生物标志物在制备妊娠糖尿病诊断试剂中的用途制造技术

本发明专利技术涉及医学诊断领域，具体的说是利用代谢组学筛选出用于妊娠糖尿病鉴别诊断的生物标志物，并根据这些生物标志物建立了用于诊断妊娠个体是否是糖尿病的模型。本发明专利技术提供了鉴别诊断妊娠糖尿病的生物标志物和诊断模型，可应用于妊娠糖尿病的早期诊断或者预测，对妊娠糖尿病的预防或治疗具有重要意义。娠糖尿病的预防或治疗具有重要意义。娠糖尿病的预防或治疗具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
生物标志物在制备妊娠糖尿病诊断试剂中的用途
[0001]优先权
[0002]本申请主张两个中国在先申请的优先权，这两个在先申请为【申请号：202210083776.9，申请日：2022.01.24】和【申请号：202210083970.7，申请日：2022.01.24】，其所有内容作为本申请的一部分。


[0003]本专利技术涉及医学诊断领域，具体的说是利用代谢组学筛选糖尿病的生物标志物并用于糖尿病的诊断，尤其是妊娠糖尿病的诊断以及用来诊断妊娠个体是否是糖尿病的系统。

技术介绍

[0004]代谢组学(Metabolomics)是对机体中相对分子量小于1000的小分子代谢物进行定性和定量分析的一门学科。通过代谢组学分析可以反映机体的生理和病理状况，也可以区分不同个体间的差异。随着质谱技术的发展，液相色谱与质谱联用技术(LC
‑
MS)已成为代谢组学研究中最主要的研究工具。目前，代谢组学已经广泛应用与临床诊断领域，主要是发现与疾病诊断与治疗相关的代谢标志物。
[0005]妊娠期糖尿病(Gestational Diabetes Mellitus，GDM)是最常见的妊娠期代谢异常，显著增加了早产、胎儿生长受限、胎儿畸形、母亲产后罹患2型糖尿病等多种风险。从出生缺陷防控角度来看，母体GDM作为直接的“不良环境因素”阻碍胎儿的正常发育，并可能导致胚胎源性的成人疾病。因此，GDM的早期诊断非常重要，是临床及时干预、防范出生缺陷与母胎不良结局的重要基础。传统的GDM诊断依据是指孕24
‑
28周的口服75g糖，例如葡萄糖、耐量试验，这个时候进行，时机较晚，患者依从性不佳，高血糖及相关代谢紊乱对母儿的不良影响已经发生，不利于改善母婴结局。由于GDM发病机制仍不清晰，尚缺乏精准反映GDM表型的标志物和早期检测方法。
[0006]这就需要提供一种更早期的预测妊娠个体是否具含有糖尿病的风险的系统以及采用新的标志物来进行预测。

