GCKR基因突变的糖尿病诊断试剂盒及应用

本发明涉及糖尿病分型的基因诊断试剂盒的建立与预后预测的，具体为一种基于gckr基因失活突变的糖尿病新型分型诊断试剂盒的建立与后续临床预测应用。

背景技术：

1、糖尿病是一种异质性、血糖升高为主要特征的慢性系统性疾病，其并发症的致残致死率居高不下。世界卫生组织和国际糖尿病联盟根据糖尿病的临床特征和病因，主要将其分为：1型糖尿病、2型糖尿病、混合型糖尿病和其他特殊类型糖尿病。目前，许多基因组关联研究或者聚类研究证实，糖尿病需要更加精准的分型，其临床特征和预后存在明显差异。亟需找到新的标志对糖尿病进行更加精准的诊断和预测。

2、大多数研究显示，与糖尿病高度相关的基因主要编码与胰岛素合成、分泌和胰岛素作用通路上的分子，直接编码参与六碳糖代谢的分子的基因十分稀少，gck基因是目前发现的最为重要的一个，gck基因编码葡萄糖激酶，其失活突变可以导致青少年起病的成人型糖尿病2型(mody2)。gckr作为gck转录后调控分子，可以和gck结合，抑制gck在细胞质的激酶活性。gck-gckr的结合是可逆的，与gck不同的是，gckr还可以作为感受器，和果糖-1-磷酸、果糖-6-磷酸、葡萄糖等代谢产物结合，并发生构像改变，从而调控与gck的结合能力，进一步参与糖代谢。gckr基因位于2号染色体，共19个外显子，cdna全长2189个碱基，主要在肝细胞表达。进几年来，越来越多的临床研究表明位于gckr上的单核苷酸多态性，如rs1260326和rs780094与代谢性糖脂疾病表型密切相关，但是并未直接确定gckr基因失活突变与代谢性疾病，特别是与糖尿病的因果关联。

3、综上，为了进一步探究gckr在糖脂代谢失调性疾病中起到的作用，探索糖尿病新型诊断和预测标志，本发明基于临床、动物、细胞验证，明确了gckr基因失活突变可以导致一种全新的临床表现趋于2型糖尿病的亚型。进一步构建了临床检测gckr突变的诊断试剂盒，并且建立了gckr基因突变所致新型糖尿病亚型诊断模型，以期对患者糖尿病进行精准诊断，并基于gckr突变构建了一种全新的糖尿病分析诊断、预测和干预体系，对不同类型糖尿病患者的并发症和预后进行预测应用。从而对数以亿计糖尿病患者实现精准诊疗，具有广阔的临床应用前景。

技术实现思路

1、本发明的首要目的在于提供gckr基因突变的糖尿病分子标记，从而实现糖尿病的精准诊断与预后预测。

2、gckr基因突变的糖尿病分子标记；包括：c.718c>t，c.1551g>t突变中至少一种。

3、本发明的次要目的是提供检测gckr基因c.718c>t，c.1551g>t突变中至少一种的试剂在制备gckr基因失活突变的糖尿病诊断制剂中的应用。

4、本发明的第三个目的是提供gckr基因失活突变的糖尿病诊断试剂盒，包含检测gckr基因c.718c>t，c.1551g>t突变中至少一种的试剂。

5、本发明的第四个目的是提供检测基因组合突变的试剂在制备gckr基因突变的糖尿病诊断制剂中的应用；所述的基因组合突变：c.230a>g，c.1250c>t，c.307g>a，c.1748c>t，c.754g>a，c.581g>a，c.1551g>t，c.718c>t，c.679c>t，c.69delg，c.869+3a>t，c.1241-10c>t，c.1423-22c>t，c.1619g>a，c.1834c>t，c.395c>t，c.940g>t，g.4378g>a，g.4780g>a，c.750+144c>g，c.354+1g>a，c.152g>a，c.548_549del，c.655a>g，c.919t>g，c.1135dup，c.1147c>a，c.1187t>a，c.1433g>a，c.1499t>g，c.1555g>a，c.1618c>t；携带以上至少一种的杂合、纯合、复合杂合的失活突变者，且最大等位基因频率maf<1％；诊断为gckr突变型糖尿病。

6、(变异命名规则遵循hgvsrecommendations for the description of sequencevariants:2016update；cdna参考序列：nm_001486.4，gdna参考序列：ng_028024.1。)

7、进一步地，不携带上述的任一杂合、纯合、复合杂合的失活突变者，但携带gckr基因maf>5％的单核苷酸多态性，包括rs1260326(c.1337t>c)，rs780094(g.26532t>c)(这两个位点均是t变成c是患病)至少一种的糖尿病患者，为携带gckr多态性位点糖尿病。

