检测阿尔兹海默症肠道菌群标志物的表达丰度的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了检测阿尔兹海默症肠道菌群标志物的表达丰度的方法和装置，所述方法包括以下步骤：(1)根据阿尔兹海默症肠道菌群标志物设计特异性引物，以待测样本的DNA为模板进行PCR扩增，得到PCR扩增产物；(2)将所述PCR扩增产物构建文库并进行高通量测序，得到的测序数据进行质控和OTU聚类，并计算OTU序列的相对丰度；(3)将OTU序列与16S rRNA参考基因组进行比对，确定OTU序列的菌属类型，得到不同菌属的相对丰度。本发明专利技术基于高通量测序检测阿尔兹海默症肠道菌群标志物，以菌群丰度水平作为检测指标，实现了灵敏、准确、辅助判断阿尔兹海默症的效果。的效果。的效果。

【技术实现步骤摘要】
检测阿尔兹海默症肠道菌群标志物的表达丰度的方法和装置


[0001]本专利技术属于生物
，涉及检测阿尔兹海默症肠道菌群标志物的表达丰度的方法和装置。

技术介绍

[0002]阿尔兹海默症(Alzheimer's disease，AD)又称老年痴呆症，是一种发生于老年期的进行性发展的中枢神经系统退行性变性疾病，以渐进性记忆障碍、认知功能下降和日常生活能力丧失为特征，伴随有人格改变等神经精神症状，严重影响社交与生活能力。由于阿尔兹海默症的发病机制尚未完全明确，而且早期症状较为隐秘，阿尔兹海默症患者容易被漏诊或错诊。因此寻找高灵敏度、高准确度的生物标志物，对于阿尔兹海默症的早期诊断和药物干预具有重要意义。目前，AD的诊断主要依靠记忆量表、PET以及脑脊液和血液中的Aβ、磷酸化tau等病理指标，但是这些诊断指标在临床中的应用仍然存在争议，对于AD的早期诊断尚缺乏有效的检测依据。
[0003]最近研究发现，肠道菌群失衡与多种神经精神疾病如帕金森、抑郁症、自闭症的发生发展有关，80％以上的AD患者存在肠道菌群失衡现象，提示肠道菌群稳态与神经退行性疾病的发病进程密切相关。有报道称，AD患者的肠道菌群组成与健康同龄人不同，在AD患者的血液中可以检测到细菌毒素和炎症因子水平的上升，提示菌群失衡可能与免疫炎症的发生相关联，而免疫激活又可能通过血液循环进一步导致中枢神经系统炎症。随着年龄的增长，肠黏膜屏障通透性增加，使得一些机会致病菌及其代谢产物穿过屏障侵入内部组织器官，从而诱发慢性肠道及全身炎症。
[0004]CN110693917A公开了Akkermansia Muciniphila在制备抗抑郁药物或者保健品中的应用，通过对抑郁小鼠模型给予Akkermansia Muciniphila菌移植，提升了小鼠的运动距离并减少悬尾实验和强迫游泳实验的不动时间，显著缓解了小鼠的抑郁状态，显示出了很好的抗抑郁疗效，且未见副作用。
[0005]然而，目前尚没有关于肠道菌群和AD发病关系的系统性研究。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足和实际需求，本专利技术提供了检测阿尔兹海默症肠道菌群标志物的表达丰度的方法和装置，所述肠道菌群标志物与AD发病密切相关，可以作为AD早期诊断生物标志物提高诊断准确性，在疾病的早期预警、病理分型以及预测发展阶段等方面具有重要意义。
[0007]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供了一种阿尔兹海默症肠道菌群标志物，所述阿尔兹海默症肠道菌群标志物包括梭状杆菌属(Clostridium)、艾克曼菌属(Akkermansia)、Allobaculum、苏黎世杆菌属(Turicibacter)、Devosia、颤螺菌属(Oscillospira)、Odoribacter或瘤胃球菌属(Ruminococcus)中的任意一种或至少两种的组合。
[0009]优选地，所述阿尔兹海默症肠道菌群标志物包括梭状杆菌属(Clostridium)、艾克曼菌属(Akkermansia)、Allobaculum、苏黎世杆菌属(Turicibacter)、Devosia、颤螺菌属(Oscillospira)、Odoribacter和瘤胃球菌属(Ruminococcus)。
[0010]第二方面，本专利技术提供了一种检测第一方面所述的阿尔兹海默症肠道菌群标志物的表达丰度的方法，所述方法包括以下步骤：
[0011](1)根据阿尔兹海默症肠道菌群标志物设计特异性引物，以待测样本的DNA为模板进行PCR扩增，得到PCR扩增产物；
[0012](2)将所述PCR扩增产物构建文库并进行高通量测序，得到的测序数据进行质控和OTU聚类，并计算OTU序列的相对丰度；
[0013](3)将OTU序列与16S rRNA参考基因组进行比对，确定OTU序列的菌属类型，得到不同菌属的相对丰度。
[0014]优选地，所述OTU聚类根据序列的一致性进行聚类。
[0015]优选地，所述序列的一致性大于97％形成一个OTU。
[0016]第三方面，本专利技术提供了一种检测第一方面所述的阿尔兹海默症肠道菌群标志物的表达丰度的装置，所述装置包括：
