CN112684186A - 用于预测2型糖尿病患者发生mci风险的生物标志物和试剂盒及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医药领域，公开了一组用于预测2型糖尿病患者发生MCI风险的生物标志物和试剂盒及其应用。所述生物标志物包括视神经蛋白、糖原合成酶激酶‑3β和Ser9‑磷酸化糖原合成酶激酶‑3β。该生物标志物升高能够对MCI进行测评，具有准确率高、检测速度快、成本低、创伤小、患者易于接受的特点，为2型糖尿病患者发生MCI提供了科学有效的早期预测方案。该试剂盒可以在大范围人群中筛查MCI，并且仅需要采集外周血即可完成检测，使得大范围的老年人口筛查成为可能。

Description

用于预测2型糖尿病患者发生MCI风险的生物标志物和试剂盒 及其应用

技术领域

本发明涉及医药领域，具体涉及一组用于预测2型糖尿病患者发生MCI的风险的生物标志物和试剂盒及其应用。

背景技术

阿尔茨海默症(Alzheimer's disease，AD)是一种原发性的中枢神经系统退行性疾病，是最常见的痴呆类型。AD的主要临床症状是缓慢的认知功能减退，包括记忆、逻辑推理能力和语言功能的进行性丟失，最后发展为重度痴呆。

目前，对AD尚缺乏早期诊断措施，当患者就诊时常常已经出现不可逆性脑损伤，导致治疗效果不佳。因此，发现早期高危因素对早期诊断和干预有重要意义。2型糖尿病(T2DM)认知损伤是AD的独立危险因素，T2DM的发病率高、且呈快速升高趋势，因此也大大增高了AD的患病率。大量基础研究结果显示，T2DM和AD患者均存在年龄依赖性淀粉样变、二者均存在胰岛素抵抗等病理过程。因此，早期鉴定哪些糖尿病患者将进展为AD可能实现早期诊断和干预AD。轻度认知损伤(MCI)是正常衰老和AD之间的中间状态，为AD的早期干预和预防提供了窗口期，在T2DM患者中早期诊断MCI可以帮助识别AD高危人群以及最佳干预时间。然而，目前基于脑淀粉样变性标志物被广泛认可的MCI诊断方法价格昂贵且具有损伤性。因此，建立一种简便、稳定、无创的方法并在T2DM人群中筛查出MCI患者，对早期干预并最终降低AD患病率有非常重要的临床价值。

鉴于此，本发明旨在发现潜在的生物标志物用于MCI的诊断。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的MCI诊断方法价格昂贵、耗时耗力等问题，提供一组用于预测2型糖尿病患者发生MCI的风险的生物标志物和试剂盒及其应用。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一组用于预测2型糖尿病患者发生MCI的风险的生物标志物，所述生物标志物包括视神经蛋白和糖原合成酶激酶-3β、Ser9-磷酸化糖原合成酶激酶-3β。

优选地，视神经蛋白的水平与2型糖尿病患者发生MCI的风险呈正相关；总糖原合成酶激酶-3β水平与Ser9-磷酸化糖原合成酶激酶-3β水平的比值与2型糖尿病患者发生MCI的风险呈正相关。

本发明第二方面提供上述生物标志物在制备用于预测2型糖尿病患者发生MCI的风险的试剂盒中的应用。

本发明第三方面提供一种用于预测2型糖尿病患者发生MCI的风险的试剂盒，所述试剂盒包括检测视神经蛋白水平的物质、检测总糖原合成酶激酶-3β水平的物质以及检测Ser9-磷酸化糖原合成酶激酶-3β水平的物质。

优选地，所述试剂盒还包括说明书，所述说明书用于记载使用方法。

优选地，所述说明书记载的使用方法包括以下步骤：

a：使用试剂盒测定来自受试者的生物样品中的视神经蛋白水平、总糖原合成酶激酶-3β水平以及Ser9-磷酸化糖原合成酶激酶-3β水平；

b：基于所述视神经蛋白的水平、总糖原合成酶激酶-3β水平与Ser9-磷酸化糖原合成酶激酶-3β水平比值升高，预测该受试者发生MCI的风险；其中，视神经蛋白的水平升高以及总糖原合成酶激酶-3β水平与Ser9-磷酸化糖原合成酶激酶-3β水平的比值升高，表明该受试者具有发生MCI的风险。

优选地，所述生物样品为血小板。

优选地，所述步骤b的具体过程包括：将步骤a测得的视神经蛋白水平与参比水平进行比较，将步骤a测得的总糖原合成酶激酶-3β水平与Ser9-抑制性磷酸化的糖原合成酶激酶-3β水平的比值与参比水平进行比较，然后根据结果预测该受试者发生MCI的风险，其中，当受试者的视神经蛋白水平与参比水平的比值≥1.23，总糖原合成酶激酶-3β水平与Ser9-抑制性磷酸化的糖原合成酶激酶-3β水平的比值＞0.967时，则该受试者具有发生MCI的风险。

