一种脑胶质瘤诊断的诊断标志物、试剂盒及筛选方法和脑胶质瘤诊断模型的构建方法技术

本发明专利技术涉及一种脑胶质瘤诊断的诊断标志物、试剂盒及筛选方法和脑胶质瘤诊断模型的构建方法，属于临床检验诊断技术领域。本发明专利技术所述诊断标志物包括25种血浆脂质代谢标志物中的任意一种或多种。本发明专利技术所述诊断标志物对于脑胶质瘤具有较好的灵敏性和特异性，可用于脑胶质瘤无创诊断，对于改善预后，提高患者的生存率具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种脑胶质瘤诊断的诊断标志物、试剂盒及筛选方法和脑胶质瘤诊断模型的构建方法
本专利技术涉及临床检验诊断
，具体涉及一种基于代谢组学和人工智能分析技术筛选鉴定的脑胶质瘤诊断的诊断标志物、试剂盒及筛选方法和脑胶质瘤诊断模型的构建方法。
技术介绍
脑胶质瘤是成人颅内最常见的恶性肿瘤，且其中一半以上是胶质母细胞瘤，其预后差，中位生存期约为15个月。因此，准确诊断和及时的病情进展监测，对提高胶质瘤患者的生存率至关重要。目前，脑胶质瘤的诊断通常采用计算机断层扫描(CT)和磁共振成像(MRI)，但这些检查在术后进行组织学检查之前不能提供肿瘤的确切病理信息。其他策略，如细针穿刺活检标本的基因分析和脑脊液(CSF)的ctDNA测序，也依然面临着技术上的挑战，效果不尽如人意。而且上述几种有创诊断方式可能导致更高的副作用和诊断成本。与组织活检相比，液体活检作为一种无创性的肿瘤诊断方法，已经显示出许多优点。Nickolas及其同事的研究通过分析16个循环肿瘤细胞/血液中的DNA(ctDNA)和8种蛋白质，成功地将血液检测应用于8至10种类型癌症的诊断。他们的研究已经证明了液体活检在癌症诊断中的适用性和潜力，但是靶向ctDNA和蛋白质仍然导致检测的敏感性不足，特别是对于早期癌症。因此，获得一些创新性且灵敏度高，准确性好的生物标志物，进而开发成一种准确、灵敏的无创脑恶性肿瘤诊断方法，将具有重大的临床意义和社会经济意义。
技术实现思路
针对脑胶质瘤现有诊断方法较少，缺少有效液体诊断方法这一现状，本专利技术的目的在于提供一种脑胶质瘤诊断的诊断标志物、试剂盒及筛选方法和脑胶质瘤诊断模型的构建方法。本专利技术所述诊断标志物对于脑胶质瘤具有较好的灵敏性和特异性，可用于脑胶质瘤无创诊断，对于改善预后，提高患者的生存率具有重要意义。本专利技术提供了一种脑胶质瘤诊断的诊断标志物，所述诊断标志物包括以下25种血浆脂质代谢标志物中的任意一种或多种：溶血磷脂酰胆碱LPC16:0、溶血磷脂酰胆碱LPC18:0、溶血磷脂酰胆碱LPC18:2、溶血磷脂酰胆碱LPC20:4、磷脂酰胆碱PC16:0-18:1、磷脂酰胆碱PC16:0-18:2、磷脂酰胆碱PC16:0-20:4、磷脂酰胆碱PC16:0-22:6、磷脂酰胆碱PC18:0-18:1、磷脂酰胆碱PC18:0-18:2、磷脂酰胆碱PC18:0-20:4、甘油三酯TAG18:1-18:2-18:3、磷脂酰胆碱PC20:0-16:1、磷脂酰胆碱PC18:1-18:1、磷脂酰胆碱PC18:2-18:2、磷脂酰胆碱PC16:2-22:4、甘油三酯TAG16:0-18:1-18:2、甘油三酯TAG16:0-18:2-18:2、甘油三酯TAG16:1-18:1-18:2、甘油三酯TAG16:0-18:2-18:3、甘油三酯TAG18:0-18:1-18:2、甘油三酯TAG18:1-18:2-18:2、甘油三酯TAG16:0-18:2-20:4、甘油三酯TAG18:2-18:2-18:3和甘油三酯TAG16:1-18:2-20:4。优选的是，所述诊断标志物包括以下15种血浆脂质代谢标志物中的任意一种或多种：溶血磷脂酰胆碱LPC16:0、溶血磷脂酰胆碱LPC18:0、溶血磷脂酰胆碱LPC18:2、溶血磷脂酰胆碱LPC20:4、磷脂酰胆碱PC16:0-18:1、磷脂酰胆碱PC16:0-18:2、磷脂酰胆碱PC16:0-20:4、磷脂酰胆碱PC16:0-22:6、磷脂酰胆碱PC18:0-18:1、磷脂酰胆碱PC18:0-18:2、磷脂酰胆碱PC18:0-20:4、甘油三酯TAG18:1-18:2-18:3、磷脂酰胆碱PC20:0-16:1、磷脂酰胆碱PC18:1-18:1和磷脂酰胆碱PC18:2-18:2。