[發(fā)明專利]診斷急性疾病的小分子代謝物生物標(biāo)志物及其篩選方法和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011170219.8
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112748191A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李琰;威爾米澤·洛薩·奧托·愛德華德
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳脈圖精準(zhǔn)技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01N30/02
• 分類號: G01N30/02;G01N30/06;G01N30/34;G01N30/36;G01N30/72;G01N30/86;G16B40/20;G16H50/20
• 代理公司: 北京尚誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11322
• 代理人: 葉占洋;魯兵

本發(fā)明提供了診斷急性疾病的小分子代謝物生物標(biāo)志物及其篩選方法和應(yīng)用，是基于同時檢測生物樣本中數(shù)千種小分子代謝物的方法，從中篩選出與急性疾病最為相關(guān)的小分子代謝物，作為診斷急性疾病的小分子代謝物生物標(biāo)志物。本發(fā)明還基于小分子代謝物生物標(biāo)志物提供建立急性疾病診斷模型和診斷設(shè)備的應(yīng)用，為急性疾病的早期預(yù)測、篩查、干預(yù)和治療提供了有效的工具。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于急性疾病診斷應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及診斷急性疾病的非特異性小分子代謝物及其篩選方法以及利用該非特異性小分子代謝物作為生物標(biāo)志物的急性疾病的診斷模型及其構(gòu)建方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

目前，全世界的醫(yī)療保健費(fèi)用不斷上升，一方面是由于不健康的生活方式，另一方面是由于中老年人的人數(shù)比例在增長。因此，控制醫(yī)療保健成本并為健康生活方式提供指導(dǎo)成為所有發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家的共同主題。實現(xiàn)這一目標(biāo)的核心是找到一種技術(shù)，能滿足以下需求：1)可以對個體急性疾病進(jìn)行早期可執(zhí)行診斷；2)可以預(yù)估某個人在將來患某種疾病的可能性；3)可以持續(xù)監(jiān)測個體的健康狀況，從而在發(fā)現(xiàn)與某些疾病相關(guān)的異常特征時進(jìn)行早期干預(yù)。

為了滿足上述要求已經(jīng)開發(fā)了多種疾病診斷方法，其中有常規(guī)既往病史調(diào)查、體檢參數(shù)如體重體溫、影像學(xué)檢查如X射線和超聲波檢查、分子水平檢查如基于PCR技術(shù)的致病原檢測等。近些年來，分子標(biāo)志物特別是DNA、RNA以及蛋白質(zhì)標(biāo)志物也開始被用于臨床，在疾病的診斷和治療方面發(fā)揮了重要的作用，但以上方法對于急性疾病的早期預(yù)測和診斷方面還存在不足。

在當(dāng)前診斷方法中，代謝水平的診斷并沒有包括在內(nèi)，但其在急性病的診斷和預(yù)測方面的潛力被嚴(yán)重忽視，因為個體的生活方式、疾病的存在與否以及潛在發(fā)展成為某種疾病的易感性都直接反應(yīng)在個體體內(nèi)的生化活動上。眾所周知，類似營養(yǎng)、身體活動以及睡眠等生活方式的改變都是直接反應(yīng)在生化水平上的。所以，有理由相信個體將來發(fā)展成某種疾病的可能性是由于個體體內(nèi)生化活動的改變所決定的，而且該變化可能比已知的疾病癥狀的出現(xiàn)早幾年。

個體內(nèi)代謝是一個非常復(fù)雜的生化過程，但也是個體內(nèi)的一個有序過程，特定個體的生物化學(xué)活性通過個體內(nèi)的數(shù)千種代謝物的水平來反映。當(dāng)個體生活方式改變或受到來自個體內(nèi)部或外部的刺激的影響時，均可反映在個體體內(nèi)代謝物的水平變化上，例如氨基酸、糖、糖醇、有機(jī)酸、脂肪酸、脂質(zhì)、激素等非蛋白原和非核生成的小分子(分子量小于2000道爾頓)，這些小分子代謝物的集合稱為代謝物組。與分子標(biāo)志物不同，這些小分子代謝物中的每一個甚至代謝物組針對某種疾病作為標(biāo)志物是非特異性的。

生化指標(biāo)用于診斷急性疾病和綜合評估個體健康狀況已得到認(rèn)可。然而，由于臨床化學(xué)測試平均僅能檢測約100個生化參數(shù)，其僅能提供具有數(shù)千個代謝物的代謝組中非常少的一部分信息，而且小分子代謝物對某種疾病具有非特異性，這些生化參數(shù)與所診斷的急性疾病的關(guān)聯(lián)信息有限，在缺少分子標(biāo)志物數(shù)據(jù)下，不足以作為某急性疾病診斷的依據(jù)，更無法預(yù)測疾病。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題的一個或多個，本發(fā)明的一個方面提供一種用于診斷急性疾病的小分子代謝物生物標(biāo)志物的篩選方法，包括以下步驟：

1.1、對患病組和對照組每一樣本中一組小分子代謝物進(jìn)行測定，將測定數(shù)據(jù)歸集為對照代謝數(shù)據(jù)集(CK-S)和患病代謝數(shù)據(jù)集(LC-S)，并將該兩數(shù)據(jù)集按樣本以設(shè)定的比例分為第一訓(xùn)練數(shù)據(jù)集(TS)和第一測試數(shù)據(jù)集(VS)；

1.2、對步驟1.1中所述第一訓(xùn)練數(shù)據(jù)集(TS)中的對照代謝數(shù)據(jù)集(CK-S)和患病代謝數(shù)據(jù)集(LC-S)進(jìn)行統(tǒng)計分析，篩選出患病組和對照組之間存在顯著差異的代謝物，將第一訓(xùn)練數(shù)據(jù)集(TS)中這些顯著差異的代謝物的數(shù)據(jù)歸集為第二訓(xùn)練數(shù)據(jù)集(TS1)，并將所述第一測試數(shù)據(jù)集(VS)中對應(yīng)這些代謝物的數(shù)據(jù)歸集為第二測試數(shù)據(jù)集(VS1)；

1.3、將步驟1.2中所述第二訓(xùn)練數(shù)據(jù)集(TS1)輸入到隨機(jī)森林模型(M0)中；