用于肥胖症相关疾病的生物标记物制造技术

提供了用于预测与微生物相关的疾病、特别是肥胖症或相关疾病的风险的生物标记物和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于肥胖症相关疾病的生物标记物相关申请的交叉引用无
本专利技术涉及用于预测与微生物相关的疾病、特别是肥胖症或相关疾病的风险的生物标记物和方法。
技术介绍
肥胖症在发达国家很普遍，在全世界范围内显著增加(deCarvalhoPereira等人，2013)。据报道，在1980年至2013年期间，世界上总共的超重和肥胖症的患病率中，成人增长了27.5％，儿童增长了47.1％。超重的人口从1980年的8.57亿增加到2013年的21亿，其中，6.71亿人口受到了肥胖症的影响。这其中，超过50％的肥胖症患者生活在十个国家中，且美国拥有最大数量的肥胖人群，其次是中国(Ng等人，2014)。越来越多的证据表明，由医生诊断为超重的患者相对于未被诊断为超重的患者更有可能减轻体重。然而，医生的低诊断率与对和肥胖症有关的行为的健康风险因素的建议有关(Bleich等人，2011)。在儿童中，肥胖症的诊断是基于年龄与性别特异性的身体质量指数(BMI)切入点的。这与成人相反，在成人中，肥胖症的诊断是基于不考虑年龄或性别的BMI而作出的。与成年人不同，对于成年人来说肥胖症的诊断标准更加简单，少数肥胖儿童以更复杂的诊断标准被准确地诊断且对儿童肥胖症的术语发生了改变(Walsh等人，2013年)。此外，应考虑BMI在不同人群中同一性方面的局限性(Nevill等人，2006)。因此，可以认为腰围(WC)是用于评估腹壁多脂症的流行病学研究的可靠而有用的工具，但是这种测量似乎更加难以执行(Miguel-Etayo等人，2014)。此外，采用《国际疾病分类》(第九次修订(ICD-9))、国家门诊医疗护理调查(NAMCS)和国家住院医疗护理调查(NHAMCS)对儿童肥胖症诊断的区域研究显示出临床诊断的相对低的敏感性(Walsh等人，2013)。最近的观察表明，人类肠道微生物群在肥胖症中可以发挥重要作用。基于扩增的16SrRNA基因测序的早期报告表明，来自12名肥胖人类的粪便样品中的厚壁菌(Firmicutes)与拟杆菌(Bacteroidetes)之比远高于两个瘦的对照(Ley等人，2006)。在人类肥胖症中采用宏基因组测序的最近观察性研究中已经证明细菌多样性降低、拟杆菌(Bacteroidetes)的相对缺乏和涉及碳水化合物和脂质代谢的基因的富集(Allin和Pedersen，2014)。这些相关的发现表明，肠道微生物群的改变是肥胖症的发病机理中的致病因素。这表明，也许我们可以利用肠道微生物群的该特点作为肥胖症诊断的标准。总之，对肥胖症的诊断有相当多的被忽略的机会和低灵敏度。需要开发更有效的(偏差较小的)对超重和/或肥胖症的评估。
技术实现思路
本公开的实施方案试图至少在一定程度上解决现有技术中存在的至少一个问题。本专利技术基于本专利技术人的以下发现：对肠道微生物群的评估和表征已经成为对包括肥胖症的人类疾病中的主要研究领域。为了对肥胖症患者的肠道微生物成分进行分析，本专利技术人基于来自158个个体的肠道微生物DNA的深度鸟枪测序实施了宏基因组关联分析(MGWAS)方案(Qin，J.等人，Ametagenome-wideassociationstudyofgutmicrobiotaintype2diabetes.Nature490,55-60(2012)，通过引用并入本文)。本专利技术人鉴别并验证了396,100个肥胖症相关的基因标记物。为了利用通过肠道微生物群进行肥胖分类器的潜在能力，本专利技术人开发了基于9个基因标记物的疾病分类器系统，该基因标记物被最小冗余-最大相关(mRMR)特征选择法定义为最佳基因集。为了基于该9个肠道微生物基因标记物进行直观地评估肥胖症疾病的风险，本专利技术人计算了健康指数。本专利技术人的数据对与肥胖症风险相关的肠道宏基因组的特征进行了深入研究，提供了肠道宏基因组在其他相关疾病中的病理生理作用的未来研究的范例以及用于基于肠道微生物群对此类疾病风险的个体进行评估的潜在应用。人们相信，肠道微生物群的基因标记物对于在早期阶段提高肥胖症的检测性是有价值的，这是由于以下原因。首先，本专利技术的标记物与常规标记物相比更具特异性且更敏感。第二，粪便分析确保了准确性、安全性、可负担性和患者依从性。并且粪便样品是可运输的。因此，本专利技术涉及一种舒适且无创的体外方法，使得人们更容易地参与给定的筛选程序。第三，本专利技术的标记物还可以用作癌症患者的治疗监测工具，以检测其对治疗的响应。本公开一方面提供了用于预测受试者与微生物群相关的疾病的生物标记物集，其由以下组成：包括SEQIDNO：1至9的至少部分序列的肠道生物标记物。根据本公开的实施方案，该疾病是肥胖症或相关疾病。采用这些生物标记物，可以分析受试者与微生物群相关的一些疾病，例如基于来自受试者的某些样品，例如可以使用一些粪便样品，可以确定肥胖症或相关疾病。