CN102243216A - 一种检测血清中27-5β-降胆甾烷-3,7,12,24,25-五醇葡萄糖醛酸结合物的试剂盒及使用过程 - Google Patents

一种检测血清中27-5β-降胆甾烷-3,7,12,24,25-五醇葡萄糖醛酸结合物的试剂盒及使用过程 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种通过检测血清中代谢产物早期诊断卵巢癌的试剂盒及使用过程。该试剂盒的核心在于利用液质联用平台(LC-MS)检测27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25pentol glucuronide)。该试剂盒由内标亮氨酸脑啡肽、水溶液(含0.1％甲酸，2％乙腈)和乙腈组成。使用该试剂盒早期诊断卵巢癌具有检测成本低，重复性好，稳定性高，快速高效的特点；测定一个实际样本只需10分钟，适于临床应用。

Description

一种检测血清中27-5β-降胆甾烷-3,7,12,24,25-五醇葡萄糖醛酸结合物的试剂盒及使用过程
技术领域
本发明涉及分析化学和医学领域，是一种基于检测血清中27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25 pentol glucuronide)的试剂盒对人血清进行超高效液相色谱质谱联用高通量分析，以快速测定血清中27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25 pentol glucuronide)含量来早期诊断卵巢癌的技术。
背景技术
卵巢癌、子宫内膜癌和宫颈癌并称为“妇科三癌”。我国原发性卵巢癌的发病率有上升趋势。卵巢位于盆腔深处，部位隐蔽，难以在恶性肿瘤形成的早期发现其存在。一般体检和影像学检查作用有限，一旦能够发现和明确诊断时，往往已到了中、晚期，缺少预警价值。
卵巢癌多为上皮性卵巢癌，早期症状不明显，卵巢癌一旦出现症状，即癌组织开始增大或扩散，表示患者大多已进入中晚期。目前，中晚期卵巢癌的术后五年存活率低，早期卵巢癌的术后五年存活率一般较高。因此，开发新的试剂盒对卵巢癌的早期诊断十分重要。
肿瘤标志物及影像学检查是卵巢肿瘤诊断的主要手段，其中血清标志物的检测尤为重要。癌抗原125(CA125)是目前最常用的浆液性卵巢癌血清标志物，然而其特异性尚不令人满意。在包括炎症、结核、良性肿瘤、子宫内膜异位症及其他器官的恶性肿瘤中也有显著升高。(文献1：Bast RC，Xu FJ，Yu YH，et al.Int J Biol Markers 13：179-187，1998文献2：An HJ，Miyamoto S，Lancaster KS，et al.J Proteome Res 5：1626-1635，2006)。CA125的血清水平在诊断卵巢癌时敏感性和特异性较低，对于早期卵巢癌的诊断，敏感性往往低于25％(文献3：Rosen DG，Wang L，Atkinson JN，et al.GynecolOncol 99：267-277，2005)。因此，为子提高临床诊断的灵敏度和特异性，开发新的早期检测方法势在必行。
我们通过代谢组学研究，基于超高效液相色谱-质谱分析平台分离检测健康妇女、良性卵巢肿瘤和卵巢癌病人血清中的代谢物小分子，利用统计学手段分析比对三组人群的代谢差异，发现27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25 pentolglucuronide在血清中的含量跟卵巢癌有关。27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25 pentolglucuronide)是一种胆汁醇葡萄糖醛酸结合物，存在于人类血液和尿液中。27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25pentol)的前体物质是胆固醇。根据卵巢癌在西方发达国家中的发病率比较高这一现状，目前普遍认为饮食中大量摄入胆固醇是导致卵巢癌的诱因之一。因此，测定血清中27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25 pentol glucuronide)的含量变化情况有利于我们了解卵巢癌的代谢变化。
