用于冠状动脉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的风险的生物标记物和方法，特别是冠状动脉疾病(CAD)或相关心脏病。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于冠状动脉疾病的生物标记物相关申请的交叉参考无
本专利技术涉及用于预测与微生物相关的疾病的风险的生物标记物和方法，特别是冠状动脉疾病(CAD)或相关的心脏病。
技术介绍
冠状动脉疾病(CAD)是指干扰向心(即心脏)肌肉或其任何部分输送充足血液的冠状动脉的任何异常状态。通常，CAD由在动脉壁上斑块的积累(即动脉粥样硬化)引起，特别是在服务于心脏的大动脉和中等大小的动脉中。这些状态具有类似的病因、机制和治疗。CAD代表全球死亡和发病的主要病因。CAD的早期诊断不但会有助于预防死亡率，也降低手术干预的成本。用于检测CAD的“金标准”是侵入性冠状动脉造影。然而，这是昂贵的，并且可能对患者造成风险。在血管造影之前，可以使用非侵入性诊断模式，例如心肌灌注成像(MPI)和CT-血管造影，然而这些具有包括辐射暴露、造影剂敏感性的并发症，并且仅适度地提高了阻塞性CAD识别。目前的知识表明遗传、环境因素及其相互作用协同诱导复杂的表型和许多疾病。冠状动脉疾病(CAD)作为最具影响力的复杂疾病之一，近年来已被GWAS越来越多地研究，并且揭示了46种常见变异的10.6％的固有原因(Ehret,G.B.等人，Geneticvariantsinnovelpathwaysinfluencebloodpressureandcardiovasculardiseaserisk.Nature478,103-109，通过引用并入本文中)。然而，我们对环境因素如肠道微生物的影响以及基因和微生物对疾病的贡献的知识仍需要进一步的研究。我们的“遗忘器官”肠道微生物群在许多方面对我们的健康起着至关重要的作用，如从食物摄取能量、产生重要的代谢物、促进免疫系统的发育和成熟、以及保护宿主免受病原体感染等。最近的研究表明，菌群生态失调、慢性炎症和代谢异常存在于某些代谢性疾病如糖尿病和肥胖的肠道中。大多数冠状动脉疾病的特征是炎症、氧化和脂质代谢，其可能与肠道微生物及其代谢物潜在相关。最近的研究表明，肠道微生物可以将红肉成分(L-肉碱、磷脂酰胆碱、胆固醇)代谢成TMA，其将在肝脏中进一步氧化成TMAO，从而在血管中引起氧化反应，引起炎症和脂质沉积，最终导致动脉粥样硬化和冠心病。同时，与健康受试者相比，症状性动脉粥样硬化患者肠微生物群表现出明显的异常(Koeth，RA等人，IntestinalmicrobiotametabolismofL-carnitine,anutrientinredmeat,promotesatherosclerosis.Naturemedicine19,576-585，通过引用并入本文中)。这些研究表明肠道微生物的生态失调可能通过诱导人类代谢异常强烈影响冠状动脉疾病的发病机制。然而，动脉粥样硬化中肠道菌群失调的特征导致冠状动脉疾病患者的发病机制及其对代谢系统的影响仍然令人困惑。
技术实现思路
本公开的实施例试图至少在某种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：肠道微生物群的评估和表征已成为包括冠状动脉疾病(CAD)的人类疾病的主要研究领域。为了对CAD患者体内的肠道微生物内容物进行分析，本专利技术人进行了宏基因组关联研究(MGWAS)的方案(Qin,J.等人，Ametagenome-wideassociationstudyofgutmicrobiotaintype2diabetes.Nature490,55–60(20122)，通过引用并入本文中)，其基于来自165个个体的肠道微生物DNA的深度鸟枪法测序。本专利技术人鉴别出并验证了65种CAD相关的肠道微生物和4种优化的肠道微生物。为了利用肠微生物群的CAD分类的潜在能力，本专利技术人基于65种CAD相关的肠道微生物和4种优化的肠道微生物的随机森林模型计算疾病的概率。本专利技术人的数据提供了对与CAD风险相关的肠道宏基因组的特征的洞察，用于未来研究肠道宏基因组在其它相关疾病中的病理生理学作用的范例，以及用于评估有风险患有此类病症的个体的基于肠道微生物群的方法的潜在有用性。