精神分裂癥的生物標志物及其使用方法和應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一組可用于診斷精神分裂癥的生物標志物，所述標志物可用于制備診斷精神分裂癥的檢測試劑或檢測試劑盒?；谠摌酥疚铮景l(fā)明還提供了用于診斷精神分裂癥的檢測試劑盒、檢測試劑和芯片或陣列，以及利用該標志物診斷精神分裂癥的方法。本發(fā)明的方法簡便易行，診斷結果可靠并且兼顧了靈敏度和特異度。
【專利說明】精神分裂癥的生物標志物及其使用方法和應用
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)學領域。具體地說，本發(fā)明涉及用于精神分裂癥的生物標志物及其使用方法和應用。
【背景技術】
[0002]精神分裂癥(Schizophrenia)是一種常見的精神疾病，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的不協(xié)調，嚴重影響患者的身體功能和生活質量。盡管一些患者可以通過治療得以康復，但大多數(shù)會經(jīng)歷長期反復發(fā)作，因此精神分裂癥不僅是個人的疾病，同時也是一個不可小覷的社會問題，對其家庭、衛(wèi)生保健系統(tǒng)和整個社會都會造成明顯的經(jīng)濟負擔。
[0003]目前，臨床上對精神分裂癥的診斷主要是根據(jù)病人的詳細病史與精神癥狀，再參考其發(fā)病年齡、病期、病程等來做綜合判斷，因此總體上是一個依賴于醫(yī)生主觀經(jīng)驗的過程，診斷結果常常因人而異。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確度，近年來，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志物，建立有效的檢測方法。生物標志物指可供客觀測定和評價的普通生理或病理或治療過程中的某種特征性的生化指標，通過對它的測定可以獲知機體當前所處的生物學過程中的進程。生物標志物的化學本質可以是DNA、RNA、蛋白或代謝物，一般從體液獲得。將生物標志物應用于精神分裂癥，可以有效輔助當前診斷中不確定的人為因素，減少錯/誤診率并有助于指導用藥和康復過程。
[0004]因此，本領域急需可用于診斷精神分裂癥的生物標志物，該標志物應該可靠，還應具備良好的靈敏度和特異度。

【發(fā)明內容】

[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志物以及利用所述生物標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的用途，所述物質用于制備診斷精神分裂癥的檢測試劑或檢測試劑盒:
[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)選的實施方式中，所述物質是a)、b)和c)中任意兩種的組合。
[0011]在優(yōu)選的實施方式中，所述物質是a)、b)和c)的組合。
[0012]在優(yōu)選的實施方式中，所述物質是3-羥基丁酸、甘油酸和半胱氨酸的組合。
[0013]在另一優(yōu)選的實施方式中，所述檢測試劑包括用于檢測所述物質的試劑、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試劑盒，所述試劑盒包括:
[0015](I)檢測選自下組中至少一種物質的血清含量的檢測試劑；和
[0016](2)描述利用(I)所述檢測試劑檢測選自下組中至少一種物質的血清含量的使用方法的使用說明書；
[0017]所述物質是:
[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)選的實施方式中，所述物質是a)、b)和c)中任意兩種的組合。
[0022]在另一優(yōu)選的實施方式中，所述物質是a)、b)和c)的組合。
[0023]在優(yōu)選的實施方式中，所述物質是3-羥基丁酸、甘油酸和半胱氨酸的組合。
[0024]在另一優(yōu)選的實施方式中，所述檢測試劑是用于檢測所述物質的試劑、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選自下組中至少一種物質的檢測試劑:
[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)選的實施方式中，所述物質是a)、b)和c)中任意兩種的組合。
[0030]在優(yōu)選的實施方式中，所述物質是a)、b)和c)的組合。
[0031]在進一步的優(yōu)選實施方式中，所述物質是3-羥基丁酸、甘油酸和半胱氨酸的組
八
口 ο
[0032]在另一優(yōu)選的實施方式中，所述檢測試劑是用于檢測所述物質的試劑、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，所述方法包括檢測選自下組中至少一種物質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)選的實施方式中，所述物質是a)、b)和c)中任意兩種的組合。
[0038]在另一優(yōu)選的實施方式中，所述物質是a)、b)和c)的組合。
[0039]在進一步的優(yōu)選實施方式中，所述物質是3-羥基丁酸、甘油酸和半胱氨酸的組
八
口 ο
[0040]在另一優(yōu)選的實施方式中，所述物質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)選的實施方式中，可利用試紙、質譜、液相色譜聯(lián)合質譜、以及氣相色譜聯(lián)合質譜等來檢測所述物質。
[0042]應理解，在本發(fā)明范圍內中，本發(fā)明的上述各技術特征和在下文(如實施例)中具體描述的各技術特征之間都可以互相組合，從而構成新的或優(yōu)選的技術方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]圖1顯示了典型的血清樣本總離子流圖，其中藍色表示健康對照；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)用的訓練集和驗證集的ROC曲線圖。
[0046]圖4顯示了單用3-羥基丁酸的訓練集和驗證集的ROC曲線圖。
[0047]圖5顯示了單用甘油酸的訓練集和驗證集的ROC曲線圖。
[0048]圖6顯示了單用半胱氨酸的訓練集和驗證集的ROC曲線圖。
[0049]圖7顯示了聯(lián)用3-羥基丁酸和甘油酸的訓練集和驗證集的ROC曲線圖。
[0050]圖8顯示了聯(lián)用甘油酸和半胱氨酸的訓練集和驗證集的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練集和驗證集的ROC曲線圖。
【具體實施方式】
