一种基于粪便的阿尔兹海默症生物标志物及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种基于粪便的阿尔兹海默症生物标志物及其应用。所述阿尔兹海默症生物标志物包括丙酸咪唑。本发明专利技术首次检测到阿尔兹海默症粪便样本中丙酸咪唑水平显著高于正常粪便样本，将其作为阿尔兹海默症生物标志物，通过检测粪便中丙酸咪唑水平能够辅助阿尔兹海默症早期诊断，有助于无创快速检测，且具备及时、方便、高特异性及高灵敏度的特点。高特异性及高灵敏度的特点。高特异性及高灵敏度的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于粪便的阿尔兹海默症生物标志物及其应用


[0001]本专利技术属于生物
，涉及一种基于粪便的阿尔兹海默症生物标志物及其应用。

技术介绍

[0002]阿尔兹海默症(Alzheimer disease，AD)，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，以渐进性记忆障碍及认知功能下降和日常生活能力丧失为特征，伴随人格改变等神经精神症状。由于阿尔兹海默症发病机制尚未完全明确，加上其早期症状比较隐秘，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诊断和药物干预具有重要意义。
[0003]目前对于AD的诊断主要依靠记忆量表、PET以及脑脊液、血液中Aβ、磷酸化tau等病理指标的水平检测，然而这些诊断指标在临床中的检测结果仍存在一定争议，而且对于AD发病早期的症状尚缺乏有效的检测证据。
[0004]CN106062563A公开了一种用于阿尔兹海默症的早期诊断的生物标志物及方法，所述AD生物标志物是至少四种选自脑源性神经营养因子(BDNF)、胰岛素样生长因子
‑
1(IGF
‑
1)、肿瘤生长因子β1(TGF
‑
β1)、血管内皮生长因子(VEGF)、白介素18(IL
‑
18)和单核细胞趋化蛋白
‑
1(MCP
‑
1)中的生物标志物，通过分析其表达水平，能够辅助AD的早期诊断。
[0005]宿主和肠道菌群在代谢食物物质的过程中产生大量的代谢物，肠道菌群的多样性以及丰度的改变会对机体中小分子代谢物的种类和浓度产生重要影响，有数据显示AD患者肠道菌群组成与健康同龄人不同，且越来越多证据表明各种代谢途径的紊乱可能介导AD的病理发生和发展，AD中的菌群失衡可能与机体代谢紊乱的发生有重要关联，而机体外周代谢改变又可能通过血液循环进一步导致中枢神经系统代谢紊乱。
[0006]综上所述，筛选新的AD生物标志物，有助于扩充AD早期诊断的判断依据，可与其他标志物检测相互结合，提高AD诊断的准确性，有助于疾病的早期预警、病理分型以及发展阶段的预测评估等。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足和实际需求，本专利技术提供一种基于粪便的阿尔兹海默症生物标志物及其应用，本专利技术基于靶向代谢组学分析技术对人粪便代谢物进行定性定量分析，将粪便中丙酸咪唑作为阿尔兹海默症标志物，通过检测粪便中丙酸咪唑水平能够辅助阿尔兹海默症早期诊断，且具备及时、方便、无创、高特异性及高灵敏度的特点。
[0008]为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供一种基于粪便的阿尔兹海默症生物标志物，所述阿尔兹海默症生物标志物包括丙酸咪唑(Imidazole Propionate)。
[0010]本专利技术基于靶向代谢组学分析技术对粪便代谢物进行定性定量分析，检测到阿尔兹海默症粪便样本中丙酸咪唑水平显著高于正常粪便样本，将其作为阿尔兹海默症生物标
志物，通过检测粪便中丙酸咪唑水平能够辅助阿尔兹海默症早期诊断。
[0011]第二方面，本专利技术提供如第一方面所述的阿尔兹海默症生物标志物在构建阿尔兹海默症早期诊断模型和/或制备阿尔兹海默症早期诊断装置中的应用。
[0012]第三方面，本专利技术提供一种阿尔兹海默症早期诊断模型，所述阿尔兹海默症早期诊断模型的输入变量包括第一方面所述的阿尔兹海默症生物标志物的质谱峰强度值。
[0013]优选地，所述阿尔兹海默症早期诊断模型的输出变量包括差异表达倍数，所述差异表达倍数的计算公式如方程式(1)所示：
[0014][0015]优选地，阿尔兹海默症阳性的判断标准为所述差异表达倍数≥1.66。
