一种结直肠癌预测系统及其应用技术方案

本发明专利技术提供了一种结直肠癌预测系统及其应用，利用代谢组学的方法，通过分析结直肠癌症患者和正常人的尿液中具有显著性差异的代谢物，筛选出系列能早期预示结直肠癌发生风险的生物标志物，并从中进一步筛选出一组生物标志物构建结直肠癌的诊断模型，可用于便捷、无创、高效地预测个体是否患结直肠癌，满足临床所需。所需。所需。

【技术实现步骤摘要】
一种结直肠癌预测系统及其应用
[0001]本申请为申请号为202210658811.5，申请日为2022年6月10日，专利技术名称为“一种结直肠癌预测系统及其应用”的分案申请。


[0002]本专利技术涉及医学领域，具体而言，涉及利用代谢组学筛选结直肠癌的生物标志物并用于结直肠癌的诊断，尤其涉及一种通过检测尿液样本来预测结直肠癌发生风险的预测系统及其应用。

技术介绍

[0003]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。
[0004]结直肠癌(CRC)在全球和我国都是最常见的恶性肿瘤之一。结直肠癌的防治经历长期基础研究和临床实践已经取得一定的进步，但总的五年生存率仍较低，原因包括缺乏有效的能早期预示CRC发生风险的生物标记物。因此提高结直肠癌总体生存率的关键还是在于早发现和早治疗。
[0005]目前，对结直肠癌的诊断主要还是基于肠镜和影像学。在癌症生物标记物的研究发现过程中，基于系统生物学的各种组学(Omics)技术也发挥着重要的作用。基于基因组学和蛋白质组学研究结果发现的生物标志物在癌症研究中已有应用，比如针对结直肠癌的 KRAS基因突变及BMP3/NDRG4基因甲基化检测的基因诊断体外诊断试剂盒“KRAS基因突变及BMP3/NDRG4基因甲基化和便隐血联合检测试剂盒(PCR荧光探针法
‑
胶体金法)”已于2020年11月9日获得国家药监局批准上市，应用于对肠镜依从性差的结直肠癌高风险人群的筛查。
[0006]近年来代谢组学研究产生的大量研究成果正越来越广泛地见诸于各种学术期刊中。 2014年，Cross et al.对254例结直肠癌病人和匹配的254例无病对照人群进行了血清的代谢组学研究。从鉴定到的447个血清代谢物中没有筛选到具体确定哪些血清代谢物和直肠癌风险有直接的关联，但是一个有趣的发现是，女性群体中，胆汁酸中的甘氨鹅脱氧胆酸 (glycochenodeoxycholate)的含量和直肠癌的风险呈显著正相关。在另外一个针对结直肠癌的代谢组学研究中，Long et al.首先对30例CRC患者和30例健康对照人的血清进行了非靶向的代谢组学研究。以上这些为数不多针对CRC的早期发现和预警的研究从理论上证明了通过代谢组学技术发现CRC相关代谢生物标志物的可行性。但目前已经报道的针对结直肠的代谢生物标记物所需样品类型都是血样，而针对结直肠癌风险的基因检测则需用到粪便样品，在样品收集的无创性和简易性方面都不具备优势。
[0007]因此急需找到一种能方便快捷地无创取样，并能早期预测个体是否具结直肠癌风险的生物标记物，从而能够实现更高效地评估结直肠癌风险。

