精神分裂癥的生物標(biāo)志物及其使用方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一組可用于診斷精神分裂癥的生物標(biāo)志物，所述標(biāo)志物可用于制備診斷精神分裂癥的檢測(cè)試劑或檢測(cè)試劑盒?；谠摌?biāo)志物，本發(fā)明還提供了用于診斷精神分裂癥的檢測(cè)試劑盒、檢測(cè)試劑和芯片或陣列，以及利用該標(biāo)志物診斷精神分裂癥的方法。本發(fā)明的方法簡(jiǎn)便易行，診斷結(jié)果可靠并且兼顧了靈敏度和特異度。
【專利說(shuō)明】精神分裂癥的生物標(biāo)志物及其使用方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及用于精神分裂癥的生物標(biāo)志物及其使用方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]精神分裂癥(Schizophrenia)是一種常見(jiàn)的精神疾病，全球人群中的患病率為0.3%-0.7%[1]。精神分裂癥多起病于青壯年，常有感知、思維、情感、行為等多方面的障礙和精神活動(dòng)的不協(xié)調(diào)，嚴(yán)重影響患者的身體功能和生活質(zhì)量。盡管一些患者可以通過(guò)治療得以康復(fù)，但大多數(shù)會(huì)經(jīng)歷長(zhǎng)期反復(fù)發(fā)作，因此精神分裂癥不僅是個(gè)人的疾病，同時(shí)也是一個(gè)不可小覷的社會(huì)問(wèn)題，對(duì)其家庭、衛(wèi)生保健系統(tǒng)和整個(gè)社會(huì)都會(huì)造成明顯的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
[0003]目前，臨床上對(duì)精神分裂癥的診斷主要是根據(jù)病人的詳細(xì)病史與精神癥狀，再參考其發(fā)病年齡、病期、病程等來(lái)做綜合判斷，因此總體上是一個(gè)依賴于醫(yī)生主觀經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程，診斷結(jié)果常常因人而異。為了使精神分裂癥的診斷更加客觀化，提高診斷的一致性和準(zhǔn)確度，近年來(lái)，世界各地的科研工作者一直致力于尋找精神分裂癥的生物標(biāo)志物，建立有效的檢測(cè)方法。生物標(biāo)志物指可供客觀測(cè)定和評(píng)價(jià)的普通生理或病理或治療過(guò)程中的某種特征性的生化指標(biāo)，通過(guò)對(duì)它的測(cè)定可以獲知機(jī)體當(dāng)前所處的生物學(xué)過(guò)程中的進(jìn)程。生物標(biāo)志物的化學(xué)本質(zhì)可以是DNA、RNA、蛋白或代謝物，一般從體液獲得。將生物標(biāo)志物應(yīng)用于精神分裂癥，可以有效輔助當(dāng)前診斷中不確定的人為因素，減少錯(cuò)/誤診率并有助于指導(dǎo)用藥和康復(fù)過(guò)程。
[0004]因此，本領(lǐng)域急需可用于診斷精神分裂癥的生物標(biāo)志物，該標(biāo)志物應(yīng)該可靠，還應(yīng)具備良好的靈敏度和特異度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種用于可靠、靈敏和特異地診斷精神分裂癥的生物標(biāo)志物以及利用所述生物標(biāo)志物診斷精神分裂癥的方法。
[0006]在第一方面，本發(fā)明提供選自下組中至少一種物質(zhì)的用途，所述物質(zhì)用于制備診斷精神分裂癥的檢測(cè)試劑或檢測(cè)試劑盒:
[0007]a) 3-羥基丁酸或其類似物；
[0008]b)甘油酸或其類似物；和
[0009]c)半胱氨酸或其類似物。
[0010]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述物質(zhì)是a)、b)和c)中任意兩種的組合。
[0011]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述物質(zhì)是a)、b)和c)的組合。
[0012]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述物質(zhì)是3-羥基丁酸、甘油酸和半胱氨酸的組合。
[0013]在另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述檢測(cè)試劑包括用于檢測(cè)所述物質(zhì)的試劑、或包含所述試劑的芯片或陣列。
[0014]在第二方面，本發(fā)明提供一種用于診斷精神分裂癥的檢測(cè)試劑盒，所述試劑盒包括:
[0015](I)檢測(cè)選自下組中至少一種物質(zhì)的血清含量的檢測(cè)試劑；和
[0016](2)描述利用(I)所述檢測(cè)試劑檢測(cè)選自下組中至少一種物質(zhì)的血清含量的使用方法的使用說(shuō)明書；
[0017]所述物質(zhì)是:
[0018]a) 3-羥基丁酸或其類似物；
[0019]b)甘油酸或其類似物；和
[0020]c)半胱氨酸或其類似物。
[0021]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述物質(zhì)是a)、b)和c)中任意兩種的組合。
[0022]在另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述物質(zhì)是a)、b)和c)的組合。
[0023]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述物質(zhì)是3-羥基丁酸、甘油酸和半胱氨酸的組合。
[0024]在另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述檢測(cè)試劑是用于檢測(cè)所述物質(zhì)的試劑、或包含所述試劑的芯片或陣列。
[0025]在第三方面，本發(fā)明提供一種芯片或陣列，所述芯片或陣列上具有檢測(cè)選自下組中至少一種物質(zhì)的檢測(cè)試劑:
[0026]a) 3-羥基丁酸或其類似物；
[0027]b)甘油酸或其類似物；和
[0028]c)半胱氨酸或其類似物。
[0029]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述物質(zhì)是a)、b)和c)中任意兩種的組合。
[0030]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述物質(zhì)是a)、b)和c)的組合。
[0031]在進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述物質(zhì)是3-羥基丁酸、甘油酸和半胱氨酸的組
八
口 ο
[0032]在另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述檢測(cè)試劑是用于檢測(cè)所述物質(zhì)的試劑、或包含所述試劑的芯片或陣列。
[0033]在第四方面，本發(fā)明提供一種精神分裂癥的診斷方法，所述方法包括檢測(cè)選自下組中至少一種物質(zhì)的血清含量是否改變:
[0034]a) 3-羥基丁酸或其類似物；
[0035]b)甘油酸或其類似物；和
[0036]c)半胱氨酸或其類似物。
[0037]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述物質(zhì)是a)、b)和c)中任意兩種的組合。
[0038]在另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述物質(zhì)是a)、b)和c)的組合。
[0039]在進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述物質(zhì)是3-羥基丁酸、甘油酸和半胱氨酸的組
八
口 ο
[0040]在另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述物質(zhì)的血清含量改變包括a)和b)的血清含量升高，和c)的血清含量降低。
[0041]在另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，可利用試紙、質(zhì)譜、液相色譜聯(lián)合質(zhì)譜、以及氣相色譜聯(lián)合質(zhì)譜等來(lái)檢測(cè)所述物質(zhì)。
[0042]應(yīng)理解，在本發(fā)明范圍內(nèi)中，本發(fā)明的上述各技術(shù)特征和在下文(如實(shí)施例)中具體描述的各技術(shù)特征之間都可以互相組合，從而構(gòu)成新的或優(yōu)選的技術(shù)方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0043]圖1顯示了典型的血清樣本總離子流圖，其中藍(lán)色表示健康對(duì)照；紅色表示精神分裂癥病人。
[0044]圖2顯示了三種代謝物在測(cè)試集兩組樣本中的分布箱式圖。
[0045]圖3顯示了 3-羥基丁酸、甘油酸和半胱氨酸聯(lián)用的訓(xùn)練集和驗(yàn)證集的ROC曲線圖。
[0046]圖4顯示了單用3-羥基丁酸的訓(xùn)練集和驗(yàn)證集的ROC曲線圖。
[0047]圖5顯示了單用甘油酸的訓(xùn)練集和驗(yàn)證集的ROC曲線圖。