在本公开的一个方面，提供了一种用于预测受试者体内与微生物群相关的疾病的生物标记物组，其由以下构成：肠道生物标记物，其包括嗜黏蛋白阿克曼氏菌(Akkermansiamuciniphila)、脆弱类拟杆菌(Bacteroidesfragilis)、鲍氏梭菌(Clostridiumbolteae)、哈氏梭菌(Clostridiumhathewayi)、系结梭菌(Clostridiumnexile)、梭菌属HGF2(Clostridiumsp.HGF2)、螺状梭菌(Clostridiumspiroforme)、共生梭菌(Clostridiumsymbiosum)、粪芽孢菌属3_3_56FAA(Coprobacillussp.3_3_56FAA)、埃格特菌属HGA1(Eggerthellasp.HGA1)、粘液真杆菌(Eubacteriumlimosum)、血孪生球菌(Gemellasanguinis)、肺炎克雷伯杆菌(Klebsiellapneumoniae)、毛螺科菌9_1_43BFAA(Lachnospiraceaebacterium9_1_43BFAA)、食淀粉乳杆菌(Lactobacillusamylovorus)、发酵乳杆菌(Lactobacillusfermentum)、唾液乳杆菌(Lactobacillussalivarius)、阴道乳杆菌(Lactobacillusvaginalis)、粘滑罗斯菌(Rothiamucilaginosa)、活泼瘤胃球菌(Ruminococcusgnavus)、卵瘤胃球菌(Ruminococcusobeum)、瘤胃球菌属5_1_39BFAA(Ruminococcussp.5_1_39BFAA)、扭链瘤胃球菌(Ruminococcustorques)、咽峡炎链球菌(Streptococcusanginosus)、牛链球菌(Streptococcusinfantarius)、婴儿链球菌(Streptococcusinfantis)、缓症链球菌(Streptococcusmitis)、口腔链球菌(Streptococcusoralis)、副血链球菌(Streptococcusparasanguinis)、巴氏链球菌(Streptococcuspasteurianus)、唾液链球菌(Streptococcussalivarius)、血链球菌(Streptococcussanguinis)、链球菌属2_1_36FAA(Streptococcussp.2_1_36FAA)、前庭链球菌(Streptococcusvestibularis)、罕见小球菌属4_3_54A2FAA(Subdoligranulumsp.4_3_54A2FAA)、CVD1218、CVD1259、CVD1486、CVD19194、CVD19221、CVD2015、CVD2448、CVD25206、CVD461、CVD547、CVD659、CVD8035、CVD8194、CVD8305、CVD9620、CVD977、解纤维拟杆菌(Bacteroidescellulosilyticus)、粪便拟杆菌(Bacter本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于预测受试者体内与微生物群相关的疾病的生物标记物组，其由以下构成：嗜黏蛋白阿克曼氏菌(Akkermansia muciniphila)、脆弱类拟杆菌(Bacteroides fragilis)、鲍氏梭菌(Clostridium bolteae)、哈氏梭菌(Clostridium hathewayi)、系结梭菌(Clostridium nexile)、梭菌属HGF2(Clostridium sp.HGF2)、螺状梭菌(Clostridium spiroforme)、共生梭菌(Clostridium symbiosum)、粪芽孢菌属3_3_56FAA(Coprobacillus sp.3_3_56FAA)、埃格特菌属HGA1(Eggerthellasp.HGA1)、粘液真杆菌(Eubacterium limosum)、血孪生球菌(Gemella sanguinis)、肺炎克雷伯杆菌(Klebsiella pneumoniae)、毛螺科菌9_1_43BFAA(Lachnospiraceae bacterium 9_1_43BFAA)、食淀粉乳杆菌(Lactobacillus amylovorus)、发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)、唾液乳杆菌(Lactobacillus salivarius)、阴道乳杆菌(Lactobacillus vaginalis)、粘滑罗斯菌(Rothia