目前只有少数几篇文献报道了27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25 pentol glucuronide)的检测方法，主要是气相色谱及气质联用方法(文献4：Karlaganis G，AlmeB，Karlaganis V，et al.J Steroid Biochem 14：341-345，1981文献5：Une M，Takenaka S，Kuramoto T，at al.J Lipid Res 41：1562-1567，2000)。气相色谱及其质谱联用技术预处理过程复杂，需衍生化，给检测过程带来不可预知的误差。目前，还没有一种快速高效的方法既够检测27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25pentol glucuronide)，并且还没有人将其与卵巢癌联系起来。本发明提供了一种用于快速检测血清中27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25 pentol glucuronide)用于卵巢癌诊断和早期检测的试剂盒，该试剂盒预处理简单，通量高，成本低、重复性好。
发明内容
本发明的目的是开发一种检测血清中27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25 pentolglucuronide)用于卵巢癌诊断和早期检测的试剂盒。使用该试剂盒检测血清中27-5B-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25 pentol glucuronide)的方法具有检测成本低，重复性好，稳定性高，通量高的特点，测定一个实际样本只需10分钟，适于临床应用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
该试剂盒由三部分构成：(1)内标-亮氨酸脑啡肽标准品；(2)弱洗脱液-水(含体积浓度0.1％甲酸，体积浓度2％乙腈)；(3)强洗脱液-乙腈或甲醇。
本试剂盒选用亮氨酸脑啡肽作为内标，可加强检测准确性；流动相采用水(含体积浓度0.1％甲酸，体积浓度2％乙腈)、乙腈体系可以达到快速分离分析27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25 pentol glucuronide)的目的。本发明还开发了基于检测试剂盒的使用条件，并在正常对照、良性卵巢肿瘤、和卵巢癌样本中进行了应用。
具体步骤如下：
1)优化试剂盒最佳组成：内标选择为亮氨酸脑啡肽，可以有效加强检测准确性；弱洗脱液选择水(含体积浓度0.1％甲酸，体积浓度2％乙腈)；强洗脱液选择乙腈。
2)试剂盒使用条件：色谱仪器为Waters超高效液相色谱，色谱柱为C18柱，柱温35摄氏度，流速0.4ml/min，质谱仪器为单四极杆质谱。
3)在相同条件下取早晨空腹健康妇女、确诊的良性卵巢肿瘤和卵巢癌的离体血清，采集后于4℃静置半小时、离心15分钟取上清(血清)后立即储存于-80℃的冰箱中备用。
4)血清样品预处理：样品待测时室温解冻，取180μl血清，加入720μl乙腈(含0.625μg/ml亮氨酸脑啡肽)，振荡30秒，4℃13000g条件下离心10分钟后取上清液冻干，采用体积比为1∶4的乙腈水混合溶液150μl复溶后直接上样分析，通过m/z556、m/z403提取离子流图计算亮氨酸脑啡肽、27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25 pentol glucuronide)的峰面积及二者的比值，以确定27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25 pentol glucuronide)的含量。
5)对分析方法进行了表征，单针进样重复性和日内精密度均符合美国食品与药物管理局(FDA)检验标准。对3组血清样本按随机顺序依次进行超高效液相色谱质谱分析。
6)在血清样本测试中，27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25 pentol glucuronide)在卵巢癌组中相对健康组和良性卵巢肿瘤组有显著性升高。27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25pentol glucuronide)判断卵巢癌的灵敏度为67.2％，特异性为76.8％；而采用CA125判断卵巢癌的灵敏度为64.2％，特异性为45.1％(文献6：Chi DS，Zivanovic O，Palayekar MJ，at al.Gynecol Oncol 112：6-10，2009)。这说明27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25 pentol glucuronide)具有较好的卵巢癌筛查价值。
