用于检测活动性肺结核的粪便代谢物及其检测系统技术方案

本发明专利技术公开了用于检测活动性肺结核的粪便代谢物及其检测系统，所述粪便代谢物选自13种差异代谢物，其检测系统基于粪便LC‑MS代谢组学技术，通过对待测患者粪便进行LC‑MS检测，分别得到13种差异代谢物的相对表达量，再根据这些代谢物的相对表达量大小判断待测患者是否为活动性肺结核患者。与传统方法相比，本发明专利技术的方法具有非侵入、样本处理简单、样本无破坏性、进样量少、重复性较好、成本低等优点。

【技术实现步骤摘要】
用于检测活动性肺结核的粪便代谢物及其检测系统
本专利技术涉及生物标志物
，更具体地，涉及用于检测活动性肺结核的粪便代谢物及其检测系统。
技术介绍
结核病(Tuberculosis，TB)是由结核分枝杆菌(Mycobacteriumtuberculosis，Mtb)感染引起的一种广泛存在且在许多情况下可致命的慢性传染病，可侵袭累及许多脏器，其中肺部感染占绝大部分。尽管结核的发病率近年来在缓慢下降，但在2018年，全球范围内仍有约1000万例新患病例，死亡人数170万人左右。结核病已成为威胁人类健康的全球性问题，并成为某些发展中国家和地区，尤其是艾滋病高发区人群死亡的首要原因。结核病的早期诊断和及时的抗结核治疗对于有效控制结核病的进展和结核分枝杆菌的传播具有重要意义。目前诊断结核感染的方法有限,主要包括痰涂片、痰细菌液体培养、结核分枝杆菌素皮肤实验(TST)、放射性X光片、血清学抗体抗原免疫检测以及核酸扩增试验(NAATs)如聚合酶链反应(PCR)、实时PCR、环介导等温扩增(LAMP)等。其中，病原学检测是肺结核诊断金标准，然而存在较多不足。例如痰涂片染色镜检虽然简单易行，但是大多数情况下，结核病人痰里面并不一定有结核分枝杆菌，因此镜检检出率较低。另外，液体培养法能略提高阳性率，但耗时太长(需2-6周)，且需要专门的生物安全三级实验室。在免疫学诊断方面,结核分枝杆菌素皮肤实验(TST)所使用的结核分枝杆菌纯蛋白衍生物(PPD)中含有许多分枝杆菌种类(包括致病性分枝杆菌、环境分枝杆菌和BCG)所共有的抗原分子，因此PPD诊断结核病的特异性差,不能准确区分PPD实验结果阳性究竟是因为BCG接种、接触环境中多种非结核分枝杆菌后的致敏还是真正的结核分枝杆菌感染所致。其他免疫学诊断技术,例如T-SPOT.TB试剂盒和QuantiFERON-TBGold试剂盒虽然精确度有所提高，但是操作复杂、价格昂贵、成本极高，严重地制约了其用于数以百万计的活动性结核患者以及数以亿计的结核潜伏感染人群进行大规模结核筛查与诊断。在PCR方面，最新的基于实时PCR的xpertMTB/RIF技术敏感性比涂片镜检显著提高，但其高昂的费用以及在利福平耐药低流行地区存在较高的假阳性限制了它的广泛应用。因此目前仍需寻找一种可以提前准确预测或者筛查结核病的检测方法，以提前做出预防和治疗，避免错过最佳治疗时机。基因的表达通过转录和翻译过程得以实现，最终结果表现在生物体或细胞的代谢水平及相关的终代谢产物上。代谢组学(Metabonomics)研究的是细胞或生物体在应对各种体内外或细胞内外刺激因素时产生的内源性代谢物的变化，然后可以通过处于代谢循环通路上的某些关键化合物的定性和定量分析，来预测或解释说明由该刺激引起的细胞或生物体变化是定位于何种通路。代谢组学以生物系统中的代谢产物(主要针对相对分子质量1000以下的小分子)为分析对象：常见的生物样本包括生物体液(尿液、血清、血浆、脑脊液、汗液等)、个体动物或人体组织(肿瘤、肝脏、炎症组织等)和细胞及粪便等。通常以高通量的现代仪器分析方法为手段，分为质谱和核磁共振两大类。核磁共振(Nuclearmagneticresonance，NMR)技术的特点是对样本的需求量少、样品前处理较简单。NMR技术最大的劣势在于较低的灵敏度、分辨率不足、高丰度分析物经常会掩盖低丰度的分析物。相对于NMR技术的缺点如低分辨率、检测动态范围小等，质谱具有相对较高的灵敏度和专一性，可以实现对多个样品快速分析与鉴定。现在开展的代谢组学实验应用最广泛的仪器平台是气相色谱-质谱连用(GasChromatography-MassSpectrometry，GC-MS)和液相色谱-质谱连用(LiquidChromatography-MassSpectrometr，LC-MS)。GC-MS更适合分析小分子、热不敏感、可挥发、能气化的化合物。且具有较高的分辨率和灵敏度；并且有可利用的较为经济的统一规范的质谱数据库。相对于GC-MS，LC-MS更偏向分析较高极性、更高相对分子质量和对热敏感的化合物，且无需像GC-MS一样做复杂的化学衍生化等样品前处理。LC-MS更适用于复杂生物样本中代谢产物的检测与潜在的生物标记物的鉴定。
技术实现思路
本专利技术第一个方面的目的在于提供定量粪便代谢物的试剂在制备检测活动性肺结核的试剂中的应用。本专利技术第二个方面的目的在于提供一种用于检测活动性肺结核的检测系统。本专利技术所采取的技术方案是：本专利技术的第一个方面，提供定量粪便代谢物的试剂在制备检测活动性肺结核的试剂中的应用，所述粪便代谢物选自1-Naphthylamine1-萘胺、Bilirubin胆红素、delta-Hydroxylysineδ羟基赖氨酸、Docosanamide二十二酰胺、Dodemorph十二环吗啉、Himbacine喜巴辛、Indolelacticacid吲哚乳酸、N-CyclohexylformamideN-环己基甲酰氨、NeotameN-[N-(3，3一二甲基丁基)-L-α-天冬氨酰]-L-苯丙氨酸-1-甲酯、N-Hexadecyl-L-hydroxyprolineN-十八烷基L-羟脯氨酸、N-MethyldioctylamineN-甲基-N-辛基-1-辛胺、Palmitoyl-L-carnitineL-肉碱十六烷基酯、Thyrotropinreleasinghormone促甲状腺激素释放激素中的至少一种。根据本专利技术第一个方面所述的应用，所述粪便代谢物由1-Naphthylamine1-萘胺、Bilirubin胆红素、delta-Hydroxylysineδ羟基赖氨酸、Docosanamide二十二酰胺、Dodemorph十二环吗啉、Himbacine喜巴辛、Indolelacticacid吲哚乳酸、N-CyclohexylformamideN-环己基甲酰氨、NeotameN-[N-(3，3一二甲基丁基)-L-α-天冬氨酰]-L-苯丙氨酸-1-甲酯、N-Hexadecyl-L-hydroxyprolineN-十八烷基L-羟脯氨酸、N-MethyldioctylamineN-甲基-N-辛基-1-辛胺、Palmitoyl-L-carnitineL-肉碱十六烷基酯和Thyrotropinreleasinghormone促甲状腺激素释放激素组成。本专利技术的第二个方面，提供一种用于检测活动性肺结核的检测系统，所述检测系统包括参数采集设备和数据处理装置；其中，所述参数采集设备定量采集权利要求1或2中所述粪便代谢物的相对表达量；所述数据处理装置基于参数采集设备获得的数据确定是否感染活动性肺结核。根据本专利技术第二个方面所述的检测系统，所述粪便代谢物的相对表达量采用液相色谱-质谱连用的方法获得。根据本专利技术第二个方面所述的检测系统，所述粪便代谢物的相对表达量通过以下步骤获得：S1.液相色谱-质谱代谢组学检测样本中本专利技术第一个方面所述的粪便代谢物的相对表达量，采集对应数据；S2.对步骤S1中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.定量粪便代谢物的试剂在制备检测活动性肺结核的试剂中的应用，所述粪便代谢物选自1-Naphthylamine 1-萘胺、Bilirubin胆红素、delta-Hydroxylysineδ羟基赖氨酸、Docosanamide二十二酰胺、Dodemorph十二环吗啉、Himbacine喜巴辛、Indolelactic acid吲哚乳酸、N-Cyclohexylformamide N-环己基甲酰氨、Neotame N-[N-(3，3一二甲基丁基)-L-α-天冬氨酰]-L-苯丙氨酸-1-甲酯、N-Hexadecyl-L-hydroxyproline N-十八烷基L-羟脯氨酸、N-Methyldioctylamine N-甲基-N-辛基-1-辛胺、Palmitoyl-L-carnitine L-肉碱十六烷基酯、Thyrotropin releasing hormone促甲状腺激素释放激素中的至少一种。/n

