外周血血浆蛋白质结构的拉曼、红外或拉曼-红外分析及其与阿尔茨海默氏症的认知发育的关系制造技术

技术编号:11787327 阅读:166 留言:0更新日期:2015-07-29 11:13
本发明专利技术涉及通过拉曼光谱法分析人血液样品,优选人血浆样品来确定与阿尔茨海默氏症的全面认知恶化相关的蛋白质结构的拉曼光谱法方法,包括获得1600–1700cm-1之间、910–980cm-1之间、730–760cm-1之间和/或390–450cm-1之间包括的拉曼光谱区域中的至少一个光谱值,并且其中所述光谱值允许获得存在或不存在与阿尔茨海默氏症情况相关的蛋白质结构的指示。本发明专利技术还涉及红外光谱法分析血液样品的方法,通过另外获得1600和1700cm-1之间、和/或1000和1150cm-1之间和/或1140和1190cm-1之间包括的红外光谱区域中的至少一个光谱值。任选地,拉曼光谱法方法进一步包括相同血液样品的红外光谱法分析。本发明专利技术还涉及诊断阿尔茨海默氏症的诊断方法,包括测量血浆样品的拉曼光谱和/或红外光谱。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】外周血血浆蛋白质结构的拉曼、红外或拉曼-红外分析及 其与阿尔茨海默氏症的认知发育的关系 专利
本专利技术涉及通过振动光谱法(FT-拉曼、FT-红外或FT-拉曼组合FT-红外)分析 血浆蛋白质的新方法,从而证明二级和三级蛋白质结构与阿尔茨海默氏症(AD)的认知发 育之间存在相关性,主要应用领域是健康领域。本专利技术具体地涉及基于振动光谱法诊断AD 的诊断方法,并且其还可有助于与该光谱法仪器相关的商业领域。 专利技术背景 预计患有痴呆的人数,在2000年世界范围内有2500万,由于人口结构变化和寿命 增加,将在2030年增加至6300万并在2050年增加至1亿1400万。存在广泛的复杂神经 变性障碍,其特征均在于神经元功能失调最终导致神经元死亡,这与这些疾病发展相关。阿 尔茨海默氏症(AD)是最常见的。已计算出超过一半痴呆患者患有AD,并且这个数字将每 二十年翻倍。虽然神经变性痴呆的临床症状通常与最受影响的脑区域有关,但混合病理的 发作是普遍的,并且早期临床表现通常是相似的。此外,单一类型的病理可能产生不同的认 知结果,使得诊断艰难。存在证据证明表示痴呆的疾病病理变化在首次临床表现发作之前 数十年就开始。找到AD和其他痴呆的有效治疗的挑战与探索临床前变化的尽可能早的检 测和准确鉴定负有责任的病理(一个或多个)并行。 因此,这些考虑对社会和健康系统提出巨大的挑战,以及因此提出允许早期检测 这些疾病从而给予适当治疗和准确跟踪其进展的生物标记的研宄的需要。当前最有效决 定性AD诊断限于尸检,并且临床诊断通过在专家分析痴呆是否存在并且未找到解释痴呆 病因的征兆或症状后的排除完成。有三个领域其中已经在理论上或在实践上获得可用于建 立如下诊断测试的结果:遗传学、生物标记检测/定量、神经成像。这些方式全部一一其中 一些非常昂贵,如神经成像一一已经取得一定成功,但仍未提供在医疗实践中需要的超过 80 %的诊断可靠度和特异性的诊断方案。AD提出很多问题,包括早期诊断和跟踪患者进展、 以及确定性死后诊断和神经病理变化表征。这些全部需要建立灵敏的、可靠的、简单实施和 重复的和低成本的方法。 即使AD的病因是未知的并且正在讨论关于导致AD最终神经变性阶段的"一个 /多个致病事件的一个/多个级联",但关于退化过程一一发生从而能够限定指示疾病的 可能的生物标记一一有着足够的知识。众所周知AD的最重要的病理特征其中之一是脑 中的纤维状蛋白质的积累,其表现为(神经元外)衰老斑和(神经元内)神经原纤维缠 结形成一一其主要组分是Af3 -淀粉状肽。一些作者已经证实外周血一一其是容易提取 的生物学流体一一中一些淀粉状肽的浓度与疾病特定阶段或患病风险相关,在一些情况 下具有预测价值(Graff-Radford等,Arch.Neurol. 64, 354-62 (2007) ;Baranowska_Bik 等,Neuro.Endocrinol.Lett. 29, 75-79 (2008);Modrego等,Am.J.AlzheimersDis.Other Demen. 23,286-290(2008))。在其他研宄中,已发现某些与氧化应激有关的生物标记, 自由基或过氧化大分子(血细胞的脂质、蛋白质、DNA)或生成或中和自由基的系统(超 氧化物歧化酶等),在阿尔茨海默氏症患者的血液中增加(Baldeiras等,Alzheimers Dis. 15, 117-128 (2008);Bermejo等,FreeRad.Res. 42, 162-170 (2008);Greibelger等,FreeRad.Res. 42, 633-638(2008))〇 在大量研宄实验室诊断技术中,振动光谱法具有快速、非侵入性和相对低成 本的优势。其还提供关于生物学系统分子组分的分析和结构信息,这使其可用于这些 应用。拉曼光谱法已被用于AD诊断,通过测量脑组织的光谱、淀粉状0肽沉积物、胆 固醇的增加和高磷酸化tau蛋白--其被发现作为生物学变化(Archer等,European ConferenceonBiomedicalOptics(ECBO),慕尼黑,德国,2007;Chen等,Appl.Optics48, 4743-4748(2009))。然而,该工作忽略了这种技术在检测脑组织的AD中的特异性和灵敏 性,此外该组织不如外周血般可获得,而外周血已知是容易提取的生物学流体。此外,脑组 织中发生的变化不一定在外周血中也要发生。 拉曼光谱法也已以AD诊断为目的被用于研宄外周血血小板(Chen等,Laser Phys.Lett. 8,547_552(2011))。然而,该文章的确显现下列缺陷: _633nm激发激光线的使用,如同其他可见光谱的激光线,可在生物学物质中产生 荧光,其至少部分地遮盖在议样品的拉曼光谱,并且使其随后的分析无用。由于拉曼共振效 应,利用可见光谱激光线的拉曼激发可引起有色少数血浆组分(类胡萝卜素、胆红素、血红 蛋白)的带大幅强化,这可很大程度上遮盖该部分的多数组分(蛋白质、脂质)。而且,如果 这些有色少数组分的含量飘忽不定,则随后的强拉曼信号也会飘忽不定,这将因此使得正 确的样品分类复杂。因此,需要使用更实用的激光用于诊断目的,和与傅立叶变换-拉曼光 谱仪(FT-拉曼光谱仪)相关的近红外激发,使多数样品的荧光概率最小化(Applications ofVibrationalSpectroscopyinPharmaceuticalResearchandDevelopment". Chichester,WestSussex,英国,2007, 353-362)。 _在该文章中通过拉曼光谱法分析的血小板样品来自转基因小鼠,其蛋白质与 人蛋白质不一致。因此,这些啮齿动物的AD进程中的分析-结构变化可能与人外周血中 发生的那些不同,如本专利技术中已经证明。此外,所述光谱法血小板研宄中的样品尺寸很 小(10个AD小鼠和8个健康对照),和当前患有AD的小鼠转基因模型中没有一个可与患 有该疾病的人类完全可比(Wisniewski和Sigurdssson,Biochim.Biophys.Acta1802, 847-859(2010))〇 进而并且以诊断AD为目的,还已利用单核白细胞的透射红外(IR)光谱法 (Carmona等,Anal.Bioanal.Chem.402,2015-2021(2012))。通过利用 0 折叠结构百分比 作为单一诊断参数,在分类属于健康对照组以及患有轻度、中度和重度AD的患者组的样品 时所得灵敏度接近80 %。然而,从这个意义来讲,单独红外光谱法相对于可如下描述的拉曼 光谱法具有缺陷。即使在室温下在干燥样品中发现少量的水,其也导致850cm1以下的背景 吸收遮盖了在议样品的生物学物质的带。这意味着在红外中可用于样品分析的光谱范围短 于在拉曼中,因此提供较少信息。此外,在大分子结构的固有因素和光谱法选择规则中,必 须指出红外是提供关于二级蛋白质结构信息,而非关于包含色氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、胱 氨酸/半胱氨酸的侧链的三级结构信息的技术。 因此,需要建立能够发现与阿尔茨海默氏症相关的认知恶化关联的血液蛋白质结 构和氧化应激模式、能够更精本文档来自技高网...