技术实现思路

[0007]本专利技术通过采集正常孕妇与妊娠糖尿病孕妇的血清样本，利用液相色谱
‑
高分辨质谱联用(LC
‑
HRMS)技术对以上样本进行代谢组学分析，并通过统计分析筛选出正常孕妇与妊娠糖尿病孕妇之间的新差异代谢物，进一步建立用于妊娠糖尿病鉴别诊断的模型,这里的鉴别具有识别,区别的意思,就是区分健康正常和患有妊娠糖尿病的系统,该系统包括这些模型公司进行自动计算病输出结果。同时,本专利技术也利用这些标志物建立了预测妊娠个人空腹后1小时和2小时候的血糖值的系统，该系统也包括数学模型，从而根据该数值可以判断妊娠个人是否是糖尿病。
[0008]本专利技术的目的是鉴别诊断妊娠糖尿病，包括寻找妊娠糖尿病新的生物标志物的方
法，找出用于妊娠糖尿病鉴别诊断的生物标志物及其模型，以及早期妊娠糖尿病鉴别诊断的方法。
[0009]本专利技术的第一方面，提供一种基于血清代谢组学对妊娠糖尿病的生物标志物进行筛选的方法，具体步骤如下：
[0010](1)收集妊娠糖尿病孕妇和正常孕妇的血清样本；
[0011](2)提取血清代谢物；
[0012](3)采用液相
‑
质谱联用对提取的血清代谢物进行检测及数据预处理；
[0013](4)利用偏最小二乘判别分析对样本分群，结合显著性分析，筛选不同分组的差异代谢物或者差异的生物标志物；
[0014](5)根据筛选得到的差异代谢物，挖掘可以用来诊断妊娠糖尿病的生物标志物以及这些标志物的应用，例如：如何利用这些标志物来诊断或者预测妊娠糖尿病患者，或者从健康人群中鉴别诊断出妊娠糖尿病患者。
[0015]在一些方式中，所述步骤(1)的具体实现为：血清样本来自正常孕妇和妊娠糖尿病孕妇。这里所述的正常孕妇和妊娠糖尿病是已经经过诊断确认的，比如经过血糖检测、葡萄糖耐量试验确认的正常孕妇和妊娠糖尿病孕妇。
[0016]在一些方式中，所述步骤(2)的具体实现为：按照1:4的比例，向血清样品中加入含多种同位素内标的甲醇沉淀剂，振荡3分钟混匀后，于20℃4000
×
g离心10分钟。从每个样品中取4份各100μL上清至4个样品板中，氮吹吹干，加入多种含同位素内标的复溶液用于后续UPLC
‑
MS/MS检测。
[0017]所述步骤(3)的具体实现为：对原始质谱数据提取m/z离子、保留时间，对保留时间校正后进行数据库检索鉴定代谢物，检查代谢物色谱峰积分得到峰面积，并进行数据归一化和缺失值填充，得到的数据矩阵进行后续生信分析。
[0018]所述步骤(4)的具体实现为：对数据矩阵进行数据过滤，剩余数据利用正交偏最小二乘判别分析对样本分群，正常孕妇和妊娠糖尿病孕妇两组可得到明显的聚类分群。
[0019]在一些方式中，所述步骤(5)的具体实现为：结合生物学意义，筛选FDR值小于0.05同时VIP大于1的化合物作为差异代谢物，挖掘妊娠糖尿病孕妇的生物标志物，并进行代谢通路分析。
[0020]进一步地，筛选出妊娠糖尿病的生物标志物之后，选取一至多种生物标志物建立用于妊娠糖尿病鉴别诊断的模型。
[0021]进一步地，建立用于预测妊娠个体空腹后1小时或者2小时的血糖值的非线性模型，并对模型进行优化，将模型的预测值与实测值进行对比从而验证模型诊断的准确性，最终得到更优的诊断模型。
[0022]所以，第二方面，本专利技术提供生物标志物在用于诊断妊娠个体是否患有糖尿病检测试剂中的用途，所述标志物选择如下的一种或者几种：
[0023]R
‑3‑
羟基丁酰肉碱、1,5
‑
脱水葡萄糖醇、1
‑
花生四烯酰甘油磷脂酰胆碱、1
‑
花生四烯酰甘油磷脂酰肌醇、1
‑
亚油酰甘油磷脂酰胆碱、1
‑
棕榈酰甘油磷脂酸、1
‑
棕榈酰甘油磷脂酰胆碱、2
‑
氨基乙二酸、2
‑
羟基丁酸、3
‑
(4
‑
羟苯基)乳酸、3
‑
羟丁酸、3
‑
甲基
‑2‑
氧代丁酸、3
‑
甲基
‑2‑
氧代戊酸、4
‑
甲基
‑2‑
氧代戊酸、8
‑
甲氧基犬尿氨酸、肉碱、顺
‑
3,4
‑
亚甲基庚酰肉碱、胱硫醚、二硫化半胱氨酰甘氨酸、脱氧胆酸、γ
‑
谷氨酰基
‑
ε
‑
赖氨酸、葡萄糖、甘油磷脂
酰肌醇、甘氨酸、甘胆酸硫酸酯、甘氨石胆酸硫酸酯、组氨酰丙氨酸、吲哚乙酸、异亮氨酸、异熊去氧胆酸硫酸酯、异戊酸、硫化双丙氨酸、亮氨酸、N6
‑
乙酰赖氨酸、N
‑
乙酰牛磺酸、N
‑
乙酰色氨酸、N
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.生物标志物组合在制备诊断个体是否是妊娠糖尿病试剂中的用途，其特征在于，所述生物标志物组合选自如下的一种或多种化合物：R
‑3‑
羟基丁酰肉碱、1,5
