系统性红斑狼疮的生物标志物及其应用

本发明属于分子诊断领域，具体涉及系统性红斑狼疮的生物标志物及其应用。

背景技术：

1、系统性红斑狼疮（sle）是一种异质性高的自身免疫性疾病，主要影响人群为育龄期女性，女性患这种疾病的频率远高于男性。sle 表现为多种临床表现和广泛的自身抗体，这种特性使得临床诊治 sle 存在巨大挑战。流行病学数据结果显示，全球 sle 年发病率估计为 5.14（1.40～15.13）/10 万人，每年新确诊患者为 40 万人，全球 sle 患病率为43.70（15.87～108.92）/10 万人，患病人口 341 万人。近十年来，系统性红斑狼疮在细胞和分子水平上的发病机制一直是许多研究的主题。在对 sle 患者的评估时，准确判断疾病活动十分重要。临床实践和试验中最受欢迎的疾病活动指数是 sledai-2k。它的主要优点是易于使用，但 sledai-2k 的显着弱点是遗漏了几种严重的表现，无法捕捉器官系统内的变化，以及通常不合适的固定严重程度权重。sle 疾病活动度的确认能有效指导临床医生用药，sle 疾病活动度的确认为更好地判断 sle 患者的预后提供了依据。

2、系统性红斑狼疮（sle）是一种高度异质性的自身免疫性结缔组织疾病，其特征在于产生多种自身抗体，这些抗体针对多种细胞成分，并导致免疫复合物在多个器官或系统中沉积。 sle 的诊断面临诸多挑战，包括复杂性、滞后性和侵入性，尤其是对于判断疾病是否处于活动期或静止期。中国是 sle 患病率世界第二、发病率世界第四的国家，因此，对于这种疾病的诊断和治疗需求尤为迫切。

3、染色体外环状 dna（eccdna）是一种独立于染色体的 dna 分子，是细胞核中环状dna 分子的总称，其大小不等，小者只有数百个碱基对（bp）而大者可达到几个兆碱基（mb）。越来越多证据表明 eccdna 稳态的失衡促使了一些肿瘤的起始及恶化，包括神经母细胞瘤、胶质母细胞瘤、结直肠癌、卵巢癌、乳腺癌、肺癌、胃癌、肝癌和食管癌等多种癌症。环状dna 分子在调控免疫反应和炎症过程中也扮演着关键角色，eccdna 可以通过 sting1（干扰素基因刺激物）途径触发先天免疫反应。此外，eccdna 的高 gc 含量也被认为能够激活先天免疫反应。环状 dna 在免疫反应中具有显著的激活效力并可能潜在地诱导原代 b 细胞和t 辅助性 t 辅助 2 型反应。这表明，环状 dna 分子在调控免疫反应和炎症过程中扮演着关键角色，eccdna 在自身免疫性疾病中的作用也在被逐渐揭示，目前已有研究表明eccdna 在ra,二型糖尿病等自身性免疫疾病患者中存在着与健康人 eccdna 的长度范围和基因组分布有异的特性且发挥的功能及生物过程也与健康组不同。

4、本研究旨在深入探究 eccdna 在 sle 不同阶段的作用，并寻找特定的 eccdna标志物，以非侵入性地判断疾病的活动状态和严重程度，从而为 sle 的诊断和治疗提供新的策略。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的至少一个不足，提供涉及系统性红斑狼疮的生物标志物及其应用。

2、本发明所采取的技术方案是：本研究从活动性sle患者（asle组）、非活动性sle患者（isle组）以及健康人群（对照组）的血浆样本中纯化出eccdna，随后采用滚环扩增技术（rca）和mgi dnbseq-t7高通量测序平台对其分别进行扩增和文库构建及序列测定；测序结果使用circle-map工具与人类参考基因组（grch38）进行比对，以识别eccdna碱基序列；利用bedtools软件（版本2.27.1）对eccdna序列进行基因组注解，并通过先进的生物信息学分析，详细比较了这三组样本中eccdna的数量、长度和染色体分布等方面的差异；通过edger软件（版本0.6.9）对eccdna进行归一化处理；此外， 发明人进一步通过差异表达分析、基因本体（go）和京都基因与基因组百科全书（kegg）通路分析，探究了与eccdna相关的基因以及eccdna外显子相关基因在asle、isle和hc之间的表达差异及其潜在的分子机制。蛋白质-蛋白质相互作用（ppi）分析揭示了一些关键的eccdna相关基因，它们在疾病不同阶段具有显著的表达特异性。

