CN114657270B - 一种基于肠道菌群的阿尔茨海默病生物标志物及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于肠道菌群的阿尔茨海默病生物标志物及其应用，属于疾病检测和生物医药技术领域。本发明首次发现了Moryella、氢噬胞菌属、草螺菌属、红游动菌属和代尔夫特菌属与阿尔茨海默病相关，其丰度在阿尔茨海默病患者和健康人群中呈现显著性差异，ROC曲线分析其作为检测变量具有较高的准确性、特异性和敏感性，可以将Moryella、氢噬胞菌属、草螺菌属、红游动菌属和代尔夫特菌属作为检测靶标应用于阿尔茨海默病患者的诊断，因此具有良好的实际应用之价值。

Description

一种基于肠道菌群的阿尔茨海默病生物标志物及其应用
技术领域
本发明属于疾病检测和生物医药技术领域，具体涉及一种基于肠道菌群的阿 尔茨海默病生物标志物及其应用。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不 必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所 公知的现有技术。
阿尔茨海默病(Alzheimer disease，AD)又被称为衰老性痴呆或老年痴呆症， 是一种起病隐匿的进行性发展的神经系统退行性疾病，通常表现为记忆障碍、失 语、失用、失认、视空间技能损害、执行功能障碍以及人格和行为改变等全面性 痴呆，目前该疾病的详细致病机理尚未明确。随着社会文明的发展以及人们生活 水平的提高，AD的发生率也在逐年攀升，引起了越来越多人的注意。
据估计，成人体内有大量的细菌，其中大约100万亿存在于肠道中，是人体 细胞的10倍。肠道微生物群拥有1000多种细菌，编码的基因是人类基因组的150 倍。肠道细菌分泌大量的淀粉样蛋白和脂多糖，会调节信号通路并产生与AD相 关的促炎细胞因子。微生物失调引起的肠道通透性增加可能直接或间接影响神经 退行性疾病，包括阿尔茨海默病与肝性脑病等。
AD早期可以进行更高效的药物防治，因此及时发现该病至关重要，但目前 缺少对AD有效、简单的体外生物标记物。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种基于肠道菌群的阿尔茨海默病生物标 志物及其应用，可以克服现有阿尔茨海默病诊断不能做到早期预警、不能早期预 测发病等缺点，因此具有良好的实际应用之价值。
为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明的第一个方面，提供一种生物标志物，所述生物标志物包括选自下列 中的至少一种：
Moryella和/或其类似物；
氢噬胞菌属(Hydrogenophaga)和/或其类似物；
草螺菌属(Herbaspirillum)和/或其类似物；
红游动菌属(Rhodoplanes)和/或其类似物；
代尔夫特菌属(Delftia)和/或其类似物。
本发明的又一具体实施方式中，所述生物标志物为Moryella、氢噬胞菌属、 草螺菌属、红游动菌属和代尔夫特菌属所组成的组。经试验证明，当Moryella、 氢噬胞菌属、草螺菌属、红游动菌属和代尔夫特菌属联合应用时，灵敏度、特异 性均得到显著提升，尤其是五种联合应用后，AUC、特异性、灵敏度均为最高。
上述微生物菌群选自受试者的待测样品，所述待测样品可以为受试者粪便样 品。
本发明中比对相似性，也可以称为比对相似度，是指序列比对过程中目标序 列(待确定的序列)和参考序列(已知序列)之间相同碱基或氨基酸残基序列所 占比例的大小。
本发明的第二个方面，提供检测上述生物标志物的物质在制备用于诊断受试 者是否患有阿尔茨海默病或者预测受试者是否患有阿尔茨海默病的风险的产品。
本发明的第三个方面，提供一种产品，所述产品包括用于检测上述生物标志 物的物质，所述产品用于诊断受试者是否患有阿尔茨海默病或者预测受试者是否 患有阿尔茨海默病的风险。
本发明的第四个方面，提供一种用于诊断对象是否患有阿尔茨海默病或者预 测对象是否患有阿尔茨海默病风险的系统，所述系统包括：
i)分析单元，所述分析单元包含：用于确定受试对象的待测样品中选自生物 标志物的相对丰度信息的检测物质，以及；
ii)评估单元，所述评估单元包含：根据i)中确定的所述生物标志物的相对丰 度信息对所述受试对象进行诊断其是否患有阿尔茨海默病或者预测受试对象是 否患有阿尔茨海默病风险。
其中，所述步骤i)分析单元中，所述生物标志物选自下列中的至少一种：
Moryella和/或其类似物；
氢噬胞菌属和/或其类似物；
草螺菌属和/或其类似物；
红游动菌属和/或其类似物；
代尔夫特菌属和/或其类似物。
所述生物标志物的相对丰度信息是利用测序方法得到的，包括：从所述对象 的所述样本中分离得到核酸样本，基于所获得的所述核酸样本，构建DNA文库， 对所述DNA文库进行测序，以便获得测序结果，以及基于所述测序结果，将测 序结果与参考基因集进行比对，以确定所述生物标志物的相对丰度信息。
本发明的第五个方面，提供一种生物标志物作为靶点用于筛选预防或治疗阿 尔茨海默病的药物的用途。本发明的又一具体实施方式中，所述生物标志物为根 据本发明第一方面的生物标志物。本发明的又一具体实施方式中，可以利用候选 药物使用前和使用后对这些生物标志物的影响，从而确定候选药物是否可以用于 预防或治疗阿尔茨海默病。
上述技术方案的有益技术效果：