【技术保护点】
确定血液样品中与阿尔茨海默氏症的全面认知恶化相关的蛋白质结构的振动光谱方法,包括下列步骤:a)记录事先获得的人血液样品的拉曼光谱;b)获得下列拉曼光谱区域中至少一个的拉曼光谱值:R.1.1600和1700cm‑1之间包括的区域;R.2.910和980cm‑1之间包括的区域;R.3.730和760cm‑1之间包括的区域;R.4.390和450cm‑1之间包括的区域;其中所述光谱值选自带间拉曼强度比值、所述光谱区域的面积值和/或频率值;c)通过比较在步骤b获得的拉曼光谱值与允许在第I或II类之间进行区分的参考光谱值,或通过多变量分析比较在步骤b获得的拉曼光谱值与第I类和第II类参考拉曼光谱值,将所述血液样品分类至下列类别中的一种:I.包含与阿尔茨海默氏症的非认知恶化相关的蛋白质结构的血液样品;II.包含与阿尔茨海默氏症的认知恶化相关的蛋白质结构的血液样品。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:P·卡莫纳赫南德斯A·托勒达诺噶斯卡M·卡莱罗拉腊P·马丁内斯马丁F·贝尔梅霍帕雷哈M·莫利纳桑托斯
申请(专利权)人:高级科学研究委员会CSIC十月十二日医院生物医学研究基金会卡洛斯三世萨鲁德研究会慈恩基金会马德里孔普卢顿大学
类型:发明
国别省市:西班牙;ES

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