[发明专利]一种筛查各类眼科遗传性疾病的基因芯片及其制备和使用方法

说明书

技术领域

 本发明涉及生物基因芯片技术领域，具体涉及一种筛查各类眼科遗传性疾病的基因芯片及其制备和使用方法。

背景技术

目前已报道的眼科遗传性疾病超过了200种。按照解剖学位置不同可分为泪器病、眼睑病、角膜病、青光眼、晶状体病、色素膜病、视网膜病、玻璃体病、视神经病、眼肌病、眼屈光不正和综合征等；按遗传方式不同可分为常染色体隐性遗传、常染色体显性遗传、性染色体连锁遗传和线粒体遗传；按基因数量可分为单基因遗传和多基因遗传。其中的先天性青光眼、视网膜色素变性、Leber遗传视神经病、尤塞综合征等多种遗传性眼科疾病都可导致严重的不可逆性盲。眼科遗传性疾病严重影响患者的生活，给其家庭和社会带来严重的经济负担。因此，如何快速定位致病的基因位点，为患者提供遗传咨询和为后续的治疗奠定基础，是医学界乃至整个社会需迫切解决的问题。

但是，目前对于遗传性眼病的诊断非常困难。目前多依赖于典型家族史和临床特征为依据，但是许多遗传性眼病的早期临床特征并不明显，且不具备很高的特异性，家族史又不清晰，难以做出精确的临床诊断。所以，应用分子生物学方法来筛查致病的基因位点，可以做出准确的临床诊断，从而为患者的治疗和遗传学咨询提供确凿证据。

基因芯片是近年来迅速发展起来的集物理学、化学、材料学和生命科学于一体的高新技术，利用微电子芯片技术的集约化和平行处理原理，将大量具有生物学意义的特殊序列的生物样品有序地固化在玻璃片和硅片等基质表面，并利用微量反应体积，一次杂交就可以对许多基因表达水平、突变和多态性进行特异、快速、精确检测，已经在基因表达、基因突变、基因多态性研究和基因诊断等领域获得成功应用。由于基因芯片具有这些独特的优点使其在基因检测方面得到一定的运用，如利用表达谱微阵列对基因的表达状况进行检测，来探讨疾病的发病机制，或利用寡核苷酸微阵列上的引物延伸反应或直接核酸杂交检测单核苷酸多态性（SNP）等。

但是目前仍然没有一种能同时筛查多种眼科遗传性疾病的基因芯片。归结原因有二：其一，致病基因多，序列长。例如仅仅视网膜色素变性这一类疾病，目前报道的相关联的基因超过50个，每个基因外显子数目都有数十个到上百个不等，每个基因mRNA序列可多达上万个碱基序列；其二，传统测序方法效率低，成本高。传统的Sanger测序每小时只能检测6千个碱基序列。理论上一次性筛查多种疾病可能需要数月之久，且耗费极高，不适合于临床推广。

而随着近几年第二代测序技术的诞生和发展，使得第二个问题得以解决。目前第二代测序技术可在10个小时内检测4-6亿个碱基序列。不仅极大地减少了测序时间 ，同时也极大地降低了成本。

而对于第一个问题，候选基因多难以筛查，依然缺乏解决办法。在目前在眼科遗传领域，仅有针对Leber遗传视神经病几个已知位点的基因诊断芯片，由于没有包含线粒体基因组的全部序列，只能检测出一部分的Leber遗传视神经病患者。而对于其他包括了视网膜色素变性在内的200多种复杂的遗传眼病，甚至没有任何一种基因诊断芯片。其主要原因是，眼虽然是一个体积很小的器官，但结构复杂功能精细，眼科里面的分科数量又多，统计种类数量全面的遗传性眼病有很大困难，而且要定制成基因芯片又需要结合很强的遗传学知识和生物信息学知识。所以在目前的眼科领域，缺乏一种包含各类眼科遗传性疾病的基因芯片用以提供明确的临床诊断，然后为患者提供遗传咨询和为后续的治疗奠定基础。

因此，设计一个涉及最多种类眼科遗传性疾病、包含最全面的致病基因的基因诊断芯片，并且能结合第二代测序技术，高效低成本地筛查遗传性眼病，对于患者及其家庭乃至整个社会，对于眼科学领域乃至整个医学界，具有重大意义。

发明内容

本发明的目的之一在于为了克服现有技术的不足而提供一种能快速同时检测多种眼科遗传性疾病的筛查各类遗传性眼病的基因芯片及其制作方法。