本发明方法具有的效果是：亮氨酸脑啡肽与27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25 pentolglucuronide)保留时间相近，且亮氨酸脑啡肽比较稳定，易获得。基于上述优点，利用亮氨酸脑啡肽作为内标，其检测结果准确、可信度高。基于该检测方法得到的27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25 pentol glucuronide)含量用于卵巢癌诊断是准确可信的。流动相选择水(含0.1％甲酸，2％乙腈)和乙腈体系，可以得到最好的分离效果。基于试剂盒开发的方法具有以下特点：样本的采集、储存采用了标准化操作程序，避免引入人为误差；预处理简单，分析过程采用超高效的液相色谱分离方法，降低了基质对被分析物的干扰，而且大大提高了分析通量。在血清样本测试中，27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25 pentolglucuronide)可辅助甚至代替CA125进行原发性卵巢癌癌的诊断。利用其进行早期诊断灵敏度和特异度均由于CA125。采用这种方法建立的诊断卵巢癌的方法，具有通量高、灵敏度和特异性高的特点，适于卵巢癌的高危人群筛查和辅助诊断。
附图说明
图1人血清液质联用分析结果，27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25 pentolglucuronide)和亮氨酸脑啡肽的提取离子流图。
图2(A)血清27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25 pentol glucuronide)在健康、良性卵巢肿瘤、和卵巢癌血清样本中的含量变化(均值+标准偏差表示)。
图2(B)血清27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25pentol glucuronide)在健康、良性卵巢肿瘤、和早期卵巢癌(I期)血清样本中的含量变化(均值+标准偏差表示)。
图3(A)非卵巢癌(健康+良性卵巢肿瘤)和卵巢癌组血清样本中27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25 pentol glucuronide)的ROC曲线图：AUC值为0.74。
图3(B)非卵巢癌(健康+良性卵巢肿瘤)和早期卵巢癌组(I期)血清样本中27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25 pentol glucuronide)的ROC曲线图：AUC值为0.743.
具体实施方式
实施例1
1.血清样品收集
采集前，纳入志愿者签署知情同意书。
在相同条件下收集43例健康妇女、确诊的92例良性卵巢肿瘤、84例卵巢癌患者的血清(含45例I期卵巢癌)，采集后于4℃静置半小时、离心15分钟取上清后立即储存于-80℃的冰箱中备用。
2.分析方法
2.1血清样本预处理
样品待测时室温解冻，取180μl血清，加入720μl乙腈(含0.625μg/ml亮氨酸脑啡肽)，振荡30秒，4℃13000g条件下离心10分钟后取上清液冻干，采用体积比为1∶4的乙腈水混合溶液150μl复溶后直接上样分析。
2.2超高效液相色谱质谱高温高速分析
(1)液相条件为：色谱仪器为Waters超高效液相色谱，色谱柱为WatersACQUITY UPLCTM BEH C18柱，流动相A为水(含体积浓度0.1％甲酸，体积浓度2％乙腈)，B为乙腈；梯度洗脱条件为：0～0.5min为体积浓度2％B相，0.5～7min线性变化至体积浓度100％B相，7min-8min保持体积浓度100％B相，8.1min降至体积浓度2％B相，并保持2min；流速0.4mL/min，柱温35℃，进样量3μL，柱后流出液不经分流直接进入质谱检测。
(2)质谱条件为：质谱仪器为Waters单四极杆质谱，采用电喷雾离子源正离子模式检测；脱溶剂气和锥孔气流量分为500L/h和50L/h，脱溶剂气和锥孔气均为高纯氮气；脱溶剂气温度为300℃，离子源温度为120℃；毛细管电压和锥孔电压分别为3350V和33V；采用选择性离子监测模式检测：检测离子为m/z 556(内标)、m/z 403(27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物)。每0.05秒采集一次数据(图1)。
2.3数据分析
通过m/z556、m/z403提取离子流图计算亮氨酸脑啡肽、27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25 pentol glucuronide)的峰面积，求二者的比值，以确定27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25 pentol glucuronide)的含量。
3.血清测试结果与辅助诊断潜力分析
在血清样本测试中，27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25 pentol glucuronide)在43例健康妇女、92例良性卵巢肿瘤、84例卵巢癌患者(含45例I期卵巢癌)的含量总结在表1中。
表1：27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25 pentol glucuronide)在43例健康妇女、92例良性卵巢肿瘤和84例卵巢癌血清中的含量
