【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于結直腸癌檢測領域，具體涉及一種用于結直腸癌早期診斷的生物標志物組及應用。
技術介紹
1、結直腸癌是全球常見的惡性腫瘤，約占十分之一的癌癥病例，其發病率和死亡率分別為6.1％和9.2％。2018年在中國380萬新增癌癥病例中結直腸癌發病率在男性中排第四，在女性中排第三，在全球范圍排第二位。如果能在早期檢測到結直腸癌病變并通過手術切除，則存活率超過90％，而晚期則降低至13％，因此，早篩是降低結直腸癌死亡率最有效的手段。隨著測序技術與信息技術的發展，人工智能已成為輔助臨床醫生的一個重要利器，如影像學診斷等。利用人工智能算法和生物信息學可以深入挖掘數據信息，建立診斷模型，可以提高診斷準確度。數據表明基于神經網絡和深度學習等算法的人工智能模型可以達到80％以上的準確性，使患者受益。因此，將人工智能學習與早期診斷結合起來，將進一步降低結直腸癌死亡率與醫療負擔。
2、目前，侵入式結腸鏡檢查仍然是crc診斷的金標準，是臨床最常用的確診方法，病例對照和隊列研究的結果表明結腸鏡檢查具有預防crc和癌癥死亡的潛在能力。中國從2012年至2015年從中國16個省市招募了1,381,561名40-69歲的合格參與者，建立了風險評分系統，隨后推薦用于結腸鏡檢查，最終只有25,593名參與者進行了結腸鏡檢查，參與率為14.0％。盡管結腸鏡檢查被認為是crc篩查的金標準，但它是一種侵入性手術，需要高水平的專業知識，費用高昂，可能引發術后并發癥，并且患者體驗差，這限制了它作為早期篩查的選擇。非侵入檢測方法，美國癌癥協會推薦高敏fobt
3、癌癥的發生伴隨著代謝狀態的全局改變，影響腫瘤組織以及周圍的微環境和宏觀環境。與基因組和蛋白質組學改變相比，可以更直接地觀察到腫瘤細胞狀態的代謝變化，因此是檢測腫瘤發生的生物標志物的有前途的來源。各種研究表明，腸道細菌產生的代謝產物可以進入循環并在遠端器官中發揮調節功能，關鍵的代謝途徑在crc發病機制中被破壞。近年來，人們深入研究了與crc密切相關的血清代謝物，以開發診斷性生物標志物。結直腸癌患者的腸道微生物組重編程與血清代謝組的改變有關，腸道微生物組相關血清代謝物(gmsm)的變化可以有效地區分crc和腺瘤患者與正常個體。基于gmsm的模型可以比臨床標志物癌胚抗原更有效地將crc和腺瘤患者與健康正常受試者區分開來。gmsm模型在結直腸異常檢測方面優于臨床生物標志物cea和fobt。在臨床使用的臨界值5u/ml下使用cea檢測結直腸異常，auc為0.72，敏感性為35.8％，特異性為86.4％。相比之下，gmsm模型的auc達到了0.92(敏感性＝83.5％，特異性＝84.9％)，遠高于cea。fobt/fit檢測敏感性為65.2％，與既往報道相當。這些結果表明，gmsm模型在檢測crc方面優于fobt/fi?t測試。
4、本專利技術篩選了特定血液代謝物作為用于結直腸癌早期診斷的生物標志物組合物，所述生物標志物組合物包括epsilon-caprolactam(己內酰胺)，triethyl?phosphate(磷酸三乙酯)，3-carboxy-4-methyl-5-(1-hydroxypropyl)-2-furanpropionic?acid(3-羧基-4-甲基-5-(1-羥丙基)-2-呋喃丙酸)，arachidonic?acid(花生四烯酸)，chrycorin(氯菌素)，通過隨機森林，線性回歸等模型，用于結直腸癌的診斷結果，本專利技術利用基于代謝組檢測結果的特異性，并結合對結直腸癌進行早期診斷，靈敏度高和特異性強，能夠避免腸鏡侵入式檢查導致的痛苦、不適及并術后發癥，顯著降低結直腸癌早期診斷的假陽性率，可以廣泛用于結直腸癌的早期診斷。
技術實現思路
1、針對上述技術問題，本專利技術的目的在于提供一種用于結直腸癌早期診斷的血液代謝物標志物組合及應用。具體包括以下內容：
2、第一方面，本專利技術提供了一種用于結直腸癌早期診斷的血液代謝物標志物組合，所述血液代謝物標志物組合包括epsilon-caprolactam(己內酰胺)、triethyl?phosphate(磷酸三乙酯)、3-carboxy-4-methyl-5-(1-hydroxypropyl)-2-furanpropionic?acid(3-羧基-4-甲基-5-(1-羥丙基)-2-呋喃丙酸)、arachidonic?acid(花生四烯酸)、chrycorin(氯菌素)。