技术实现思路

[0008]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种结直肠癌检测的生物标志物，利用代谢组学的方法，通过分析结直肠癌症患者和正常人的尿液中具有显著性差异的代谢物，筛选出一系列能早期预示结直肠癌(CRC)发生风险的生物标记物，并从中进一步筛选出一组生物标志物构建结直肠癌的诊断模型，可用于便捷、无创、高效地预测个体是否患结直肠癌，满足临床所需。
[0009]一方面，本专利技术提供了一种生物标志物在制备预测个体是否是结直肠癌试剂中的用途，所述生物标志物选自如下的一种或多种：2
‑
哌啶酮、3
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羟氨苯甲酸、3
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羟基吲哚硫酸盐、 4
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羟基苯乙酰谷氨酰胺、4
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羟苯基丙酮酸、5
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羟基吲哚葡糖苷、6
‑
羟基吲哚硫酸盐、二甲基胍戊酸、N
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乙酰
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戊二胺、N
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甲酰甲硫氨酸、烟酰胺、烟酰胺
‑
N
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氧化物、N
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甲基
‑4‑
氨基丁酸、对甲酚葡萄糖醛酸盐、对甲酚硫酸盐、苯乙酰丙氨酸、苯乙酰谷氨酸、苯乙酰谷氨酰胺、苯乙酰组氨酸、苯乙酰甲硫氨酸、苯乙酰丝氨酸、苯乙酰氨基乙磺酸、苯乙酰苏氨酸、三甲胺
‑
N
‑
氧化物、黄嘌呤、三羟甲基氨基甲烷醋酸盐。
[0010]本专利技术通过非靶向代谢组学研究，用UPLC
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MS/MS高效液相色谱
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串联质谱联用方法分析健康组和结直肠癌病人组两组尿液样品，再通过random forest、PLS
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DA、差异检验和 SVM四种统计学方法分别筛选在结直肠癌样品和对照样品之间有显著差异的代谢物，选取在四种统计分析方法中都被筛选到的显著差异代谢物，最终得到26个尿液代谢物，作为生物标志物，可用于高效预测个体是否结直肠癌。
[0011]在一些方式中，所述可用于预测个体是否是结直肠癌试剂的生物标志物，可以生物标志物为检测目标制备检测试剂，例如样品前处理试剂、抗原或抗体等适用于所述生物标志物检测的生物试剂及试剂盒；也可以开发成适用于所述生物标志物LC
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UV或LC
‑
MS检测的标准化试剂或试剂盒等。
[0012]在一些方式中，本专利技术的所述生物标志物是通过尿液样本筛选获得的，尤其适于开发成用于结直肠癌预测的尿液检测试剂或试剂盒等。
[0013]在一些方式中，当选取的生物标志物为氨基酸或氨基酸衍生物或含有氨基时，如4
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羟基苯乙酰谷氨酰胺、N
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乙酰
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戊二胺、N
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甲酰甲硫氨酸、N
‑
甲基
‑4‑
氨基丁酸、苯乙酰丙氨酸、苯乙酰谷氨酸、苯乙酰组氨酸、苯乙酰甲硫氨酸、苯乙酰丝氨酸、苯乙酰氨基乙磺酸、苯乙酰苏氨酸，可结合PITC法或AQC法或OPA法或FMOC法等氨基酸分析法制备适用于氨基酸分析仪使用或LC
‑
UV使用的用于检测这些生物标志物的试剂或试剂盒。
[0014]进一步地，所述检测尿液中的生物标志物为检测个体的尿液样本中生物标志物的有无或相对丰度或浓度。
[0015]在一些方式中，优选采用相对丰度来表示，所述相对丰度为高效液相色谱
‑
串联质谱获得的检测图谱中该生物标志物的色谱峰面积。比如某个生物标志物在对照样品(未患结肠癌的个体)里测出的平均峰面积是500，在大肠癌样品里测出的平均峰面积是3000，那么就认为该生物标志物在大肠癌样本中的丰度是对照样本中的6倍。
[0016]进一步地，所述生物标志物选自如下的一种或多种：4
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羟苯基丙酮酸、二甲基胍戊酸、 N
‑
甲基
‑4‑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预测个体是否是结直肠癌的系统，其特征在于，所述系统包括数据分析模块；所述数据分析模块用于分析生物标志物的检测值，所述生物标志物为选自如下的一种或多种：2
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哌啶酮、3
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羟氨苯甲酸、3
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羟基吲哚硫酸盐、4
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羟基苯乙酰谷氨酰胺、4
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羟苯基丙酮酸、5
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羟基吲哚葡糖苷、6
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羟基吲哚硫酸盐、二甲基胍戊酸、N
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乙酰
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戊二胺、N
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甲酰甲硫氨酸、烟酰胺、烟酰胺
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N
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氧化物、N
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甲基
‑4‑
氨基丁酸、对甲酚葡萄糖醛酸盐、对甲酚硫酸盐、苯乙酰丙氨酸、苯乙酰谷氨酸、苯乙酰谷氨酰胺、苯乙酰组氨酸、苯乙酰甲硫氨酸、苯乙酰丝氨酸、苯乙酰氨基乙磺酸、苯乙酰苏氨酸、三甲胺
‑
N
‑
氧化物、黄嘌呤、三羟甲基氨基甲烷醋酸盐。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述生物标志物选自如下的一种或多种：4
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羟苯基丙酮酸、二甲基胍戊酸、N
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甲基
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氨基丁酸、烟酰胺、对甲酚葡萄糖醛酸盐、对甲酚硫酸盐、苯乙酰丙氨酸、苯乙酰谷氨酰胺、苯乙酰甲硫氨酸、苯乙酰苏氨酸、3
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羟氨苯甲酸、5
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羟基吲哚葡糖苷、苯乙酰谷氨酸、苯乙酰组氨酸、2
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哌啶酮、N
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甲酰甲硫氨酸、苯乙酰氨基乙磺酸、3
‑
羟基吲哚硫酸盐、6
‑
羟基吲哚硫酸盐、三甲胺
‑
N
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氧化物。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述生物标志物选自如下的一种或多种：4
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羟苯基丙酮酸、二甲基胍戊酸、N
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甲基
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈荣昌，全胜，张超，孔子青，刘鹏云，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：