Figure GSA00000100493200051
Figure GSA00000100493200061
Figure GSA00000100493200071
A代表健康妇女、B代表良性卵巢肿瘤、C代表卵巢癌。样本C001-C045是卵巢癌I期。
对健康妇女、良性卵巢肿瘤和卵巢癌组样品中27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25pentol glucuronide)的含量求平均值和标准偏差，发现27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25pentol glucuronide)在卵巢癌组中有显著性升高(图2A)。对其作ROC曲线，得到ROC曲线AUC值为0.74(图3A)。采用27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25 pentolglucuronide)来诊断卵巢癌时，根据灵敏度与特异度之和最大求得灵敏度为72.6％、特异性为68.9％，均优于CA125的文献报道值。根据得到的灵敏度和特异性数据，求得其阈值为0.00188。
对健康妇女、良性卵巢肿瘤和I期卵巢癌组样品中27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25pentol glucuronide)的含量求平均值和标准偏差。发现即使在早期卵巢癌时，27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25pentol glucuronide)在血清中的含量也显著高于健康妇女和良性卵巢肿瘤组(图2B)。相应的ROC曲线AUC值为0.75(图3B)。同样以0.00188为阈值，得到特异性为68.9％时，得到灵敏度为75.5％。
因此，27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25 pentol glucuronide)尤其适合用于开发卵巢癌早期诊断试剂盒。
对于未知妇女血清样品，利用本专利描述的上述操作条件，得到其27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25 pentol glucuronide)的含量。将此含量与阈值0.00188比较，可判断未知血清是否来自患有卵巢癌的妇女。

Claims (7)

1.一种通过检测血清中代谢产物早期诊断卵巢癌的试剂盒，其特征在于该试剂盒由三部分构成：(1)内标-亮氨酸脑啡肽；(2)弱洗脱液-水(含体积浓度0.1％甲酸，体积浓度2％乙腈或甲醇)；(3)强洗脱液-乙腈或甲醇。
2.一种权利要求1所述试剂盒的使用过程，其特征在于：权利要求1所述试剂盒检测的血清为采集的空腹血清。
3.根据权利要求2所述的使用过程，其特征在于检测过程是通过液相色谱-质谱联用技术检测血清中27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25pentol glucuronide)；
27-5β-降胆甾烷-3，7，12，24，25-五醇葡萄糖醛酸结合物(27-nor-5β-cholestane-3，7，12，24，25pentol glucuronide)的正离子模式下的特征质荷比为m/z 403；选取亮氨酸脑啡肽作为内标，可加强检测准确性，其正离子模式下的特征质荷比为m/z 556。
4.根据权利要求3所述的使用过程，其特征在于血清样品待测时室温解冻，取100-200μl血清，加入3-5倍体积乙腈(含0.6-0.65μg/ml亮氨酸脑啡肽)，振荡20-40秒，4-10℃10000-15000g条件下离心10-15分钟后取上清液冻干，采用体积比为1∶4的乙腈水混合溶液5/6血清体积复溶后上样分析。
5.根据权利要求3所述的使用过程，其特征在于色谱分析采用C18柱，内径为2.1mm，长度为30-100mm。
6.根据权利要求3所述的使用过程，其特征在于梯度洗脱条件为：0～0.5min为体积浓度2％强洗脱液，0.5～7min线性变化至体积浓度100％强洗脱液，7min-8min保持体积浓度100％强洗脱液，8.1min降至体积浓度2％强洗脱液，并保持2min，流速0.2-0.5mL/min，柱温30-40℃，进样量1-5μL。
7.根据权利要求3所述的使用过程，其特征在于采用电喷雾离子源正离子模式检测；脱溶剂气和锥孔气流量分为400-600L/h和30-60L/h，脱溶剂气和锥孔气均为高纯氮气；脱溶剂气温度为280-320℃，离子源温度为110-130℃；毛细管电压和锥孔电压分别为3000-3500V和30-35V；每0.03-0.1秒采集一次数据。
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