[0016]本专利技术中，通过对正常粪便样本和AD粪便样本中阿尔兹海默症生物标志物的质谱峰强度值进行充分对比分析，并进行理性设计，构建了一种阿尔兹海默症早期诊断模型，所述模型以阿尔兹海默症生物标志物的质谱峰强度值为输入变量，以差异表达倍数为输出变量，能够快速输出结果，且充分表征阿尔兹海默症生物标志物水平异常的样本，从而辅助阿尔兹海默症早期诊断。
[0017]第四方面，本专利技术提供一种阿尔兹海默症早期诊断装置，所述装置包括如下单元：
[0018]样本配制单元，用于执行包括以下步骤：
[0019]用于将待测样本配制成可用于液相色谱仪分离的待测样本溶液；
[0020]检测单元，用于执行包括以下步骤：
[0021]利用所述液相色谱仪分离所述待测样本溶液，利用质谱仪对分离后样本进行检测，进行数据处理，测定样本中第一方面所述的阿尔兹海默症生物标志物的质谱峰强度值；
[0022]分析单元，用于执行包括以下步骤：
[0023]将检测到的阿尔兹海默症生物标志物质谱的峰强度值输入第三方面所述的阿尔兹海默症早期诊断模型进行数据分析，输出样本对应的差异表达倍数，并判断是否为阿尔兹海默症阳性。
[0024]本专利技术的阿尔兹海默症早期诊断装置中，各单元间有效配合，简单高效，能够快速完成样本处理、检测及获得差异表达倍数，同时以经过合理设计的判断标准进行阿尔兹海默症阳性评估，对于阿尔兹海默症早期诊断具有重要意义。
[0025]优选地，所述待测样本包括粪便样本。
[0026]优选地，所述待测样本溶液的配制方法包括将待测样本加入甲醇
‑
乙腈水溶液中，离心并收集上清液，得到所述待测样本溶液。
[0027]优选地，所述待测样本溶液的配制方法包括以下步骤：
[0028](1)取待测样本加入预冷甲醇/乙腈/水溶液中，混合并超声25～35min(例如可以是26min、27min、28min、29min或32min)，置于
‑
20～
‑
15℃(例如可以是
‑
19℃、
‑
18℃、
‑
16℃或
‑
17℃)静置5～15min(例如可以是6min、7min、8min、9min、10min、12min或14min)，于0～4℃(例如可以是1℃、2℃或3℃)、12000～16000
×
g(例如可以是12200
×
g、12400
×
g、12600
×
g、12800
×
g、13200
×
g、12600
×
g、15000
×
g或15800
×
g)离心15～25min(例如可以是16min、17min、18min、19min、20min、21min、22min、23min或24min)，取上清进行真空干燥，得
到预处理样本；
[0029](2)将所述预处理样本加入80～120μL乙腈水溶液中复溶，涡旋，于0～4℃、12000～16000
×
g(例如可以是1220本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于粪便的阿尔兹海默症生物标志物，其特征在于，所述阿尔兹海默症生物标志物包括丙酸咪唑。2.如权利要求1所述的基于粪便的阿尔兹海默症生物标志物在构建阿尔兹海默症早期诊断模型和/或制备阿尔兹海默症早期诊断装置中的应用。3.一种阿尔兹海默症早期诊断模型，其特征在于，所述阿尔兹海默症早期诊断模型的输入变量包括权利要求1所述的阿尔兹海默症生物标志物的质谱峰强度值；所述阿尔兹海默症早期诊断模型的输出变量包括差异表达倍数。4.根据权利要求3所述的阿尔兹海默症早期诊断模型，其特征在于，所述差异表达倍数的计算公式如方程式(1)所示：5.根据权利要求4所述的阿尔兹海默症早期诊断模型，其特征在于，阿尔兹海默症阳性的判断标准为所述差异表达倍数≥1.66。6.一种阿尔兹海默症早期诊断装置，其特征在于，所述装置包括如下单元：样本配制单元，用于执行包括以下步骤：用于将待测样本配制成可用于液相色谱仪分离的待测样本溶液；检测单元，用于执行包括以下步骤：利用所述液相色谱仪分离所述待测样本溶液，利用质谱仪对分离后样本进行检测，进行数据处理，测定样本中权利要求1所述的阿尔兹海默症生物标志物的质谱峰强度值；分析单元，用于执行包括以下步骤：将检测到的阿尔兹海默症生物标志物质谱的峰强度值输入权利要求3
‑
5任一项所述的阿尔兹海...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宇，陈艺菁，李寅虎，樊颖颖，陈岳文，陈静，柴岳，
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：