优选地，所述参比水平为2型糖尿病患者没有检出MCI的群体获得的平均水平。

本发明第四方面提供上述试剂盒在预测2型糖尿病患者发生MCI的风险中的应用。

本发明的优点在于：

1、提供了MCI检测生物标志物，能够对MCI进行测评，具有准确率高、检测速度快、成本低、创伤小、患者易于接受的特点，为MCI提供了科学有效的诊断方案。

2、提供预测2型糖尿病患者发生MCI的风险试剂盒，该试剂盒可以在大范围人群中筛查MCI，并且仅需要采集外周血即可完成检测，使得大范围的老年人口筛查成为可能。

3、可以在AD发病前对受试者的风险进行预测，有利于对AD的早期干预。

附图说明

图1为实施例1中OPTN水平的检测结果图；

图2为实施例2中所述诊断模型的诊断结果图；

图3为对比例1中所述诊断模型的诊断结果图；

图4为对比例2中所述诊断模型的诊断结果图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明一方面提供一组用于预测2型糖尿病患者发生MCI的风险的生物标志物，所述生物标志物包括视神经蛋白(OPTN)、糖原合成酶激酶-3β和Ser9-磷酸化糖原合成酶激酶-3β。

优选地，视神经蛋白的水平与2型糖尿病患者发生MCI的风险呈正相关；总糖原合成酶激酶-3β(GSK-3β)水平与Ser9-磷酸化糖原合成酶激酶-3β(p-GSK-3β-Ser9)水平的比值(rGSK-3β)与2型糖尿病患者发生MCI的风险呈正相关。

本发明第二方面提供上述生物标志物在制备用于预测2型糖尿病患者发生MCI的风险的试剂盒中的应用。

本发明第三方面提供一种用于预测2型糖尿病患者发生MCI的风险的试剂盒，所述试剂盒包括检测视神经蛋白水平的物质、检测总糖原合成酶激酶-3β水平的物质以及检测Ser9-磷酸化糖原合成酶激酶-3β水平的物质。

在优选情况下，所述试剂盒还包括说明书，所述说明书用于记载使用方法。

进一步优选地，所述说明书记载的使用方法包括以下步骤：

a：使用试剂盒测定来自受试者的生物样品中的视神经蛋白水平、总糖原合成酶激酶-3β水平以及Ser9-磷酸化糖原合成酶激酶-3β水平；

b：基于所述视神经蛋白的水平、总糖原合成酶激酶-3β水平与Ser9-磷酸化糖原合成酶激酶-3β水平比值升高，预测该受试者发生MCI的风险；其中，视神经蛋白的水平升高以及总糖原合成酶激酶-3β水平与Ser9-磷酸化糖原合成酶激酶-3β水平的比值升高，表明该受试者具有发生MCI的风险。

在优选情况下，所述生物样品为血小板。

优选地，所述步骤b的具体过程包括：将步骤a测得的视神经蛋白水平与参比水平进行比较，将步骤a测得的总糖原合成酶激酶-3β水平与Ser9-抑制性磷酸化的糖原合成酶激酶-3β水平的比值与参比水平进行比较，然后根据结果预测该受试者发生MCI的风险，其中，当受试者的视神经蛋白水平与参比水平的比值(cutoff值)≥1.23，总糖原合成酶激酶-3β水平与Ser9-抑制性磷酸化的糖原合成酶激酶-3β水平的比值(cutoff值)＞0.967时，则该受试者具有发生MCI的风险。

优选地，所述参比水平为2型糖尿病患者没有检出MCI的群体获得的平均水平。

本发明第四方面提供上述试剂盒在预测2型糖尿病患者发生MCI的风险中的应用。

为了更清楚的描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进一步的描述。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1

本实施例对2型糖尿病非MCI患者(T2DM-nMCI)以及2型糖尿病伴有MCI患者(T2DM-MCI)血小板中的OPTN水平进行检测。其中，2型糖尿病患者的MCI诊断采用MMSE分析法进行。

部分检测结果如图1所示(mean±SEM；***p<0.001；T2DM-nMCI:n＝30；T2DM-MCI:n＝34)。由图可知，T2DM-MCI血小板中的OPTN水平相对于T2DM-nMCI组显著升高。

实施例2

发明人在前期研究基础上，提出了一组生物标志物，包括视神经蛋白(OPTN)、总糖原合成酶激酶-3β与Ser9-磷酸化糖原合成酶激酶-3β比值(rGSK-3β)用于预测2型糖尿病患者发生MCI的风险。并且基于OPTN水平和rGSK-3β比值升高，建立了一种诊断方法，并对该方法的诊断效果进行了检测。