【技术特征摘要】
1.定量粪便代谢物的试剂在制备检测活动性肺结核的试剂中的应用，所述粪便代谢物选自1-Naphthylamine1-萘胺、Bilirubin胆红素、delta-Hydroxylysineδ羟基赖氨酸、Docosanamide二十二酰胺、Dodemorph十二环吗啉、Himbacine喜巴辛、Indolelacticacid吲哚乳酸、N-CyclohexylformamideN-环己基甲酰氨、NeotameN-[N-(3，3一二甲基丁基)-L-α-天冬氨酰]-L-苯丙氨酸-1-甲酯、N-Hexadecyl-L-hydroxyprolineN-十八烷基L-羟脯氨酸、N-MethyldioctylamineN-甲基-N-辛基-1-辛胺、Palmitoyl-L-carnitineL-肉碱十六烷基酯、Thyrotropinreleasinghormone促甲状腺激素释放激素中的至少一种。


2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述粪便代谢物由1-Naphthylamine1-萘胺、Bilirubin胆红素、delta-Hydroxylysineδ羟基赖氨酸、Docosanamide二十二酰胺、Dodemorph十二环吗啉、Himbacine喜巴辛、Indolelacticacid吲哚乳酸、N-CyclohexylformamideN-环己基甲酰氨、NeotameN-[N-(3，3一二甲基丁基)-L-α-天冬氨酰]-L-苯丙氨酸-1-甲酯、N-Hexadecyl-L-hydroxyprolineN-十八烷基L-羟脯氨酸、N-MethyldioctylamineN-甲基-N-辛基-1-辛胺、Palmitoyl-L-carnitineL-肉碱十六烷基酯和Thyrotropinreleasinghormone促甲状腺激素释放激素组成。


3.一种用于检测活动性肺结核的检测系统，其特征在于，所述检测系统包括参数采集设备和数据处理装置；
其中，所述参数采集设备定量采集权利要求1或2中所述粪便代谢物的相对表达量；
所述数据处理装置基于参数采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏文静，周琳，陈亮，陈燕梅，巫株华，张晨晨，郭卉欣，黄新春，孙琦，卓文基，董文雅，
申请(专利权)人：广东省结核病控制中心，
类型：发明
国别省市：广东;44