3、本发明的第一个方面，提供：

4、eccdna在制备系统性红斑狼疮的生物标志物中的应用，所述eccdna选自靶向bcl11b、gad2、pik3r2、sirpa、lhx5、sos1、irx1、irx6 psmc1、trim21、uba52、ddo 和eif3g中的至少一种eccdna。

5、在一些应用的实例中，所述eccdna选自靶向bcl11b 、gad2 、pik3r2 、sirpa、lhx5、sos1 、irx1 和irx6中的至少2种eccdna。

6、在一些应用的实例中，所述eccdna选自靶向psmc1、trim21、uba52、ddo 和 eif3g中的至少2种eccdna。

7、本发明的第二个方面，提供：

8、定量样本中eccdna含量的试剂在制备系统性红斑狼疮诊断试剂中的应用，所述eccdna选自靶向bcl11b、gad2、pik3r2、sirpa、lhx5、sos1、irx1、irx6 psmc1、trim21、uba52、ddo 和eif3g中的至少一种eccdna。

9、在一些应用的实例中，所述eccdna选自靶向bcl11b 、gad2 、pik3r2 、sirpa、lhx5、sos1 、irx1 和irx6中的至少2种eccdna。

10、在一些应用的实例中，所述eccdna选自靶向psmc1、trim21、uba52、ddo 和 eif3g中的至少2种eccdna。

11、在一些应用的实例中，所述样本为血液样本。

12、本发明的第三个方面，提供：

13、一种系统性红斑狼疮的诊断系统，包括：

14、eccdna定量装置：用于定量样本中eccdna的量，所述eccdna选自靶向bcl11b、gad2、pik3r2、sirpa、lhx5、sos1、irx1、irx6 psmc1、trim21、uba52、ddo 和eif3g中的至少一种eccdna；

15、分析装置：基于eccdna定量装置的定量结果，确定系统性红斑狼疮的风险和/或类型；

16、结果输出装置：输出分析装置的分析结果。

17、在一些诊断系统的实例中，所述eccdna选自靶向bcl11b 、gad2 、pik3r2 、sirpa、lhx5 、sos1 、irx1 和irx6中的至少2种eccdna。

18、在一些诊断系统的实例中，所述eccdna选自靶向psmc1、trim21、uba52、ddo 和eif3g中的至少2种eccdna。

19、在一些诊断系统的实例中，所述样本为血液样本。

20、在一些诊断系统的实例中，所述系统性红斑狼疮为活动期系统性红斑狼疮asle或静止期系统性红斑狼疮isle。

21、本发明的有益效果是：

22、发明人研究发现，eccdna在asle、isle和hc组中数量上无显著差异，在长度分布上主要集中在0-500kb范围内，且在此范围内hc组eccdna更为密集，eccdna的gc含量在疾病中和健康组中有明显差异，而在asle和isle组无明显变化，在研究consistent eccdna时，发明人找到了三组间有差异的consistenteccdna，在组成成分上三组也有显著差异

23、asle、isle和hc组地染色体分布上具有差异性。分析活动性系统性红斑狼疮（asle）、非活动性系统性红斑狼疮（isle）和健康对照组（hc）的两两之间eccdna相关外显子基因差异表达分析，获得在isle中特异性上调的基因为ppt1，在asle组中特异性下调的基因为c1orf216和mgp，在sle中都会下调的基因为gh1和leprot。

24、通过ppi分析，发明人发现bcl11b、gad2、sirpa和sos1在sle静止期表现为高表达，irx6、lhx5、pik3r2和irx1等基因在疾病静止期表现为低表达。此外，psmc1、trim21、uba52、ddo和eif3g在sle活动期表现为高表达，这些基因的差异表达可能与疾病进展有关。这些发现为理解系统性红斑狼疮的分子病理提供了新的视角，并可能有助于开发新的治疗靶点。