一种评估个体性激素代谢状态的系统技术方案

本发明专利技术提供了一种评估待检测个体性激素代谢状态的系统，所述系统包括数据采集模块，训练模块和投票模块；所述数据采集模块用于采集正常个体和患性激素相关疾病个体的性激素及其代谢产物水平和其他临床影响因素；所述训练模块用于将采集的数据利用R语言软件通过bootstrap方法划分为与上述正常个体和患病个体一一对应的训练集；所述投票模块用于通过随机森林法将待检测个体的至少一个性激素及其代谢产物水平和其他临床影响因素利用上述训练集进行性激素代谢状态投票，根据投票结果确定该待检测个体的性激素代谢状态。本申请提供的方案能准确地确定该待检测个体的性激素代谢状态，并能分析对性激素相关疾病影响最大的性激素及其代谢产物水平。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及人体激素代谢状态评估领域，尤其涉及一种评估待检测个体性激素代谢状态的方法和系统。
技术介绍
目前认为，性激素的合成代谢过程的每一环节都与不同疾病的发生，特别是与性激素密切相关的肿瘤发生有关。评估人体性激素代谢状态具有重要的意义。性激素合成过程始于胆固醇，经复杂的过程，先后合成孕激素，雄激素及雌激素。孕激素在女性月经、妊娠的生理过程中起着重要作用。孕激素作用于子宫内膜，使增生的子宫内膜进一步发育，产生分泌作用，使之有利于受精卵着床和生长发育。孕激素水平失常，易导致女性月经失调，子宫内膜异位症等疾病，最终引起不孕症。孕激素的代谢产物具有除孕激素本身作用外的很多其他作用。机体内的孕酮60-70％的通过5α途径代谢，25％通过5β途径代谢，只有10％通过20α途径代谢。5α通路可生成α-孕烷醇酮，它是一种活跃的神经递质，是口服孕酮诱导睡眠的主要原因。生物学意义较弱的5β通路可产生的5β-孕二醇，它是人体内含量最高的孕酮代谢产物。此外20α和3α羟孕酮具有抗增殖作用，在非肿瘤细胞中含量较高，而5α代谢产物则可由肿瘤细胞生成，并具有促生长作用。雄激素主要包括睾酮、雄酮和二氢睾酮等。研究最为关注的是雄激素与前列腺疾病的关联。前列腺的生长发育具有雄激素依赖性。睾酮在5α还原酶的作用下，在前列腺间质部位转化为活性很强的双氢睾酮DHT。雄激素不仅有调节前列腺细胞凋亡和增殖的作用，同时也抑制雌激素在该组织中的功能。当雄激素代谢失常导致DHT水平过高，前列腺组织增殖和凋亡水平失去平衡，而导致前列腺增生的发生。目前用于阻断DHT生成的药物已在临床上应用。除前列腺增生外，雄激素特别是DHT和前列腺癌的关联已经广为人知。目前在治疗前列腺癌的方案中撤除雄激素的去势治疗尤为重要。雌激素有三种存在形式：雌酮，雌二醇和雌三醇。其中雌二醇是最具活性的雌激素存在形式，与许多雌激素功能有关。雌激素经细胞色素450家族的酶氧化，生成2位羟基雌激素，4位羟基雌激素和16α羟基雌激素。跟每个机体代谢雌激素的酶含量级活性有很大的不同，因此代谢产物也有差别。这些代谢产物中，2羟基雌激素被认为是“有益”的雌激素。高水平的2羟基雌激素可减缓癌症生长。2羟基甲基雌激素具有较好的抗癌作用。相反，16α羟基雌激素和4羟基雌激素是“有害”的雌激素，高水平的4羟基雌激素可破坏DNA。高水平的16α羟基雌激素可能促进肿瘤生长。雌激素代谢产物的研究已经在乳腺癌，结直肠癌，前列腺癌，子宫癌及子宫内膜癌，卵巢癌，宫颈癌和头颈部肿瘤等多种恶性疾病中开展，并发现雌激素各类代谢产物在这些疾病的发生，发展过程中起着重要作用。很多良性疾病，如乳腺增生，多囊卵巢综合症，子宫肌瘤，更年期综合症和经前期综合症等也与雌激素相关，因此研究雌激素代谢产物与这些疾病的关联也有着重要意义。目前实验室性激素检测项目主要有雌二醇(Estradiol，E2)、睾酮(Testosterone，T)、孕酮(progesterone，P)和对其起调节作用的多肽类调节激素等。近年来研究很多研究发现，在这些原始的性激素外，还有很多有性激素作用的代谢产物以及类似的多肽类产物。如雌激素的羟基化代谢产物的含量与乳腺癌发病率密切相关。