优选的是，所述诊断标志物包括以下11种血浆脂质代谢标志物中的任意一种或多种：溶血磷脂酰胆碱LPC16:0、溶血磷脂酰胆碱LPC18:0、溶血磷脂酰胆碱LPC18:2、磷脂酰胆碱PC16:0-18:1、磷脂酰胆碱PC16:0-18:2、磷脂酰胆碱PC16:0-20:4、磷脂酰胆碱PC16:0-22:6、磷脂酰胆碱PC18:0-18:1、磷脂酰胆碱PC18:0-18:2、磷脂酰胆碱PC18:0-20:4、甘油三酯TAG18:1-18:2-18:3。优选的是，所述诊断标志物包括以下4种血浆脂质代谢标志物中的任意一种或多种：溶血磷脂酰胆碱LPC16:0、溶血磷脂酰胆碱LPC18:0、磷脂酰胆碱PC16:0-18:1和甘油三酯TAG18:1-18:2-18:3。本专利技术还提供了一种脑胶质瘤诊断标志物的筛选方法，包括以下步骤：(1)分别收集脑胶质瘤患者和健康人群的血浆样本作为分析样本；(2)采用液相色谱质谱联用技术分别对每个分析样本进行非靶向代谢组学分析，得到各血浆样本的原始代谢指纹图谱；(3)使用MS-Dial软件对脑胶质瘤患者的血浆样本和健康人群的血浆样本的原始代谢指纹图谱分别进行图谱处理，得到每行为代谢物信息，每列为分析样本的二维矩阵；并且对二维矩阵进行包括同位素峰、加合物和碎片离子在内的代谢物峰标识及峰面积积分，用于进一步的机器学习；(4)使用机器学习支持向量机算法学习步骤(3)的二维矩阵数据，随机将上述脑胶质瘤及健康对照血浆样本数据的3/4作为训练集，1/4作为测试集进行学习，并随机循环迭代2000次，通过统计最终支持向量机模型准确度的平均值，确定该支持向量机模型可有效对脑胶质瘤患者与健康人群的代谢组数据进行分类；(5)根据上述得到的支持向量机模型，通过基于机器学习的特征筛序，借助支持向量机建模的特征重要性评分并不断累加重要特征形成待测模型，评估模型分类准确度以显示不同模型的分类效能，并最终展示相对最优特征数及组合方式；所述筛选最优特征数及组合方式的标准为：增加特征数时模型准确度不再上升；(6)将上述筛选得到的最优特征即目标差异代谢物进行基于质谱的优化筛选，使用MS-Dial软件根据色谱峰型及二级质谱图数据质量筛选并获得潜在代谢标志物；(7)根据上述潜在代谢标志物的一级和二级质谱信息，推测标志物的分子质量和分子式，并且与代谢物谱图数据库中的谱图信息进行比对，并且与化学标准品进行比对，从而对代谢物进行鉴定，得到适合于脑胶质瘤诊断的血浆脂质代谢标志物。本专利技术还提供了一种基于上述技术方案所述诊断标志物的脑胶质瘤诊断模型的构建方法，包含以下步骤：1)收集脑胶质瘤患者和健康人群的血浆样本作为分析样本；2)采用液相色谱质谱联用技术对每个分析样本进行诊断标志物的靶向代谢组学分析，得到各血浆样本的靶向代谢组图谱；3)使用MS-Dial软件对脑胶质瘤血浆样本和健康血浆样本的靶向代谢组图谱进行图谱处理，得到每行为代谢物信息，每列为分析样本的标志物二维矩阵，用于进一步的机器学习；4)根据所述诊断标志物的二维矩阵，使用机器学习支持向量机构建分类模型，得到脑胶质瘤诊断模型。本专利技术还提供了基于上述技术方案所述诊断标志物在制备脑胶质瘤诊断试剂盒中的应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脑胶质瘤诊断的诊断标志物，其特征在于，所述诊断标志物包括以下25种血浆脂质代谢标志物中的任意一种或多种：溶血磷脂酰胆碱LPC 16:0、溶血磷脂酰胆碱LPC 18:0、溶血磷脂酰胆碱LPC 18:2、溶血磷脂酰胆碱LPC 20:4、磷脂酰胆碱PC 16:0-18:1、磷脂酰胆碱PC 16:0-18:2、磷脂酰胆碱PC 16:0-20:4、磷脂酰胆碱PC 16:0-22:6、磷脂酰胆碱PC18:0-18:1、磷脂酰胆碱PC 18:0-18:2、磷脂酰胆碱PC 18:0-20:4、甘油三酯TAG 18:1-18:2-18:3、磷脂酰胆碱PC 20:0-16:1、磷脂酰胆碱PC 18:1-18:1、磷脂酰胆碱PC 18:2-18:2、磷脂酰胆碱PC 16:2-22:4、甘油三酯TAG 16:0-18:1-18:2、甘油三酯TAG 16:0-18:2-18:2、甘油三酯TAG 16:1-18:1-18:2、甘油三酯TAG 16:0-18:2-18:3、甘油三酯TAG 18:0-18:1-18:2、甘油三酯TAG 18:1-18:2-18:2、甘油三酯TAG 16:0-18:2-20:4、甘油三酯TAG 18:2-18:2-18:3和甘油三酯TAG 16:1-18:2-20:4。/n...

