【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于人群暴露污染物筛查领域，具体涉及一种人体暴露的广泛环境化学物质中致病污染物的筛查方法。
技术介绍
1、在现有生活中，具有明确病因学证据的致病环境污染物十分有限。2019年全球疾病负担评估中纳入的环境因素仅包括空气污染（大气pm2.5、o3、室内空气污染）、非适宜温度、不安全的水等。但在人类暴露的环境中，与生产、生活密切相关的环境化学物质则多达几十万种。如何在人体暴露的海量环境化学物质中探寻到导致疾病发生发展的环境污染物，已成为国内外广泛关注且迫切需要解决的科学难题。
2、人类基因组计划（hgp）目标达成与从人群研究出发的非假说驱动的全基因组关联分析（gwas）策略的提出，促进了人类致病遗传因素筛查的高效实现。与之对应，早在2005年wild就提出了暴露组（exposome）的概念。基于此概念，patel于2010年开发了与gwas策略类似的从人群研究出发的、无假说的、完全以数据驱动的全暴露组关联分析（ewas）策略，随后在jama上撰文指出ewas策略将在人类疾病环境病因的发现中发挥重要作用。
3、ewas策略虽被冠以“全”暴露组关联分析之名，但与实施高通量筛查的gwas策略相比，现有筛查研究存在着筛查涵盖的人体暴露的环境化学物质范围小、筛查过程统计分析效率低、筛查结果判定证据不充分等问题，难以支撑致病环境污染物的筛查发现。
4、综上所述，现有筛查方法仍存在以下问题：
5、第一，筛查涵盖的人体暴露的环境化学物质范围小。现有筛查方法所纳入筛查的环境化学物质，多基于人体生
6、第二，筛查过程统计分析效率低。现有大部分筛查方法，基于多次统计学模型运算，将暴露的化学物质与结局逐一关联进行分析。一方面，忽视了人体暴露的环境化学物质的混合特性，科学性不足；另一方面，需进行多次运算，筛查效率低。此外，现有的逐个检出、逐个关联的筛查思路无法满足“全暴露组”广泛筛查的需求。
7、第三，筛查结果判定证据不充分。现有筛查方法主要以暴露与单一结局关联的显著性作为唯一证据，进行筛查判定。特别是传统流行病学研究中暴露与结局的关联存在“黑匣子”，且大部分研究仅基于一种统计模型进行关联分析，判定的证据不充分，获得阳性结果的偶然性较大。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种涵盖大范围人体暴露的环境化学物质的分析效果高的人体暴露的广泛环境化学物质中致病污染物的筛查方法。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方法是：本专利技术公开了一种人体暴露的广泛环境化学物质中致病污染物的筛查方法，包括如下步骤，
3、s1.人群生物样本非靶向高通量化学分析，得到多组环境化合物质；具体包括以下子步骤：
4、s11.采集人群生物样本，进行预处理和提取，得到样品提取液；
5、s12.对样品提取液进行非靶向分析，利用高分辨质谱仪获得样品中的化学物质的质谱数据，利用数据处理软件进行数据处理，得到样品中的化学物质的候选结构；
6、s13.基于化学结构的环境化学物质分组，利用聚类、主成分分析等统计方法，对经非靶向分析检测并初步鉴定的环境化学物质进行分组，得到多组环境化合物质；
7、s2.构建基于人群特定疾病的多效应靶点体系，确定与终点事件相关的关键分子生物标志物，包括以下子步骤：
8、s21.根据人群特定疾病的诊断标准，对人群进行疾病诊断，确定疾病终点事件效应靶点；
9、s22.对人群特定疾病的生物标志物，进行检测，确定关键分子事件生物标志物效应靶点；
10、s23.综合疾病终点事件效应靶点和关键分子事件生物标志物效应靶点，确定与终点事件相关的关键分子生物标志物；
11、s3.致病环境污染物集成计算筛查，将步骤s1中的多组环境化合物质以及步骤s2中的确定的与终点事件相关的关键分子生物标志物输入混合暴露组分析模型，若多组环境化合物质中的环境污染物与终点事件相关的关键分子生物标志物存在统计学意义上的关联，我们即定义此环境化学污染物为致病化学污染物，得到人群特定疾病关联的关键环境污染物。
12、进一步的，在所述步骤s3中，还包括如下步骤，
13、s3.1建立从具有相似化学结构的成组环境化学物质到单一环境化学物质的逐级筛查流程，实现对混合暴露健康效应的高效成组计算以及从成组混合暴露效应到单一暴露效应的科学关联；
14、s3.2形成多混合暴露—多健康效应靶点的多模型并行计算，利用分位数g计算、贝叶斯核机器回归、广义加权分位数和回归、随机森林模型和神经网络模型等模型，实现对多种化学物质混合暴露的健康影响总体效应、单一物质对健康效应的贡献重要性等分析；
15、s3.3以疾病终点事件的健康效应作为筛查的首要判定依据、以生物标志物分子事件的健康效应作为筛查的辅助判断依据，基于多结果可信度加权的决策思想，筛查出与人群特定疾病关联的关键环境污染物清单。
16、进一步的，在所述步骤s1中，采集人群生物样本可以为血液样本。
17、进一步的，所述血液样本的处理流程包括，取0.1~0.2ml血液加入同位素指示物，加入1ml乙腈进行蛋白沉淀，取上清液；加入3ml含0.1%甲酸的乙酸乙酯进行震荡萃取后离心，重复萃取3次，合并的萃取液通过氮吹浓缩至近干加甲醇，加入内标等待上机分析。
