一种检测儿童线粒体病的生物标志物及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种检测儿童线粒体病的生物标志物及其应用，属于生物医药领域。本发明专利技术通过采集儿童线粒体病患者与健康儿童外周血样本进行转录组、代谢组、蛋白质组分析共鉴定出3454个转录本、888个蛋白质和914个代谢物在儿童线粒体病患者中差异表达，通过三种机器学习算法确定13种潜在的生物标志物组合。进一步实验发现，13种生物标志物联合使用相比经典的线粒体病标志物具有更高的灵敏性，可以更精确的用于儿童线粒体病的检测与诊断。的用于儿童线粒体病的检测与诊断。的用于儿童线粒体病的检测与诊断。

【技术实现步骤摘要】
一种检测儿童线粒体病的生物标志物及其应用


[0001]本专利技术涉及生物医药领域，特别是涉及一种检测儿童线粒体病的生物标志物及其应用。

技术介绍

[0002]儿童线粒体病是一大类遗传性代谢性疾病的亚群，其有高发病率和死亡率的特点。针对儿童线粒体病，其标准诊断流程是一系列临床评估的联合，包括：血液代谢物分析、颅脑影像学分析、组织活检等，组织活检是一种侵入性检查，患者接受程度差。迫切需要能满足儿童线粒体临床诊断需要，且具有高敏感性和特异性的非侵入性生物标志物。目前，应用于儿童线粒体病的诊断生物标志物主要是乳酸、丙酮酸，由于其血浆水平受到多种非特异性因素的调控，使其缺乏诊断特异性与敏感性，新出现的诊断标志物，如GDF
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15、FGF
‑
21虽提高了诊断特异性和敏感性，但仍然无法满足对于诊断儿童线粒体病的需要。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种检测儿童线粒体病的生物标志物及其应用，以解决上述现有技术存在的问题，13种生物标志物联合使用能够更精确地诊断儿童线粒体病。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]本专利技术提供一种检测线粒体病的生物标志物，所述生物标志物是由TAF15基因、HBB基因、ILK蛋白、乳酸、丙酮酸、脱氧肉碱、2
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羟基己二酸酯、乙酰肉碱、N
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乙酰天冬酰胺、2,4
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二叔丁基苯酚、γ
‑
谷氨酰丝氨酸、2,3
‑2‑
二羟基
‑2‑
甲基丁酸酯和N、N、N
‑
三甲基
‑5‑
氨基戊酸酯组成。
[0006]本专利技术还提供检测所述的生物标志物表达水平的试剂在制备诊断线粒体病的试剂盒中的应用。更进一步地，TAF15、HBB表达量低于正常人参考判定为阳性；Q 13418_ILK含量低于正常人参考判定为阳性；乳酸、丙酮酸、脱氧肉碱、2
‑
羟基己二酸酯、乙酰肉碱、N
‑
乙酰天冬酰胺、2,4
‑
二叔丁基苯酚、γ
‑
谷氨酰丝氨酸、2,3
‑2‑
二羟基
‑2‑
甲基丁酸酯含量高于正常人参考判定为阳性；N,N,N
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trimethyl
‑5‑
aminovalerate含量低于正常人参考判定为阳性。
[0007]优选的是，所述线粒体病为儿童线粒体病。
[0008]本专利技术还提供一种检测儿童线粒体病的试剂盒，所述试剂盒包括检测所述的生物标志物的试剂。
[0009]本专利技术公开了以下技术效果：
[0010]本专利技术使用多组学与生物信息学方法发现了13种生物标志物用于儿童线粒体病诊断，通过实验发现，单独使用蛋白或者代谢标志物的诊断儿童线粒体病的灵敏度和特异性相对较低，而采用13种生物标志物的联合使用可以极大提高诊断的特异性与敏感性，AUC值可达0.965，本专利技术克服了现有诊断标志物特异性与敏感性低的特点。
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1为本专利技术筛选13种生物标志物的工作流程图；
[0013]图2为采用偏最小二乘判别分析(PLS
‑
DA)算法来可视化基因表达水平的总体趋势；
[0014]图3为采用偏最小二乘判别分析(PLS
‑
DA)算法来可视化血浆代谢物的总体趋势；
[0015]图4为采用偏最小二乘判别分析(PLS
‑
DA)算法来可视化蛋白质的总体趋势；
[0016]图5为儿童线粒体病患者组和对照组中上调和下调差异表达基因(Differentially expressed genes，DEGs)的数量(A)和前10个差异表达基因(B)；
[0017]图6为DEGs的KEGG通路分析；
[0018]图7为儿童线粒体病患者组和对照组中上调和下调差异表达代谢物(Differentially expressed metabolites，DEMs)的数量(A)、前10个下调和上调的DEMs(B)以及代谢物集合富集分析(MSEA)分析结果(C)；DEMs主要与牛磺酸和亚牛磺酸代谢、甘油磷脂代谢、精氨酸生物合成、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢以及三羧酸循环等途径有关；
[0019]图8为儿童线粒体病患者组和对照组中上调和下调差异表达蛋白质(Differentially expressed proteins，DEPs)的数量(A)和前10个下调和上调的DEPs(B)；
[0020]图9为目前已知的蛋白质相互作用的可视化图；
[0021]图10为儿童线粒体患者体内多个蛋白群功能，尤其是代谢相关的蛋白群发生了改变，包括碳代谢、糖酵解/糖异生、氨基酸的生物合成；
[0022]图11为采用三种机器学习算法筛选出来的DEGs、DEMs和DEPs；
[0023]图12为发现队列中不同组合生物标志物的AUC值；A
‑
G分别为(本专利技术提供的组学生物标志物)、(组学生物标志物+L/P ratio联合诊断)、(组学生物标志物+FGF21联合诊断)、(组学生物标志物+GDF15联合诊断)、(组学生物标志物+FGF21+GDF15联合诊断)、(组学生物标志物+FGF21+GDF15+L/P ratio联合诊断)的AUC值；
[0024]图13为本专利技术提供的生物标志物在验证队列中的AUC值；
[0025]图14为不同类型生物标志物的敏感性；a
‑
e：儿童线粒体病的血液生物标志物的AUC值；f
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h：蛋白标志物成纤维细胞生长因子21(FGF21)、生长分化因子15(GDF 15)及其组合的AUC值；图i
‑
l：传统代谢生物标志物与蛋白质生物标志物FGF21和GDF15结合时的AUC值。
具体实施方式
[0026]现详细说明本专利技术的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本专利技术的限制，而应理解为是对本专利技术的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
[0027]应理解本专利技术中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本专利技术。另外，对于本专利技术中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每
Resuspension Mix，使用磁力架捕获结合了RNA的RNA Binding Bead，使用RNA Wash Solution进行洗涤，后使用Elution Buffer洗脱，得到纯化的RNA，以备分析用。
[0040]2.3转录组分析
[0041]使用A本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种检测线粒体病的生物标志物，其特征在于，所述生物标志物是由TAF15基因、HBB基因、ILK蛋白、乳酸、丙酮酸、脱氧肉碱、2
‑
羟基己二酸酯、乙酰肉碱、N
‑
乙酰天冬酰胺、2,4
‑
二叔丁基苯酚、γ
‑
谷氨酰丝氨酸、2,3
‑2‑
二羟基
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【专利技术属性】
技术研发人员：吕建新，方合志，楼筱婷，赵琼雅，曾小飞，
申请(专利权)人：浙江省人民医院，
类型：发明
国别省市：