[0017]PCR扩增单元：用于采用阿尔兹海默症肠道菌群标志物的特异性引物，以待测样本的DNA为模板进行PCR扩增；
[0018]高通量测序单元：用于对PCR扩增产物进行文库构建和高通量测序；
[0019]聚类和丰度计算单元：用于将测序数据进行质控处理和OTU聚类，并计算OTU序列的相对丰度；
[0020]菌属确定单元：用于将OTU序列与16S rRNA参考基因组进行比对，确定OTU序列的菌属类型。
[0021]优选地，所述OTU聚类根据序列的一致性进行聚类。
[0022]优选地，所述序列的一致性大于97％形成一个OTU。
[0023]第四方面，本专利技术提供了第三方面所述的装置在制备阿尔兹海默症诊断试剂和/或诊断医疗设备中的应用。
[0024]第五方面，本专利技术提供了第三方面所述的装置在筛选阿尔兹海默症治疗药物和/或预防药物中的应用。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0026](1)本专利技术的检测阿尔兹海默症肠道菌群标志物的方法和装置基于高通量测序和生物信息学分析，实现了菌种鉴定、丰度检测和菌种多样性分析等效果；
[0027](2)本专利技术的阿尔兹海默症肠道菌群标志物与AD发病密切相关，以其丰度水平作为检测指标，用于阿尔兹海默症的症状辅助判断，具有检测精确度高、方便快捷以及安全无创的特点，对辅助诊断AD相关指标具有重要的临床指导意义。
附图说明
[0028]图1A为AD小鼠和WT对照组的α多样性ACE指数，图1B为AD小鼠和WT对照组的α多样性Chao1指数，图1C为AD小鼠和WT对照组的OTU分类；
[0029]图2A为AD小鼠与WT对照组存在丰度差异的菌属梭状杆菌属(Clostridium)，图2B
为AD小鼠与WT对照组存在丰度差异的菌属艾克曼菌属(Akkermansia)，图2C为AD小鼠与WT对照组存在丰度差异的菌属Allobaculum，图2D为AD小鼠与WT对照组存在丰度差异的菌属苏黎世杆菌属(Turicibacter)，图2E为AD小鼠与WT对照组存在丰度差异的菌属Devosia，图2F为AD小鼠与WT对照组存在丰度差异的菌属颤螺菌属(Oscillospira)，图2G为AD小鼠与WT对照组存在丰度差异的菌属Odoribacter，图2H为AD小鼠与WT对照组存在丰度差异的菌属瘤胃球菌属(Ruminococcus)。
具体实施方式
[0030]为进一步阐述本专利技术所采取的技术手段及其效果，以下结合实施例和附图对本专利技术作进一步地说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。
[0031]实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种检测阿尔兹海默症肠道菌群标志物的表达丰度的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)根据阿尔兹海默症肠道菌群标志物设计特异性引物，以待测样本的DNA为模板进行PCR扩增，得到PCR扩增产物；(2)将所述PCR扩增产物构建文库并进行高通量测序，得到的测序数据进行质控和OTU聚类，并计算OTU序列的相对丰度；(3)将OTU序列与16S rRNA参考基因组进行比对，确定OTU序列的菌属类型，得到不同菌属的相对丰度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阿尔兹海默症肠道菌群标志物包括梭状杆菌属(Clostridium)、艾克曼菌属(Akkermansia)、Allobaculum、苏黎世杆菌属(Turicibacter)、Devosia、颤螺菌属(Oscillospira)、Odoribacter或瘤胃球菌属(Ruminococcus)中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述阿尔兹海默症肠道菌群标志物包括梭状杆菌属(Clostridium)、艾克曼菌属(Akkermansia)、Allobaculum、苏黎世杆菌属(Turicibacter)、Devosia、颤螺菌属(Oscillospira)、Odoribacter和瘤胃球菌属(Ruminococcus)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述OTU聚类根据序列的一致性进行聚类。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述序列的一致性大于97％形成一个OTU。5.一种检测阿尔兹海默症肠道菌群标志物的表达丰度的装置，其特征在于，所述装置包括：PCR扩增单元：用于采用阿尔兹海默症肠道菌群标志物...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宇，陈艺菁，陈岳文，许进英，樊颖颖，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：