以上现象表明，目前的检测项目并不能完全满足性激素相关疾病的诊断及预防需求。目前检测对象常规为血液。由于检测过程中存在诸多影响因素。导致其检测结果变异性大、敏感性低、可比性差。特别受到各类技术性因素(包括标本类型、采集时间、处理、运送、保存等)影响。血液中性激素在上午至中午维持较高水平，峰值约在上午8：00。下午至晚上降低，因此标本采集时间对结果影响较大。此外仰卧采集的标本检测结果可能低于直立或坐姿时采集的标本检测结果。标本采集后，不可长期保存，因为标本在离体环境中过长，血清或血浆中的雌激素、雄激素等相关性激素水平可能降低。特殊的血液标本，如溶血、黄疸、脂血等，会干扰检测结果，得到不准确的数值。进一步的，在众多已知的与疾病相关的性激素中如何选择一组激素水平的组合，来对人体性激素代谢状态进行评估，并且能获得相对准确的评估结果，成为有待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提供性激素及其代谢产物水平在用于评估待检测个体性激素代谢状态的方法的试剂盒中的应用，通过该使用上述性激素及其代谢产物水平的组合，利用bootstrap方法，以及利用随机森林法准确的评估该待检测个体的性激素代谢状态，并能分析对性激素相关疾病影响最大的性激素及其代谢产物水平。本专利技术还提供了一种评估待检测个体性激素代谢状态的系统，所述系统能对待检测个体的性激素及其代谢产物水平进行准确评估。本专利技术还提供了包括所述系统的试剂盒，能获得准确的评估结果。本专利技术提供的性激素及其代谢产物水平在用于评估待检测个体性激素代谢状态的方法的试剂盒中的应用，所述方法包括1)采集正常个体的所述性激素及其代谢产物水平和其他临床影响因素数据，以及患性激素相关疾病个体的所述性激素及其代谢产物水平和其他临床影响因素数据，2)将采集的数据利用R语言软件通过bootstrap方法划分为与上述正常个体和患性激素相关疾病个体一一对应的训练集，3)然后通过随机森林法将待检测个体的至少一个性激素及其代谢产物水平和其他临床影响因素利用上述训练集进行性激素代谢状态投票，根据投票结果确定该待检测个体的性激素代谢状态；或者通过随机森林法利用平均基尼指数评价对性激素相关疾病影响最大的性激素及其代谢产物水平，所述性激素及其代谢产物水平包括以下29种物质：(1)雌激素类：雌酮，雌二醇，雌三醇，2-羟雌酮，4-羟雌酮，16-羟雌酮，2-甲基雌酮，4-甲基雌酮，2-羟雌二醇，4-羟雌二醇，2-甲基雌二醇，4-甲基雌二醇；(2)孕激素类：β-孕二醇，α-孕二醇，α-孕烷醇酮，3α-羟孕酮，20α-羟孕酮，5α孕二醇，孕酮；3)雄激素类：脱氢表雄酮，雄烯二酮，雄酮，本胆烷醇酮，睾酮，5α-双氢睾酮，5α-雄固烷二醇，5β-双氢睾酮，5β-雄固烷二醇，表睾酮。进一步的，所述其他临床影响因素包括以下一种或多种：个体年龄，BMI，月经初潮年龄，月经周期，绝经年龄，怀孕次数，哺乳时间，流产次数，是否服用性激素类药物，以及是否具有生殖系统疾病。更进一步的，所述正常个体数目为至少20个，所述患性激素相关疾病个体的数目为至少20个。更进一步的，所述性激素及其代谢产物水平通过检测尿液获得。进一步的，所述性激素及其代谢产物水平可以通过检测在试纸上的干燥尿液获得，例如将试纸浸于病人的晨尿中，后将试纸自然风干后再进行检测。具体的，可以采用的检测手段包括放射免疫测定(RIA)、固相酶联免疫测定(EIA)和酶联免疫吸附剂测定(ELISA)三种。更优选的，采用气相色谱三重四级杆质谱分析检测(GC-MS-MS)检测。通过研究比较发现，GC-MS-MS在特异性，重复性和准确度方面都有较为明显的优势。对于检测低激素水平的样本非常适用。液样本检测方法简单易学，且不产生创伤，相比于目前常用的血液检测性激素指标更为便捷，安全，病人的依从性也更高。本专利技术提供的一种评估待检测个体性激素代谢状态的系统，所述系统包括数据采集模块，训练模块和投票模块；所述数据采集模块用于采集正常个体的性激素及其代谢产物水平和其他临床影响因素，以及患性本文档来自技高网...