[0048]圖6顯示了單用半胱氨酸的訓(xùn)練集和驗(yàn)證集的ROC曲線圖。
[0049]圖7顯示了聯(lián)用3-羥基丁酸和甘油酸的訓(xùn)練集和驗(yàn)證集的ROC曲線圖。
[0050]圖8顯示了聯(lián)用甘油酸和半胱氨酸的訓(xùn)練集和驗(yàn)證集的ROC曲線圖。
[0051]圖9顯示了聯(lián)用3-羥基丁酸和半胱氨酸的訓(xùn)練集和驗(yàn)證集的ROC曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0052]發(fā)明人經(jīng)過(guò)廣泛而深入的研究，出乎意料地發(fā)現(xiàn)精神分裂癥患者中3-羥基丁酸和甘油酸的血清含量顯著升高，而半胱氨酸的血清含量顯著降低，從而可利用該三種血清代謝物為生物標(biāo)志物來(lái)有效區(qū)分精神分裂癥患者和正常人，進(jìn)而可用于診斷精神分裂癥。在此基礎(chǔ)上完成了本發(fā)明。
[0053]1.術(shù)語(yǔ)定義
[0054]本文所用的術(shù)語(yǔ)“生物標(biāo)志物”或“標(biāo)志物”或“標(biāo)記物”或“精神分裂癥標(biāo)志物”或“代謝物”或類似的術(shù)語(yǔ)在本文可以互換使用，它們具有相同的含義，均表示可用于診斷精神分裂癥的血清中的標(biāo)志物或代謝物；換言之，該標(biāo)志物的血清含量的顯著變化可以作為診斷精神分裂癥的指標(biāo)。具體地說(shuō)，本發(fā)明的生物標(biāo)志物包括3-羥基丁酸、甘油酸和半胱氨酸。
[0055]本文用于描述生物標(biāo)志物血清含量的術(shù)語(yǔ)“顯著變化”表示，與取自健康對(duì)象的血清中該生物標(biāo)志物或其類似物的表達(dá)水平相比，該標(biāo)志物的血清含量有統(tǒng)計(jì)學(xué)上顯著的降低或升高。具體地說(shuō)，就是用統(tǒng)計(jì)學(xué)上的Wilcox-Mann-Whitney非參數(shù)檢驗(yàn)來(lái)比較健康對(duì)象和病人的血清標(biāo)志物的含量，若得出的P值小于0.05，則認(rèn)為兩者的差別達(dá)到了統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著水平。
[0056]本文所用的術(shù)語(yǔ)“芯片”或“陣列”在本文可以互換使用，它們具有相同的含義，均表示具有檢測(cè)本發(fā)明生物標(biāo)志物的檢測(cè)試劑的基板，在該基板表面的已知不連續(xù)位置沉積了不同的用于檢測(cè)本發(fā)明生物標(biāo)志物的試劑。例如，該基板可以是如美國(guó)專利號(hào)5，424，186所述的兩維基板形式。這種基板可用于合成兩維空間尋址的矩陣陣列?；蛘?，該基板的特征在于通過(guò)將兩維平面的薄片卷成三維管狀構(gòu)型而形成管狀陣列。該基板也可采取與光纖表面相連的微球或珠形式，例如Chee等在W000/39587中所述的那樣。這些陣列至少具有兩種不同的元件，其密度為每cm2至少400個(gè)元件。在某些實(shí)施方案中，這些陣列的密度可以是每cm2約500、至少一千、至少一萬(wàn)、至少十萬(wàn)、至少一百萬(wàn)或至少一千萬(wàn)個(gè)元件。例如，該基板可以是硅或玻璃，具有載玻片或蓋玻片的厚度，或者可由其它合成聚合物構(gòu)成。當(dāng)在該基板上進(jìn)行試驗(yàn)的方法包括光檢測(cè)時(shí)，可用透光的基板。該術(shù)語(yǔ)也指檢測(cè)試劑的陣列和與其相連形成芯片一部分的基板。
[0057]當(dāng)然本領(lǐng)域技術(shù)人員鑒于現(xiàn)有技術(shù)也會(huì)明白，可采用多種本領(lǐng)域已知的其它技術(shù)檢測(cè)本發(fā)明的標(biāo)志物。例如,可利用試紙、質(zhì)譜、液相色譜聯(lián)合質(zhì)譜、以及氣相色譜聯(lián)合質(zhì)譜等來(lái)檢測(cè)本發(fā)明的標(biāo)志物。
[0058]本文所用的術(shù)語(yǔ)“類似物”指與本發(fā)明的生物標(biāo)志物，例如3-羥基丁酸、甘油酸和半胱氨酸具有類似或相似的結(jié)構(gòu)，在體內(nèi)執(zhí)行相同或相似功能的物質(zhì)，例如酮體中的乙酰乙酸和丙酮，具有抗氧化功能的谷胱甘肽等。
[0059]2.本發(fā)明的精神分裂癥標(biāo)志物及其應(yīng)用