本公开另一方面提供了用于确定上述基因标记物集的试剂盒，其包括用于PCR扩增并根据如SEQIDNO：1至9的至少部分序列中所述的DNA序列而设计的引物。本公开另一方面提供了用于确定上述基因标记物集的试剂盒，其包括一个以上根据SEQIDNO：1至9所述的基因而设计的探针。本公开的另一方面提供了上述基因标记物集用于预测受试者肥胖症或相关疾病的风险的用途，其包括：(1)从受试者收集样品j；(2)确定样品的DNA中SEQIDNO：1至9中每一个的相对丰度信息；和(3)按照下式计算由Ij表示的样本j的指数：Aij是样品j中标记物i的相对丰度，其中i指所述基因标记物集中的每一个基因标记物；N是在所选择的与异常状况相关的生物标记物中的在所有患者中富集的标记物的第一子集，M是在所选择的与异常状况相关的生物标记物中的在所有对照中富集的标记物的第二子集，|N|和|M|分别是第一子集和第二子集中的生物标记物的数目，其中大于临界值的指数表明受试者具有异常状况或处于发展异常状况的风险中。根据本公开的一些实施方案，|N|是5，|M|是4。根据本公开的一些实施方案，临界值为0.03519至0.1337。本公开的另一方面提供了上述基因标记物集在制备用于预测受试者肥胖症或相关疾病的风险的试剂盒中的用途，其包括：(1)从受试者收集样品j；(2)确定样品的DNA中SEQIDNO：1至9中每一个的相对丰度信息；和(3)按照下式计算由Ij表示的样本j的指数：Aij是样品j中标记物i的相对丰度，其中i指所述基因标记物集中的每一个基因标记物；N是在所选择的与异常状况相关的所选生物标记物中的在所有患者中富集的标记物的第一子集，M是在所选择的与异常状况相关的所选生物标记物中的在所有对照中富集的标记物的第二子集，|N|和|M|分别是第一子集和第二子集中的生物标记物的数目，其中大于临界值的指数表明受试者具有异常状况或处于发展异常状况的风险中。根据本公开的一些实施方案，|N|是5，|M|是4。根据本公开的一些实施方案，临界值为0.03519至0.1337。本公开的另一方面提供了诊断受试者是否具有与微生物群相关的异常状况或处于发展与微生物群相关的异常状况的风险中的方法，其包括：确定来自受试者的样品中上述生物标记物的相对丰度，和基于该相对丰度确定受试者是否具有与微生物群相关的异常状况或者处于发展与微生物群相关的异常状况的风险中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于预测受试者与微生物群相关的疾病的生物标记物集，由以下组成：包括SEQ ID NO：1至9的至少部分序列的肠道生物标记物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于预测受试者与微生物群相关的疾病的生物标记物集，由以下组成：包括SEQIDNO：1至9的至少部分序列的肠道生物标记物。2.根据权利要求1所述的生物标记物集，其中所述肠道生物标记物由SEQIDNO：1至9组成。3.根据权利要求1或2所述的用于预测受试者与微生物群相关的疾病的生物标记物集，其中所述疾病是肥胖症或相关疾病。4.一种用于确定权利要求1至3中任一项所述的基因标记物集的试剂盒，其包括用于PCR扩增并根据包括SEQIDNO：1至9的至少部分序列的DNA序列而设计的引物。5.一种用于确定权利要求1至3中任一项所述的基因标记物集的试剂盒，其包括一个以上根据包括SEQIDNO：1至9的至少部分序列的基因而设计的探针。6.权利要求1至3中任一项所述的基因标记物集用于预测受试者肥胖症或相关疾病的风险的用途，其包括(1)从受试者收集样品j；(2)确定所述样品的DNA中SEQIDNO：1至9中每一个的相对丰度信息；和(3)按照下式计算由Ij表示的样本j的指数：Aij是样品j中标记物i的所述相对丰度，其中i指所述基因标记物集中的每一个所述基因标记物；N是在所选择的与异常状况相关的生物标记物中的在所有患者中富集的标记物的第一子集，M是在所选择的与所述异常状况相关的生物标记物中的在所有对照中富集的标记物的第二子集，|N|和|M|分别是所述第一子集和所述第二子集中的所述生物标记物的数目，其中大于临界值的指数表明受试者具有异常状况或处于发展异常状况的风险中。7.根据权利要求6所述的用途，其中|N|为5，|M|为4。8.根据权利要求7所述的用途，其中所述临界值为0.03519至0.1337。9.权利要求1至3中任一项所述的基因标记物集在制备用于预测受试者肥胖症或相关疾病的风险的试剂盒中的用途，其包括：(1)从受试者收集样品j；(2)确定所述样品的DNA中SEQIDNO：1至9中每一个的相对丰度信息；和(3)按照下式计算由Ij表示的样本j的指数：

【专利技术属性】
技术研发人员：冯强，张东亚，唐龙清，王俊，
申请(专利权)人：深圳华大基因科技有限公司，深圳华大基因研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44