8、gckr基因突变的糖尿病诊断试剂盒，包含上述中突变或多态性的检测试剂。

9、本发明第五个目的是提供糖尿病并发症指标组合检测试剂在制备糖尿病患者中诊断gckr基因突变型糖尿病制剂中的应用；所述的糖尿病并发症指标包括：肥胖、血脂紊乱、高尿酸、蛋白尿和脂肪肝。

10、进一步地，根据gckr评分公式来判断：

11、gckr score＝p(肥胖)×7.3+p(血脂紊乱)×7.91+p(高尿酸)×3.59+p(蛋白尿)×2.67+p(脂肪肝)×4.44；其中p值为每位糖尿病患者并发症指标发生的频率，含有此并发症指标为1，不含此并发症为0；当评分大于14.69分时，诊断为gckr基因突变型糖尿病。

12、本发明中，中国成人肥胖或超重定义为bmi大于等于24kg/m2，血脂紊乱根据中国成人血脂异常防治指南(2016年修订版)标准界定，高尿酸血症根据中国高尿酸血症与痛风诊疗指南(2019)界定，蛋白尿根据尿微量白蛋白/尿肌酐比值大于等于30mg/g以及尿常规尿蛋白阳性为标准界定，脂肪肝根据腹部彩超、ct、mri影像学手段提示脂肪沉积或者脂肪肝，或者肝穿刺病理结果提示脂肪肝定义。

13、本发明第六个目的是提供糖尿病患者中诊断gckr基因突变型糖尿病试剂盒，包含检测糖尿病患者的糖尿病并发症指标包括：肥胖、血脂紊乱、高尿酸、蛋白尿和脂肪肝在内的试剂。

14、本发明基于发明人前期构建的中国遗传性内分泌代谢疾病队列，通过全外显子测序联合候选基因突变验证的方法确定一种从未验证过的可以导致呈现2型糖尿病表型的基因突变位点：gckr基因c.718c>t，c.1551g>t突变，所述gckr基因野生型cdna在seq id no.1显示。进一步构建了携带gckr基因cdna和c.718c>t，c.1551g>t突变的cdna荧光质粒和flag标签质粒，将其转染至靶细胞，对突变后的gckr蛋白亚细胞定位、gck-gckr结合能力和gck活性进行检测，进一步明确gckr基因c.718c>t，c.1551g>t突变为失活突变，并可在临床上导致2型糖尿病表型。

15、本发明采用crisp-cas9技术构建了gckr c.718c>t突变小鼠，通过spf级环境喂养，发现gckrc.718c>t突变小鼠相比于野生型同窝仔，出现糖化血红蛋白升高、糖耐量减低、胰岛素敏感性减低、肥胖、血脂升高、尿酸升高的表现，与临床表型一致，从而进一步明确gckr突变可以导致上述糖尿病相关表型的产生。

16、本发明进一步构建了gckr基因失活突变检测试剂盒，本发明采用massarray方法，即基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(matrix assisted laser desorption/ionization time of flight mass spectrometry,maldi-tof-ms)。本试剂盒包含适于检测gckr基因突变体的试剂，引物，后续分析流程，应用于所有临床诊断为糖尿病患者检测并分类,并对此试剂盒检测的精确度进行受试者工作曲线验证。

17、本发明更进一步在新发糖尿病人群中进行高通量测序，发现了多种错义突变和大片段缺失所致的基因功能缺失突变均可导致2型糖尿病表型的单基因糖尿病。并收集目前已报道的gckr突变病例信息，进一步提取gckr基因突变所致新型糖尿病的表型特征，根据临床特征的频率进行加权，赋予临床特征分值，构建诊断gckr基因突变所致新型糖尿病的诊断评分模型——gckr评分，进行受试者工作曲线验证，以得到一个有效的gckr评分诊断模型。尚未发现的gckr失活变异同样纳入本发明的保护范围。

18、本发明构建的糖尿病精准分型诊断体系，内容为：糖尿病患者的dna样本，采用基于gckr基因突变的新型糖尿病分型诊断试剂盒检测，获取变异信息后，结合患者的临床表型，对患者进行打分和重新分型进行糖尿病的精确诊断。根据糖尿病的精准分型，对患者进行治疗、并发症的监测和预防，以及优生优育进行分级指导。

19、本发明针对基于gckr基因突变的糖尿病第一类分型，即携带gckr基因失活突变，构建基于临床表型的诊断模型，以期为严重的，易合并并发症的糖尿病早期精确诊断和分型提供理论和技术支持。