[發(fā)明專利]一種視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤分期模型構(gòu)建方法及標(biāo)志物

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111344893.8
• 申請日: 2021-11-15
• 公開（公告）號: CN114137137A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢昆;劉萬山
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: G01N30/86
• 分類號: G01N30/86;G01N30/72
• 代理公司: 上海旭誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

本發(fā)明公開了一種視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤分期模型構(gòu)建方法，涉及代謝組學(xué)分析技術(shù)領(lǐng)域，包括使用激光解吸電離質(zhì)譜技術(shù)，進(jìn)行患者房水樣品代謝指紋譜圖成像；對代謝指紋譜圖進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)對視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤分期的準(zhǔn)確預(yù)測；對房水中生物標(biāo)志物進(jìn)行鑒定，通過生物標(biāo)志物組合實(shí)現(xiàn)對視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤分期的準(zhǔn)確預(yù)測，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了房水代謝指紋譜圖高通量，高靈敏度，高信號數(shù)量以及高可重復(fù)性檢測，有效解決了傳統(tǒng)技術(shù)樣本量較大以及預(yù)處理復(fù)雜等缺陷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及代謝組學(xué)分析技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于代謝組學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤分期模型構(gòu)建和標(biāo)志物鑒定。

背景技術(shù)

視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤(Retinoblastoma,RB)是最常見的兒童眼內(nèi)惡性腫瘤，約占兒童惡性腫瘤的10％，如果不及時(shí)進(jìn)行治療，RB可能導(dǎo)致兒童完全失明甚至死亡，及時(shí)準(zhǔn)確地對RB進(jìn)行診斷和分期是其管理的關(guān)鍵。

在發(fā)達(dá)國家，RB的有效監(jiān)測可使其5年生存率達(dá)到95％，同時(shí)顯著降低患者的醫(yī)療成本，提高視力質(zhì)量。然而，傳統(tǒng)的RB檢測方法需要結(jié)合眼底檢查、影像學(xué)檢查以及腫瘤組織病理檢查，操作復(fù)雜，費(fèi)用高，并且需要有經(jīng)驗(yàn)的操作人員。此外，由于RB具有松散性質(zhì)，在眼摘前對其腫瘤組織進(jìn)行活檢可能會導(dǎo)致其眼外擴(kuò)散。

在資源有限的地區(qū)，RB監(jiān)測仍然不足，其死亡率甚至可能達(dá)到70％以上。因此，亟需發(fā)展新的RB監(jiān)測工具，特別是對資源有限的地區(qū)。

生物體液中的生物標(biāo)記物檢測正在取代傳統(tǒng)的活檢和成像技術(shù)，從細(xì)胞到分子水平對癌癥進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測。在細(xì)胞水平，分析血液中循環(huán)腫瘤細(xì)胞等特定細(xì)胞，可以動(dòng)態(tài)監(jiān)測癌癥進(jìn)展。然而，這通常需要復(fù)雜的預(yù)分離過程。同時(shí)，在分子水平上，對生物體液中特定分子的直接檢測更加，易于大規(guī)模臨床應(yīng)用。特別地，與蛋白質(zhì)和基因生物標(biāo)志物相比，代謝生物標(biāo)志物作為通路的最終產(chǎn)物，能夠更加直接地反映人體的生理病理過程。值得注意的是，相對于單一的生物標(biāo)志物分析，構(gòu)建多個(gè)標(biāo)志物構(gòu)成的生物標(biāo)志物組合至關(guān)重要，以表征復(fù)雜的生物系統(tǒng)。在這種情景下，機(jī)器學(xué)習(xí)是非常重要的，可以在復(fù)雜的數(shù)據(jù)集中執(zhí)行特征選擇和表型識別等任務(wù)。

質(zhì)譜(MS)已成為檢測生物標(biāo)志物的主要工具。與傳統(tǒng)的酶學(xué)和光譜測定方法(如核磁共振、拉曼光譜)相比，質(zhì)譜以高靈敏度/分辨率測量代謝物的質(zhì)荷比(m/z)，因此能夠以無標(biāo)記的方式進(jìn)行分子鑒定。MS在復(fù)雜生物體液的代謝分析中依賴于繁瑣的樣品處理，如液相/氣相色譜(LC/GC)，用于代謝產(chǎn)物的富集和樣品的純化。值得注意的是，傳統(tǒng)的代謝分析需要嚴(yán)格的預(yù)處理過程(約3-5小時(shí))以及較大的樣本量(約100μL)，以克服生物體液中樣品的復(fù)雜性和較低的代謝產(chǎn)物豐度，一次性可收集的房水樣本量極小(約10μL/樣本)，故傳統(tǒng)分析技術(shù)難以對房水進(jìn)行代謝分析。

最近，納米顆粒增強(qiáng)激光解吸/電離(LDI)質(zhì)譜芯片的發(fā)展在代謝指紋圖譜方面展現(xiàn)出強(qiáng)大的潛力，由于其特定的納米結(jié)構(gòu)可以有效捕獲和識別代謝物。到目前為止，LDI-MS芯片的代謝指紋已經(jīng)覆蓋了血液、尿液和腦脊液等幾種生物液體，用于疾病的診斷和預(yù)后。目前，還沒有報(bào)道將LDI-MS芯片用于房水代謝指紋譜圖成像。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤分期模型構(gòu)建方法及應(yīng)用。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供了一種視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤分期模型構(gòu)建方法，主要步驟包括：

步驟1、使用LDI-MS，進(jìn)行RB病人房水樣品代謝指紋譜圖成像；

步驟2、對RB病人房水代謝指紋譜圖進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)對RB分期的準(zhǔn)確預(yù)測；

步驟3、進(jìn)行房水中生物標(biāo)志物鑒定，通過生物標(biāo)志物組合實(shí)現(xiàn)對RB分期的準(zhǔn)確預(yù)測。

進(jìn)一步地，步驟1具體包括：