【技术保护点】
性激素及其代谢产物水平在用于评估待检测个体性激素代谢状态的方法的试剂盒中的应用，所述方法包括1)采集正常个体的所述性激素及其代谢产物水平和其他临床影响因素数据，以及患性激素相关疾病个体的所述性激素及其代谢产物水平和其他临床影响因素数据，2)将采集的数据利用R语言软件通过bootstrap方法划分为与上述正常个体和患性激素相关疾病个体一一对应的训练集，3)然后通过随机森林法将待检测个体的至少一个性激素及其代谢产物水平和其他临床影响因素利用上述训练集进行性激素代谢状态投票，根据投票结果确定该待检测个体的性激素代谢状态；或者通过随机森林法利用平均基尼指数评价对性激素相关疾病影响最大的性激素及其代谢产物水平，所述性激素及其代谢产物包括以下29种物质：(1)雌激素类：雌酮，雌二醇，雌三醇，2‑羟雌酮，4‑羟雌酮，16‑羟雌酮，2‑甲基雌酮，4‑甲基雌酮，2‑羟雌二醇，4‑羟雌二醇，2‑甲基雌二醇，4‑甲基雌二醇；(2)孕激素类：β‑孕二醇，α‑孕二醇，α‑孕烷醇酮，3α‑羟孕酮，20α‑羟孕酮，5α孕二醇，孕酮；3)雄激素类：脱氢表雄酮，雄烯二酮，雄酮，本胆烷醇酮，睾酮，5α‑双氢睾酮，5α‑雄固烷二醇，5β‑双氢睾酮，5β‑雄固烷二醇，表睾酮。...

【技术特征摘要】
1.性激素及其代谢产物水平在用于评估待检测个体性激素代谢状态的方法的试剂盒中的应用，所述方法包括1)采集正常个体的所述性激素及其代谢产物水平和其他临床影响因素数据，以及患性激素相关疾病个体的所述性激素及其代谢产物水平和其他临床影响因素数据，2)将采集的数据利用R语言软件通过bootstrap方法划分为与上述正常个体和患性激素相关疾病个体一一对应的训练集，3)然后通过随机森林法将待检测个体的至少一个性激素及其代谢产物水平和其他临床影响因素利用上述训练集进行性激素代谢状态投票，根据投票结果确定该待检测个体的性激素代谢状态；或者通过随机森林法利用平均基尼指数评价对性激素相关疾病影响最大的性激素及其代谢产物水平，所述性激素及其代谢产物包括以下29种物质：(1)雌激素类：雌酮，雌二醇，雌三醇，2-羟雌酮，4-羟雌酮，16-羟雌酮，2-甲基雌酮，4-甲基雌酮，2-羟雌二醇，4-羟雌二醇，2-甲基雌二醇，4-甲基雌二醇；(2)孕激素类：β-孕二醇，α-孕二醇，α-孕烷醇酮，3α-羟孕酮，20α-羟孕酮，5α孕二醇，孕酮；3)雄激素类：脱氢表雄酮，雄烯二酮，雄酮，本胆烷醇酮，睾酮，5α-双氢睾酮，5α-雄固烷二醇，5β-双氢睾酮，5β-雄固烷二醇，表睾酮。2.根据权利要求1所述的应用，所述其他临床影响因素包括以下一种或多种：个体年龄，BMI，月经初潮年龄，月经周期，绝经年龄，怀孕次数，哺乳时间，流产次数，是否服用性激素类药物，以及是否具有生殖系统疾病。3.根据权利要求1所述的应用，所述性激素及其代谢产物水平通过检测尿液获得。4.根据权利要求3所述的应用，通过放射免疫测定法、固相酶联免疫测定法、酶联免疫吸附剂测定法、或气相色谱三重四级杆质谱分析法来检测尿液中所述性激素及其代谢产物水平。5.根据权利要求1所述的应用，所述正常个体数目为至少20个，所述患性激素相关疾病个体的数目为至少20个。6.一种评...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪苏宇，史跃年，
申请(专利权)人：南京精全生物医药科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32