示的pcr扩增体系进行扩增。
[0079]
其中，pink1探针序列上连接有报告基团，在本实施例中，荧光基团为fam，猝灭基团为bhq1。当然，本领域技术人员可以根据实际使用需求，在不影响检测精度的条件下，合理选择其他的报告基团，包括但不限于上述fam、bhq1。
[0080]
使用gapdh作为内参基因，其中，内参基因gapdh的特异性引物组和探针为：
[0081]
上游引物(gapdh-f)：5
’‑
caaggctgtgggcaaggt-3’(seq id no：5)；
[0082]
下游引物(gapdh-r)：5
’‑
ggaaggccatgccagtga-3’(seq id no：6)；
[0083]
探针(gapdh-p)：5
’‑
atccctgagctgaacg-3’(seq id no：7)；
[0084]
其中，gapdh探针序列上连接有报告基团，在本实施例中，荧光基团为cy5，猝灭基团为bhq1。当然，本领域技术人员可以根据实际使用需求，在不影响检测精度的条件下，合理选择其他的报告基团，包括但不限于上述fam、bhq1。
[0085]
pcr扩增仪器选择7500real-time pcr system。
[0086]
表1 qpcr反应体系
[0087]
组分25μl体系2
×
taqman pcr mix12.5μlpink1-f(10μm)1μlpink1-r(10μm)1μlpink1-p(0.2μm)1μlgapdh-f(10μm)1μlgapdh-r(10μm)1μlgapdh-p(0.2μm)1μlrox reference dye ii0.25μlcdna模板(1:10稀释)5μlddh2o1.25μl
[0088]
其中，2
×
taqman pcr master mix购自solarbio。
[0089]
反应程序为：95℃预变性5min；95℃变性15s，60℃退火20s，72℃延伸40s，40个循环。
[0090]
在72℃时收集荧光信号，绘制溶解曲线(温度范围60℃-95℃)。
[0091]
使用2
‑△△
ct
法判断检测结果。
[0092]
具体判断方法为：
[0093]
(1)计算2
‑△△
ct
值：使用tmjoa患者pink1基因的ct值减去其gapdh的ct值，再取其负数值为
‑△
ct(tmjoa)；健康对照者pink1基因的ct值减去其gapdh的ct值，再取其负数值为
‑△
ct(正常)；然后根据下述公式计算得到
‑△△
ct值。
[0094]
‑△△
ct＝[
‑△
ct(tmjoa)]-[
‑△
ct(正常)]。
[0095]
以
‑△△
ct值为幂值，计算2
‑△△
ct
值。
[0096]
(2)若2
‑△△
ct
值大于1，则认定检测样品中含有pink1，该受试者为tmjoa患者。
[0097]
临床效果验证
[0098]
为了进一步验证上述检测方法的有效性和准确性，发明人针对于63例健康对照受试者(norma)和265例tmjoa患者(tmjoa)进行临床检测验证。其中，tmjoa患者中包括52例tmjoa
ꢀⅰ
期患者、53例tmjoa
ꢀⅱ
期患者、45例tmjoa
ꢀⅲ
期患者、55例tmjoa
ꢀⅳ
期患者和60例tmjoa
ꢀⅴ
期患者，其中，tmjoa分期标准参考颞下颌关节疾病wilkes分期的临床和影像学标准。
[0099]
根据上述实施例中提供的方法获取口腔黏膜样本并进行检测。
[0100]
结果如图1和图2所示。
[0101]
对比pink1在健康对照受试者口腔黏膜(normal)和tmjoa患者口腔黏膜(tmjoa)中的表达量，可以发现，pink1在tmjoa患者中特异性高表达，说明pink1可以作为tmjoa患者诊断的有效检测标志物。
[0102]
进一步对比不同分期的tmjoa患者，可以发现，pink1在不同临床分期(ⅰ期，ⅱ期，ⅲ期，ⅳ期，
ⅴ
期)的tmjoa患者口腔黏膜中的表达量有显著差异，pink1的表达量与不同临床分期成正相关，tmjoa临床分期越高，pink1的表达水平越高，说明pink1可以作为tmjoa患者预后评价的有效检测标志物。
[0103]
为了进一步验证pink1作为tmjoa的有效诊断标志物，发明人基于临床数据进行特异性和敏感性分析。
[0104]
结果如图3所示。
[0105]
通过将健康对照受试者口腔黏膜pink1的表达情况和tmjoa患者口腔黏膜pink1的表达情况输入到graphpad prism 9.0软件进行roc曲线分析，可以发现，其auc(area under the roc curve)值为0.9083，标准误差为0.0177，95％置信区间(confidence interval，ci)为0.8736～0.9430，p《0.0001，截断值68.51。测得pink1的检测敏感性为0.7962，特异性为0.8889，说明pink1作为tmjoa患者诊断和预后评价的有效检测标志物具有很好的特异性和敏感性。
[0106]
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。