‑
脱水葡萄糖醇、1
‑
花生四烯酰甘油磷脂酰胆碱、1
‑
花生四烯酰甘油磷脂酰肌醇、1
‑
亚油酰甘油磷脂酰胆碱、1
‑
棕榈酰甘油磷脂酸、1
‑
棕榈酰甘油磷脂酰胆碱、2
‑
氨基乙二酸、2
‑
羟基丁酸、3
‑
(4
‑
羟苯基)乳酸、3
‑
羟丁酸、3
‑
甲基
‑2‑
氧代丁酸、3
‑
甲基
‑2‑
氧代戊酸、4
‑
甲基
‑2‑
氧代戊酸、8
‑
甲氧基犬尿氨酸、肉碱、顺
‑
3,4
‑
亚甲基庚酰肉碱、胱硫醚、二硫化半胱氨酰甘氨酸、脱氧胆酸、γ
‑
谷氨酰基
‑
ε
‑
赖氨酸、葡萄糖、甘油磷脂酰肌醇、甘氨酸、甘胆酸硫酸酯、甘氨石胆酸硫酸酯、组氨酰丙氨酸、吲哚乙酸、异亮氨酸、异熊去氧胆酸硫酸酯、异戊酸、硫化双丙氨酸、亮氨酸、N6
‑
乙酰赖氨酸、N
‑
乙酰牛磺酸、N
‑
乙酰色氨酸、N
‑
乙酰缬氨酸、油酸、乳清苷、草酸、棕榈酰肉碱、泛酸、苯丙氨酸、焦谷酰胺、丝氨酸、苏糖酸、酪氨酸、缬氨酸。2.据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述生物标志物选组合自如下的一种或多种化合物：R
‑3‑
羟基丁酰肉碱、1
‑
花生四烯酰甘油磷脂酰胆碱、1
‑
花生四烯酰甘油磷脂酰肌醇、1
‑
亚油酰甘油磷脂酰胆碱、1
‑
棕榈酰甘油磷脂酸、1
‑
棕榈酰甘油磷脂酰胆碱、3
‑
(4
‑
羟苯基)乳酸、3
‑
甲基
‑2‑
氧代丁酸、8
‑
甲氧基犬尿氨酸、顺
‑
3,4
‑
亚甲基庚酰肉碱、二硫化半胱氨酰甘氨酸、γ
‑
谷氨酰基
‑
ε
‑
赖氨酸、甘油磷脂酰肌醇、组氨酰丙氨酸、吲哚乙酸、异熊去氧胆酸硫酸酯、N6
‑
乙酰赖氨酸、N
‑
乙酰牛磺酸、N
‑
乙酰色氨酸、N
‑
乙酰缬氨酸、乳清苷、草酸、泛酸。3.根据权利要求2所述的用途，其特征在于，所述生物标志物组合选自如下的一种或多种化合物：1
‑
花生四烯酰甘油磷脂酰肌醇、1
‑
棕榈酰甘油磷脂酸、8
‑
甲氧基犬尿氨酸、顺
‑
3,4
‑
亚甲基庚酰肉碱、二硫化半胱氨酰甘氨酸、γ
‑
谷氨酰基
‑
ε
‑
赖氨酸、甘油磷脂酰肌醇、组氨酰丙氨酸、异熊去氧胆酸硫酸酯、N6
‑
乙酰赖氨酸、N
‑
乙酰牛磺酸、N
‑
乙酰色氨酸、N
‑
乙酰缬氨酸、乳清苷、草酸。4.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述生物标志物组合选自如下的一种或多种化合物：8
‑
甲氧基犬尿氨酸、二硫化半胱氨酰甘氨酸、组氨酰丙氨酸、异熊去氧胆酸硫酸酯。5.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述妊娠糖尿病为早中期妊娠糖尿病6.一种鉴别妊娠个体是否患有妊娠糖尿病的系统，其特征在于，所述系统包括下述的一种或多种分类模型：模型A：得分＝3.425*葡萄糖+0.854*棕榈酰肉碱－4.598*油酸－1.307*甘氨酸+0.309*苯丙氨酸－2.253*丝氨酸－0.335*酪氨酸－0.172*异亮氨酸－1.273*亮氨酸－0.422*缬氨酸+0.622*2
‑
氨基乙二酸－0.882*1,5
‑
脱水葡萄糖醇+0.898*3
‑
甲基
‑2‑
氧代丁酸+2.292*3
‑
羟丁酸+2.919*2
‑
羟基丁酸+1.319*泛酸－0.103*3
‑
甲基
‑2‑
氧代戊酸+0.856*4
‑
甲基
‑2‑
氧代戊酸+1.256*1
‑
棕榈酰甘油磷脂酰胆碱；模型B：得分＝0.199*脱氧胆酸+2.903*N
‑
乙酰缬氨酸+4.004*肉碱－1.611*胱硫醚+2.441*吲哚乙酸－1.765*草酸－1.271*苏糖酸－0.588*3
‑
(4
‑
羟苯基)乳酸+0.284*甘胆酸硫酸酯－0.678*甘氨石胆酸硫酸酯－4.844*1
‑
花生四烯酰甘油磷脂酰胆碱+4.307*γ
‑
谷氨酰基
‑
ε
‑
赖氨酸－1.769*N
‑
乙酰色氨酸－0.495*1
‑
花生四烯酰甘油磷脂酰肌醇+2.144*亚油酰甘油磷脂酰胆碱+0.635*1
‑
棕榈酰甘油磷脂酸+0.171*乳清苷－4.154*N6
‑
乙酰赖氨酸－0.039*硫化双丙氨酸+0.893*组氨酰丙氨酸+0.995*R
‑3‑
羟基丁酰肉碱+0.756*异戊酸
盐－1.463*焦谷酰胺－0...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，孔子青，康洲阳，陈荣昌，刘华芬，
申请(专利权)人：杭州凯莱谱精准医疗检测技术有限公司，
类型：发明
国别省市：