[0060]本發(fā)明的目的在于研究和尋找輔助精神分裂癥疾病診斷的生物標(biāo)記物，采用ROC曲線(receiver operating characteristic curve)工具來(lái)衡量生物標(biāo)志物組合性能的高低。疾病診斷是區(qū)分病人和正常人的問(wèn)題，在數(shù)學(xué)上是一個(gè)二分問(wèn)題，即將實(shí)例分成陽(yáng)性(positive)或陰性(negative),因此生物標(biāo)志物組合實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于一個(gè)分類器。分類的正誤，會(huì)出現(xiàn)四種情況:如果一個(gè)實(shí)例是陽(yáng)性并且被預(yù)測(cè)成陽(yáng)性，即為真陽(yáng)性(TruePositive，TP);如果實(shí)例是陰性但被預(yù)測(cè)成陽(yáng)性，稱之為假陽(yáng)性(False Positive, FP) 0相應(yīng)地，如果實(shí)例是陰性且被預(yù)測(cè)成陰性，稱之為真陰性(True Negative, TN)，陽(yáng)性但被預(yù)測(cè)成陰性則為假陰性(False Negative, FN)。分類器的分類能力，以靈敏度(sensitivity)和特異度(specificity)來(lái)衡量。其中，靈敏度亦即真陽(yáng)性率(true positive rate, TPR),計(jì)算公式為TPR=TP / (TP+FN)，表示分類器所識(shí)別出的陽(yáng)性實(shí)例占所有陽(yáng)性實(shí)例的比例。特異度亦即真陰性率(True Negative Rate, TNR)，計(jì)算公式為TNR=TN/ (FP+TN)，表示分類器所識(shí)別出的陰性實(shí)例占所有陰性實(shí)例的比例。
[0061]對(duì)于一個(gè)具體的分類器，確定了分類的閥值就確定了相應(yīng)的靈敏度和特異度。假設(shè)閥值以上判斷為陽(yáng)性，閥值以下判斷`為陰性，那么減小閥值固然固然能識(shí)別出更多的陽(yáng)性個(gè)體，也就是提高了識(shí)別出的陽(yáng)性實(shí)例占所有陽(yáng)性實(shí)例的比例(即靈敏度，TPR)，但同時(shí)也將更多的陰性實(shí)例當(dāng)作了陽(yáng)性實(shí)例，降低了特異度。改變分類器的閥值，將對(duì)應(yīng)的靈敏度和特異度描繪在以1-特異度為橫坐標(biāo)、靈敏度為縱坐標(biāo)的二維空間，就繪制出ROC曲線。ROC曲線最重要的屬性是曲線下面積(Area under the curve, AUC)。根據(jù)AUC的大小將分類器分為四個(gè)等級(jí):
[0062]
【權(quán)利要求】
1.選自下組中至少一種物質(zhì)的用途，所述物質(zhì)用于制備診斷精神分裂癥的檢測(cè)試劑或檢測(cè)試劑盒: a)3-羥基丁酸或其類似物； b)甘油酸或其類似物；和 c)半胱氨酸或其類似物。
2.如權(quán)利要求1所述的用途，其特征在于，所述物質(zhì)是a)、b)和c)中任意兩種的組合。
3.如權(quán)利要求1所述的用途，其特征在于，所述物質(zhì)是a)、b)和c)的組合。
4.一種用于診斷精神分裂癥的檢測(cè)試劑盒，所述試劑盒包括: (1)檢測(cè)選自下組中至少一種物質(zhì)的血清含量的檢測(cè)試劑；和 (2)描述利用(I)所述檢測(cè)試劑檢測(cè)選自下組中至少一種物質(zhì)的血清含量的使用方法的使用說(shuō)明書； 所述物質(zhì)是: a)3-羥基丁酸或其類似物； b)甘油酸或其類似物；和 c)半胱氨酸或其類似物。
5.如權(quán)利要求4所述的檢測(cè)試劑盒，其特征在于，所述物質(zhì)是a)、b)和c)中任意兩種的組合。
6.如權(quán)利要求4所述的檢測(cè)試劑盒，其特征在于，所述物質(zhì)是a)、b)和c)的組合。
7.—種芯片或陣列，所述芯片或陣列上具有檢測(cè)選自下組中至少一種物質(zhì)的檢測(cè)試劑: a)3-羥基丁酸或其類似物； b)甘油酸或其類似物；和 c)半胱氨酸或其類似物。
8.如權(quán)利要求7所述的芯片或陣列，其特征在于，所述物質(zhì)是a)、b)和c)中任意兩種的組合。
9.如權(quán)利要求7所述的芯片或陣列，其特征在于，所述物質(zhì)是a)、b)和c)的組合。
10.一種精神分裂癥的診斷方法，所述方法包括檢測(cè)選自下組中至少一種物質(zhì)的血清含量是否改變: a)3-羥基丁酸或其類似物； b)甘油酸或其類似物；和 c)半胱氨酸或其類似物。
【文檔編號(hào)】G01N30/02GK103512972SQ201310323000
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月29日
【發(fā)明者】賀林, 萬(wàn)春玲, 孫麗雅, 楊景雷, 賈偉 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)