[0052]發(fā)明人經(jīng)過廣泛而深入的研究，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志物來有效區(qū)分精神分裂癥患者和正常人，進而可用于診斷精神分裂癥。在此基礎上完成了本發(fā)明。
[0053]1.術語定義
[0054]本文所用的術語“生物標志物”或“標志物”或“標記物”或“精神分裂癥標志物”或“代謝物”或類似的術語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志物或代謝物；換言之，該標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。具體地說，本發(fā)明的生物標志物包括3-羥基丁酸、甘油酸和半胱氨酸。
[0055]本文用于描述生物標志物血清含量的術語“顯著變化”表示，與取自健康對象的血清中該生物標志物或其類似物的表達水平相比，該標志物的血清含量有統(tǒng)計學上顯著的降低或升高。具體地說，就是用統(tǒng)計學上的Wilcox-Mann-Whitney非參數(shù)檢驗來比較健康對象和病人的血清標志物的含量，若得出的P值小于0.05，則認為兩者的差別達到了統(tǒng)計學上的顯著水平。
[0056]本文所用的術語“芯片”或“陣列”在本文可以互換使用，它們具有相同的含義，均表示具有檢測本發(fā)明生物標志物的檢測試劑的基板，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本發(fā)明生物標志物的試劑。例如，該基板可以是如美國專利號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將兩維平面的薄片卷成三維管狀構型而形成管狀陣列。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個元件。在某些實施方案中，這些陣列的密度可以是每cm2約500、至少一千、至少一萬、至少十萬、至少一百萬或至少一千萬個元件。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成。當在該基板上進行試驗的方法包括光檢測時，可用透光的基板。該術語也指檢測試劑的陣列和與其相連形成芯片一部分的基板。
[0057]當然本領域技術人員鑒于現(xiàn)有技術也會明白，可采用多種本領域已知的其它技術檢測本發(fā)明的標志物。例如,可利用試紙、質譜、液相色譜聯(lián)合質譜、以及氣相色譜聯(lián)合質譜等來檢測本發(fā)明的標志物。
[0058]本文所用的術語“類似物”指與本發(fā)明的生物標志物，例如3-羥基丁酸、甘油酸和半胱氨酸具有類似或相似的結構，在體內執(zhí)行相同或相似功能的物質，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)明的精神分裂癥標志物及其應用
[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記物，采用ROC曲線(receiver operating characteristic curve)工具來衡量生物標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題，在數(shù)學上是一個二分問題，即將實例分成陽性(positive)或陰性(negative),因此生物標志物組合實質上相當于一個分類器。分類的正誤，會出現(xiàn)四種情況:如果一個實例是陽性并且被預測成陽性，即為真陽性(TruePositive，TP);如果實例是陰性但被預測成陽性，稱之為假陽性(False Positive, FP) 0相應地，如果實例是陰性且被預測成陰性，稱之為真陰性(True Negative, TN)，陽性但被預測成陰性則為假陰性(False Negative, FN)。分類器的分類能力，以靈敏度(sensitivity)和特異度(specificity)來衡量。其中，靈敏度亦即真陽性率(true positive rate, TPR),計算公式為TPR=TP / (TP+FN)，表示分類器所識別出的陽性實例占所有陽性實例的比例。特異度亦即真陰性率(True Negative Rate, TNR)，計算公式為TNR=TN/ (FP+TN)，表示分類器所識別出的陰性實例占所有陰性實例的比例。
[0061]對于一個具體的分類器，確定了分類的閥值就確定了相應的靈敏度和特異度。假設閥值以上判斷為陽性，閥值以下判斷`為陰性，那么減小閥值固然固然能識別出更多的陽性個體，也就是提高了識別出的陽性實例占所有陽性實例的比例(即靈敏度，TPR)，但同時也將更多的陰性實例當作了陽性實例，降低了特異度。改變分類器的閥值，將對應的靈敏度和特異度描繪在以1-特異度為橫坐標、靈敏度為縱坐標的二維空間，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等級:
[0062]
【權利要求】
1.選自下組中至少一種物質的用途，所述物質用于制備診斷精神分裂癥的檢測試劑或檢測試劑盒: 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.如權利要求1所述的用途，其特征在于，所述物質是a)、b)和c)中任意兩種的組合。
3.如權利要求1所述的用途，其特征在于，所述物質是a)、b)和c)的組合。
4.一種用于診斷精神分裂癥的檢測試劑盒，所述試劑盒包括: (1)檢測選自下組中至少一種物質的血清含量的檢測試劑；和 (2)描述利用(I)所述檢測試劑檢測選自下組中至少一種物質的血清含量的使用方法的使用說明書； 所述物質是: 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.如權利要求4所述的檢測試劑盒，其特征在于，所述物質是a)、b)和c)中任意兩種的組合。
6.如權利要求4所述的檢測試劑盒，其特征在于，所述物質是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選自下組中至少一種物質的檢測試劑: 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.如權利要求7所述的芯片或陣列，其特征在于，所述物質是a)、b)和c)中任意兩種的組合。
9.如權利要求7所述的芯片或陣列，其特征在于，所述物質是a)、b)和c)的組合。
10.一種精神分裂癥的診斷方法，所述方法包括檢測選自下組中至少一種物質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】G01N30/02GK103512972SQ201310323000
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年7月29日 優(yōu)先權日:2013年7月29日
【發(fā)明者】賀林, 萬春玲, 孫麗雅, 楊景雷, 賈偉 申請人:上海交通大學