OPTN水平检测的具体步骤包括：

a：采集2型糖尿病患者的血液，然后进行血液组织分离，提取血小板；

b：纯化血小板，接着提取并测定血小板中的蛋白浓度；

c：采用免疫应迹(Western blot)实验测定2型糖尿病患者血小板中的OPTN水平。

rGSK-3β水平检测的具体步骤包括：

a：采集2型糖尿病患者的血液，然后进行血液组织分离，提取血小板；

b：纯化血小板，接着提取并测定血小板中的蛋白浓度；

c：采用斑点印记杂交实验测定血小板蛋白中Total-GSK-3β和p-GSK-3β-Ser9水平，获得二者的比值rGSK-3β。

联合应用OPTN和rGSK-3β升高作为标志物，诊断模型的效果如图2所示，由图可知，AUC＝0.927，准确度＝85.9％，灵敏度＝85.3％，特异性＝86.7％。

对比例1

将OPTN作为生物标志物，基于OPTN水平的升高，建立诊断模型。并使用与实施例2相同的受试者和OPTN水平检测方法对诊断模型的诊断效果进行检测。

检测结果如图3所示，由图可知，AUC＝0.799,准确度＝76.6％,灵敏度＝70.6％，特异性＝83.3％。

对比例2

将rGSK-3β作为生物标志物，基于rGSK-3β水平的比值升高，建立诊断模型。并使用与实施例2相同的受试者和rGSK-3β水平检测方法对诊断模型的诊断效果进行检测。

检测结果如图4所示，由图可知，AUC＝0.875,准确度＝78.1％,灵敏度＝73.5％，特异性＝83.3％。

由实施例和对比例的结果可知，OPTN和rGSK-3β均可作为生物标志物用于预测2型糖尿病患者发生MCI的风险；二种生物标志物联合使用时，建立的诊断模型准确度和灵敏度更高、特异性更好。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一组用于预测2型糖尿病患者发生MCI的风险的生物标志物，其特征在于，所述生物标志物包括视神经蛋白、糖原合成酶激酶-3β和Ser9-磷酸化糖原合成酶激酶-3β。

2.根据权利要求1所述的生物标志物，其特征在于，视神经蛋白的水平与2型糖尿病患者发生MCI的风险呈正相关；总糖原合成酶激酶-3β水平与Ser9-磷酸化糖原合成酶激酶-3β水平的比值与2型糖尿病患者发生MCI的风险呈正相关。

3.权利要求1所述的生物标志物在制备用于预测2型糖尿病患者发生MCI的风险的试剂盒中的应用。

4.一种用于预测2型糖尿病患者发生MCI的风险的试剂盒，其特征在于，所述试剂盒包括检测视神经蛋白水平的物质、检测总糖原合成酶激酶-3β水平的物质以及检测Ser9-磷酸化糖原合成酶激酶-3β水平的物质。

5.根据权利要求4所述的试剂盒，其特征在于，所述试剂盒还包括说明书，所述说明书用于记载使用方法。

6.根据权利要求5所述的试剂盒，其特征在于，所述说明书记载的使用方法包括以下步骤：

a：使用试剂盒测定来自受试者的生物样品中的视神经蛋白水平、总糖原合成酶激酶-3β水平以及Ser9-磷酸化糖原合成酶激酶-3β水平；

b：基于所述视神经蛋白的水平、总糖原合成酶激酶-3β水平与Ser9-磷酸化糖原合成酶激酶-3β水平比值升高，预测该受试者发生MCI的风险；其中，视神经蛋白的水平升高以及总糖原合成酶激酶-3β水平与Ser9-磷酸化糖原合成酶激酶-3β水平的比值升高，表明该受试者具有发生MCI的风险。

7.根据权利要求6所述的试剂盒，其特征在于，所述生物样品为血小板。

8.根据权利要求6所述的试剂盒，其特征在于，所述步骤b的具体过程包括：将步骤a测得的视神经蛋白水平与参比水平进行比较，将步骤a测得的总糖原合成酶激酶-3β水平与Ser9-抑制性磷酸化的糖原合成酶激酶-3β水平的比值与参比水平进行比较，然后根据结果预测该受试者发生MCI的风险，其中，当受试者的视神经蛋白水平与参比水平的比值≥1.23，总糖原合成酶激酶-3β水平与Ser9-抑制性磷酸化的糖原合成酶激酶-3β水平的比值＞0.967时，则该受试者具有发生MCI的风险。

9.根据权利要求8所述的试剂盒，其特征在于，所述参比水平为2型糖尿病患者没有检出MCI的群体获得的平均水平。

10.根据权利要求4-9中任意一项所述的试剂盒在预测2型糖尿病患者发生MCI的风险中的应用。

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