【技术特征摘要】
1.一种脑胶质瘤诊断的诊断标志物，其特征在于，所述诊断标志物包括以下25种血浆脂质代谢标志物中的任意一种或多种：溶血磷脂酰胆碱LPC16:0、溶血磷脂酰胆碱LPC18:0、溶血磷脂酰胆碱LPC18:2、溶血磷脂酰胆碱LPC20:4、磷脂酰胆碱PC16:0-18:1、磷脂酰胆碱PC16:0-18:2、磷脂酰胆碱PC16:0-20:4、磷脂酰胆碱PC16:0-22:6、磷脂酰胆碱PC18:0-18:1、磷脂酰胆碱PC18:0-18:2、磷脂酰胆碱PC18:0-20:4、甘油三酯TAG18:1-18:2-18:3、磷脂酰胆碱PC20:0-16:1、磷脂酰胆碱PC18:1-18:1、磷脂酰胆碱PC18:2-18:2、磷脂酰胆碱PC16:2-22:4、甘油三酯TAG16:0-18:1-18:2、甘油三酯TAG16:0-18:2-18:2、甘油三酯TAG16:1-18:1-18:2、甘油三酯TAG16:0-18:2-18:3、甘油三酯TAG18:0-18:1-18:2、甘油三酯TAG18:1-18:2-18:2、甘油三酯TAG16:0-18:2-20:4、甘油三酯TAG18:2-18:2-18:3和甘油三酯TAG16:1-18:2-20:4。


2.根据权利要求1所述的诊断标志物，其特征在于，所述诊断标志物包括以下15种血浆脂质代谢标志物中的任意一种或多种：溶血磷脂酰胆碱LPC16:0、溶血磷脂酰胆碱LPC18:0、溶血磷脂酰胆碱LPC18:2、溶血磷脂酰胆碱LPC20:4、磷脂酰胆碱PC16:0-18:1、磷脂酰胆碱PC16:0-18:2、磷脂酰胆碱PC16:0-20:4、磷脂酰胆碱PC16:0-22:6、磷脂酰胆碱PC18:0-18:1、磷脂酰胆碱PC18:0-18:2、磷脂酰胆碱PC18:0-20:4、甘油三酯TAG18:1-18:2-18:3、磷脂酰胆碱PC20:0-16:1、磷脂酰胆碱PC18:1-18:1和磷脂酰胆碱PC18:2-18:2。


3.根据权利要求1所述的诊断标志物，其特征在于，所述诊断标志物包括以下11种血浆脂质代谢标志物中的任意一种或多种：溶血磷脂酰胆碱LPC16:0、溶血磷脂酰胆碱LPC18:0、溶血磷脂酰胆碱LPC18:2、磷脂酰胆碱PC16:0-18:1、磷脂酰胆碱PC16:0-18:2、磷脂酰胆碱PC16:0-20:4、磷脂酰胆碱PC16:0-22:6、磷脂酰胆碱PC18:0-18:1、磷脂酰胆碱PC18:0-18:2、磷脂酰胆碱PC18:0-20:4、甘油三酯TAG18:1-18:2-18:3。


4.根据权利要求1所述的诊断标志物，其特征在于，所述诊断标志物包括以下4种血浆脂质代谢标志物中的任意一种或多种：溶血磷脂酰胆碱LPC16:0、溶血磷脂酰胆碱LPC18:0、磷脂酰胆碱P...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹玉新，周骏拓，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京;11