mucilaginosa)、活泼瘤胃球菌(Ruminococcus gnavus)、卵瘤胃球菌(Ruminococcus obeum)、瘤胃球菌属5_1_39BFAA(Ruminococcus sp.5_1_39BFAA)、扭链瘤胃球菌(Ruminococcus torques)、咽峡炎链球菌(Streptococcus anginosus)、牛链球菌(Streptococcus infantarius)、婴儿链球菌(Streptococcus infantis)、缓症链球菌(Streptococcus mitis)、口腔链球菌(Streptococcus oralis)、副血链球菌(Streptococcus parasanguinis)、巴氏链球菌(Streptococcus pasteurianus)、唾液链球菌(Streptococcus salivarius)、血链球菌(Streptococcus sanguinis)、链球菌属2_1_36FAA(Streptococcus sp.2_1_36FAA)、前庭链球菌(Streptococcus vestibularis)、罕见小球菌属4_3_54A2FAA(Subdoligranulum sp.4_3_54A2FAA)、CVD 1218、CVD 1259、CVD 1486、CVD 19194、CVD19221、CVD 2015、CVD 2448、CVD 25206、CVD 461、CVD 547、CVD 659、CVD 8035、CVD 8194、CVD 8305、CVD 9620、CVD 977、解纤维拟杆菌(Bacteroides cellulosilyticus)、粪便拟杆菌(Bacteroides stercoris)、单形拟杆菌(Bacteroides uniformis)、普通拟杆菌(Bacteroides vulgatus)、解木聚糖拟杆菌(Bacteroides xylanisolvens)、沃氏嗜胆菌(Bilophila wadsworthia)、梭菌目属SS3/4(Clostridiales sp.SS3/4)、吉氏副拟杆菌(Parabacteroides distasonis)、Con 14667、Con 14806、Con 17745、Con 3602、Con 4962、Con 5544。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于预测受试者体内与微生物群相关的疾病的生物标记物组，其由以下构成：嗜黏蛋白阿克曼氏菌(Akkermansiamuciniphila)、脆弱类拟杆菌(Bacteroidesfragilis)、鲍氏梭菌(Clostridiumbolteae)、哈氏梭菌(Clostridiumhathewayi)、系结梭菌(Clostridiumnexile)、梭菌属HGF2(Clostridiumsp.HGF2)、螺状梭菌(Clostridiumspiroforme)、共生梭菌(Clostridiumsymbiosum)、粪芽孢菌属3_3_56FAA(Coprobacillussp.3_3_56FAA)、埃格特菌属HGA1(Eggerthellasp.HGA1)、粘液真杆菌(Eubacteriumlimosum)、血孪生球菌(Gemellasanguinis)、肺炎克雷伯杆菌(Klebsiellapneumoniae)、毛螺科菌9_1_43BFAA(Lachnospiraceaebacterium9_1_43BFAA)、食淀粉乳杆菌(Lactobacillusamylovorus)、发酵乳杆菌(Lactobacillusfermentum)、唾液乳杆菌(Lactobacillussalivarius)、阴道乳杆菌(Lactobacillusvaginalis)、粘滑罗斯菌(Rothiamucilaginosa)、活泼瘤胃球菌(Ruminococcusgnavus)、卵瘤胃球菌(Ruminococcusobeum)、瘤胃球菌属5_1_39BFAA(Ruminococcussp.5_1_39BFAA)、扭链瘤胃球菌(Ruminococcustorques)、咽峡炎链球菌(Streptococcusanginosus)、牛链球菌(Streptococcusinfantarius)、婴儿链球菌(Streptococcusinfantis)、缓症链球菌(Streptococcusmitis)、口腔链球菌(Streptococcusoralis)、副血链球菌(Streptococcusparasanguinis)、巴氏链球菌(Streptococcuspasteurianus)、唾液链球菌(Streptococcussalivarius)、血链球菌(Streptococcussanguinis)、链球菌属2_1_36FAA(Streptococcussp.2_1_36FAA)、前庭链球菌(Streptococcusvestibularis)、罕见小球菌属4_3_54A2FAA(Subdoligranulumsp.4_3_54A2FAA)、CVD1218、CVD1259、CVD1486、CVD19194、CVD19221、CVD2015、CVD2448、CVD25206、CVD461、CVD547、CVD659、CVD8035、CVD8194、CVD8305、CVD9620、CVD977、解纤维拟杆菌(Bacteroidescellulosilyticus)、粪便拟杆菌(Bacteroidesstercoris)、单形拟杆菌(Bacteroidesuniformis)、普通拟杆菌(Bacteroidesvulgatus)、解木聚糖拟杆菌(Bacteroidesxylanisolvens)、沃氏嗜胆菌(Bilophilawadsworthia)、梭菌目属SS3/4(Clostridialessp.SS3/4)、吉氏副拟杆菌(Parabacteroidesdistasonis)、Con14667、Con14806、Con17745、Con3602、Con4962、Con5544。2.根据权利要求1所述的用于预测受试者体内与微生物群相关的疾病的生物标记物组，其包括SEQIDNO：1至122009中的至少部分序列。3.一种用于预测受试者体内与微生物群相关的疾病的生物标记物组，其包括：包括SEQIDNO：1至122009中的至少部分序列的肠道生物标记物。4.用于预测受试者体内与微生物群相关的疾病的所述生物标记物组，其中所述疾病是冠状动脉疾病或相关的心脏病。5.一种用于确定权利要求1至4中任一项所述的基因标记物组的试剂盒，其包括用于PCR扩增并根据权利要求3所述的DNA序列设计的引物。6.一种用于确定权利要求1至4中任一项所述的基因标记物组的试剂盒，其包括一种以上根据权利要求3所述的基因设计的探针。7.权利要求1至4中任一项所述的基因标记物组在预测待测试的受试者体内冠状动脉疾病(CAD)或相关疾病的风险的用途，其包括：(1)从所述待测试的受试者收集样品；(2)确定步骤(1)中获得的所述样品中根据权利要求1至4中任一项所述的生物标记物组的每个生物标记物的相对丰度信息；(3)通过采用多元统计模型将所述待测试的受试者的每个生物标记物的所述相对丰度信息与训练数据集进行比较来获得CAD的概率，其中所述CAD的概率大于截止值表明所述待测试的受试者患有或有风险发展所述冠状动脉疾病(CAD)或相关疾病。8.根据权利要求7所述的用途，其中所述训练数据集是采用多元统计模型基于多个患有CAD的受试者和多个正常受试者的每个生物标记物的相对丰度信息构建的，可选地所述多元统计模型为随机森林模型。9.根据权利要求8所述的用途，其中所述训练数据集是矩阵，所述矩阵中每行表示根据权利要求1至4中任一项所述的生物标记物组的每个生物标记物，每列表示样品，每个单元表示所述样品中的生物标记物的相对丰度谱，样品疾病状态为矢量，其中1为CAD，0为对照。10.根据权利要求8所述的用途，其中嗜黏蛋白阿克曼氏菌、脆弱类拟杆菌、鲍氏梭菌、哈氏梭菌、系结梭菌、梭菌属HGF2、螺状梭菌、共生梭菌、粪芽孢菌属3_3_56FAA、埃格特菌属HGA1、粘液真杆菌、血孪生球菌、肺炎克雷伯杆菌、毛螺科菌9_1_43BFAA、食淀粉乳杆菌、发酵乳杆菌、唾液乳杆菌、阴道乳杆菌、粘滑罗斯菌、活泼瘤胃球菌、卵瘤胃球菌、瘤胃球菌属5_1_39BFAA、扭链瘤胃球菌、咽峡炎链球菌、牛链球菌、婴儿链球菌、缓症链球菌、口腔链球菌、副血链球菌、巴氏链球菌、唾液链球菌、血链球菌、链球菌属2_1_36FAA、前庭链球菌、罕见小球菌属4_3_54A2FAA、CVD1218、CVD1259、CVD1486、CVD19194、CVD19221、CVD2015、CVD2448、CVD...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯强，揭著业，夏慧华，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