3、第二方面，本專利技術提供了檢測上述第一方面所述的血液代謝物標志物組合的試劑在制備結直腸癌早期診斷或預測的試劑、試劑盒或芯片中的應用。
4、第三方面，本專利技術提供了檢測上述第一方面所述的血液代謝物標志物組合的試劑在制備結直腸癌病人篩查評價模型中的應用。
5、第四方面，本專利技術提供了上述第一方面所述的血液代謝物標志物組合在制備結直腸癌早期診斷或預測的試劑、試劑盒或芯片中的應用。
6、第五方面，本專利技術提供了上述第一方面所述的血液代謝物標志物組合在制備結直腸癌病人篩查評價模型中的應用。
7、第六方面，本專利技術提供了一種用于結直腸癌早期診斷或預測的試劑盒，所述試劑盒包括檢測上述第一方面所述的血液代謝物標志物組合的試劑或儀器。
8、第七方面，本專利技術提供了一種用于結直腸癌早期診斷或預測的模型，所述模型包括：
9、(1)樣本處理：提取待測血液樣本中上述第一方面所述的血液代謝物標志物組合并進行lc-ms/ms全掃描檢測，獲得標志物的豐度值；
10、(2)模型構建：將結腸鏡和病理檢測確定的結直腸癌樣本標記為數值1，將健康人群樣本標記為數值0，將獲得的不同樣本的生物標志物組合的豐度值輸入隨機森林，構建模型，進行診斷結果的預測；
11、(3)結果判定：當預測值為1時，結直腸癌診斷結果為陽性；當預測值為0時，結直腸癌診斷結果為陰性。
12、第八方面，本專利技術提供了上述第一方面所述血液代謝物標志物組合的確定方法為：
13、(1)將結直腸癌組和健康組的標志物進行組間差異統計(wilcoxon檢驗)，使用p<0.05的物種作為潛在的生物標志物；
14、(2)使用r軟件包aucrf(隨機森林法)確定微生物生物標志物的最佳組合；
15、(3)通過隨機去除標記物，使用auc作為評估指標(proc包)來確定最佳組合；
16、(4)利用上述標志物同時構建邏輯回歸模型，將二者進行對比，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于結直腸癌早期診斷的血液代謝物標志物組合，其特征在于，所述血液代謝物標志物組合包括Epsilon-Caprolactam、Triethyl?Phosphate、3-Carboxy-4-Methyl-5-(1-Hydroxyp?ropyl)-2-Furanpropionic?Acid、Arachidonic?Acid、Chrycorin。
2.檢測權利要求1所述的血液代謝物標志物組合的試劑在制備結直腸癌早期診斷或預測的試劑、試劑盒或芯片中的應用。
3.檢測權利要求1所述的血液代謝物標志物組合的試劑在制備結直腸癌病人篩查評價模型中的應用。
4.如權利要求1所述的血液代謝物標志物組合在制備結直腸癌早期診斷或預測的試劑、試劑盒或芯片中的應用。
5.如權利要求1所述的血液代謝物標志物組合在制備結直腸癌病人篩查評價模型中的應用。
6.一種用于結直腸癌早期診斷或預測的試劑盒，所述試劑盒包括檢測權利要求1所述的血液代謝物標志物組合的試劑或儀器。
7.一種用于結直腸癌早期診斷或預測的模型，其特征在于，所述模型包括：<...
【技術特征摘要】
1.一種用于結直腸癌早期診斷的血液代謝物標志物組合，其特征在于，所述血液代謝物標志物組合包括epsilon-caprolactam、triethyl?phosphate、3-carboxy-4-methyl-5-(1-hydroxyp?ropyl)-2-furanpropionic?acid、arachidonic?acid、chrycorin。
2.檢測權利要求1所述的血液代謝物標志物組合的試劑在制備結直腸癌早期診斷或預測的試劑、試劑盒或芯片中的應用。
3.檢測權利要求1所述的血液代謝物標志物組合的試劑在制備結直腸癌病人篩查評價模型中的應用。
4.如權利要求1所述的血液代謝物標志物組合在制備結直腸癌早期診斷或預測的試劑、試劑...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳朋，周忠坤，馬云浩，牛宇清，盧娟，
申請(專利權)人：蘭州大學，
類型：發明
國別省市：
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