18、进一步的，在所述步骤s1中，采集人群生物样本可以为尿液样本。
19、进一步的，所述尿液样本的前处理分析流程如下，取0.5~1.0ml尿液加入同位素指示物后过夜酶解，加入3ml含0.6%甲酸的乙酸乙酯和甲基叔丁基醚混合液（v：v=6：4），振荡后离心，取上清液转移，重复萃取2次，合并的萃取液通过氮吹浓缩至近干加甲醇，加入内标等待上机分析。
20、进一步的，所述步骤s12中，选择液相色谱串联轨道离子阱高分辨率质谱进行非靶向分析，采用正离子、负离子模式的电喷雾电离源和大气压化学电离源采集数据，扫描模式选择一级全扫描和数据依赖型二级扫描。
21、进一步的，所述一级全扫描的范围为100~1500，二级离子扫描采用动态排除-数据依赖性扫描方式，每一针dda后将产生下一次扫描的排除离子列表，共采集5次，以求覆盖更多的二级信息。
22、进一步的，在非靶向分析的基础上，对所述进行空白扣除、峰提取、峰对齐等数据处理，并通过多种统计分析方法对不同样本进行比较，缩小化学物质鉴定的特征峰范围。
23、进一步的，通过数据库匹配进行外源性环境化学物质的初步鉴定，分别采用自建、商业和开源数据库进行匹配和峰注释，将峰注释结果与三个数据库中的数据进行比对匹配，找到匹配的化学物质。
24、有益效果
【技术保护点】
1.一种人体暴露的广泛环境化学物质中致病污染物的筛查方法，其特征在于：包括如下步骤，
2.根据权利要求1所述的人体暴露的广泛环境化学物质中致病污染物的筛查方法，其特征在于：在所述步骤S3中，还包括如下步骤，
3.根据权利要求1所述的人体暴露的广泛环境化学物质中致病污染物的筛查方法，其特征在于：在所述步骤S1中，采集人群生物样本可以为血液样本。
4.根据权利要求3所述的人体暴露的广泛环境化学物质中致病污染物的筛查方法，其特征在于：所述血液样本的处理流程包括，取0.1~0.2mL血液加入同位素指示物，加入1mL乙腈进行蛋白沉淀，取上清液；加入3mL含0.1%甲酸的乙酸乙酯进行震荡萃取后离心，重复萃取3次，合并的萃取液通过氮吹浓缩至近干加甲醇，加入内标等待上机分析。
5.根据权利要求1所述的人体暴露的广泛环境化学物质中致病污染物的筛查方法，其特征在于：在所述步骤S1中，采集人群生物样本可以为尿液样本。
6.根据权利要求5所述的人体暴露的广泛环境化学物质中致病污染物的筛查方法，其特征在于：所述尿液样本的前处理分析流程如下，取0.
7.根据权利要求1所述的人体暴露的广泛环境化学物质中致病污染物的筛查方法，其特征在于：所述步骤S12中，选择液相色谱串联轨道离子阱高分辨率质谱进行非靶向分析，采用正离子、负离子模式的电喷雾电离源和大气压化学电离源采集数据，扫描模式选择一级全扫描和数据依赖型二级扫描。
8.根据权利要求7所述的人体暴露的广泛环境化学物质中致病污染物的筛查方法，其特征在于：所述一级全扫描的范围为100~1500，二级离子扫描采用动态排除-数据依赖性扫描方式，每一针DDA后将产生下一次扫描的排除离子列表，共采集5次，以求覆盖更多的二级信息。
9.根据权利要求8所述的人体暴露的广泛环境化学物质中致病污染物的筛查方法，其特征在于：在非靶向分析的基础上，对所述进行空白扣除、峰提取、峰对齐等数据处理，并通过多种统计分析方法对不同样本进行比较，缩小化学物质鉴定的特征峰范围。
10.根据权利要求9所述的人体暴露的广泛环境化学物质中致病污染物的筛查方法，其特征在于：通过数据库匹配进行外源性环境化学物质的初步鉴定，分别采用自建、商业和开源数据库进行匹配和峰注释，将峰注释结果与三个数据库中的数据进行比对匹配，找到匹配的化学物质。
...【技术特征摘要】
1.一种人体暴露的广泛环境化学物质中致病污染物的筛查方法，其特征在于：包括如下步骤，
2.根据权利要求1所述的人体暴露的广泛环境化学物质中致病污染物的筛查方法，其特征在于：在所述步骤s3中，还包括如下步骤，
3.根据权利要求1所述的人体暴露的广泛环境化学物质中致病污染物的筛查方法，其特征在于：在所述步骤s1中，采集人群生物样本可以为血液样本。
4.根据权利要求3所述的人体暴露的广泛环境化学物质中致病污染物的筛查方法，其特征在于：所述血液样本的处理流程包括，取0.1~0.2ml血液加入同位素指示物，加入1ml乙腈进行蛋白沉淀，取上清液；加入3ml含0.1%甲酸的乙酸乙酯进行震荡萃取后离心，重复萃取3次，合并的萃取液通过氮吹浓缩至近干加甲醇，加入内标等待上机分析。
5.根据权利要求1所述的人体暴露的广泛环境化学物质中致病污染物的筛查方法，其特征在于：在所述步骤s1中，采集人群生物样本可以为尿液样本。
6.根据权利要求5所述的人体暴露的广泛环境化学物质中致病污染物的筛查方法，其特征在于：所述尿液样本的前处理分析流程如下，取0.5~1.0ml尿液加入同位素指示物后过夜酶解，加入3ml含0.6%甲酸的乙酸乙酯和甲基叔丁基醚混合液（v：v=6：4），振荡后离心，取上清液...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾忠泽，于文龙，张文静，
申请(专利权)人：江苏运动健康研究院，
类型：发明
国别省市：
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