尽管目前阿尔茨海默病的发病机制不明确，但肠道菌群与阿尔茨海默病发病 的关系是近年的研究热点。上述技术方案首次发现了Moryella、氢噬胞菌属、草 螺菌属、红游动菌属、代尔夫特菌属与阿尔茨海默病相关，其丰度在AD患者和 健康人群中呈现显著性差异，ROC曲线分析其作为检测变量具有较高的准确性、 特异性和敏感性，可以将Moryella、氢噬胞菌属、草螺菌属、红游动菌属、代尔 夫特菌属作为检测靶标应用于阿尔茨海默病患者的诊断，因此具有良好的实际应 用之价值。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明 的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例中α多样性分布图；其中，A-C是基于shannon指数、Chao1、Simpson的α多样性小提琴分布图；D是AD和正常人的observed species图。
图2为本发明实施例中β多样性分布图；其中，A是主成分分析(PCA)的排 序分析；B、C是非度量多维尺度分析(NMDS)，仅考虑彼此之间的大小关系， 是非线性的模型，能更好地反映生态学数据的非线性结构，B为Weighted UniFrac结果，C为Unweighted UniFrac结果；D、E主坐标分析(PCoA)是一种与PCA 类似的降维排序方法，D为Weighted UniFrac结果，E为Unweighted UniFrac结 果。
图3为本发明实施例中菌群差异分析，具体为属水平上的Anova图。
图4为本发明实施例中菌群差异分析，具体为门水平上的Bugbase图。
图5为本发明实施例中所有样本的COG功能分析图。
图6为本发明实施例中所有样本的KEGG代谢差异分析图。
图7为本发明实施例中环境因子对肠道微生物菌群的影响，A、B分别是门水平 和属水平上的环境因子分析图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。 除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普 通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限 制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出， 否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使 用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或 它们的组合。应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还 应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是 为了限制本发明的保护范围。
本发明所用术语具有相关领域普通技术人员通常理解的含义。然而，为了更 好地理解本发明，对一些定义和相关术语的解释如下：
“阿尔茨海默病”，是发生于老年和老年前期、以进行性认知功能障碍和行为 损害为特征的神经系统疾病，主要表现为记忆障碍、失语、失用、失认、视空间 能力损害、抽象思维和计算能力损害、人格和行为改变等，可通过药物治疗改善， 本病目前尚不能治愈。
“生物标志物”，是指“一种可客观检测和评价的特性，可作为正常生物学过 程、病理过程或治疗干预药理学反应的指示因子”。例如，核酸标志物(也可以称 为基因标志物，例如DNA)，蛋白质标志物，细胞因子标记物，趋化因子标记物， 碳水化合物标志物，抗原标志物，抗体标志物，物种标志物(种/属的标记)和功能 标志物(KO/OG标记)等。其中，核酸标志物的含义并不局限于现有可以表达为具 有生物活性的蛋白质的基因，还包括任何核酸片段，可以为DNA，也可以为RNA， 可以是经过修饰的DNA或者RNA，也可以是未经修饰的DNA或者RNA，以及 由它们组成的集合。在本文中核酸标志物有时也可以称为特征片段。在本发明中， “生物标志物”指肠道微生物标志物，也可用“肠道微生物”、“肠道菌群”表示，因 为本发明中使用的与阿尔茨海默病相关的微生物标志物均来自经受试者肠道代 谢后的粪便样本。
所述的生物标志物，可以运用高通量测序，批量分析健康人群和阿尔茨海默 病患者的粪便样本。基于高通量测序数据，对健康人群与阿尔茨海默病患者群进 行比对，从而确定与阿尔茨海默病患者群相关的特异性核酸序列。
简言之，其步骤如下：
样品的收集与处理：收集健康人群与阿尔茨海默病患者群的粪便样本，使用 试剂盒进行DNA提取，得到核酸样本；
文库构建和测序：DNA文库构建和测序是利用高通量测序进行，以便得到 粪便样品中所包含肠道微生物的核酸序列；
通过生物信息学的分析方法，确定与阿尔茨海默病患者相关的特异性肠道微 生物核酸序列。首先，将测序序列(reads)与参照基因集(也称为参考基因集，可 以为新构建的基因集或任何已知序列的数据库，例如，采用已知的人肠道微生物 群落非冗余基因集)进行比对。接下来，基于比对结果，分别确定来自健康人群 和阿尔茨海默病患者群粪便样品的核酸样本中各基因的相对丰度。通过将测序序 列与参照基因集进行比对，可以将测序序列与参照基因集中的基因建立对应关 系，从而针对核酸样本中的特定基因，与其相对应的测序序列的数目可以有效地 反映该基因的相对丰度。由此，可以通过比对结果，按照常规的统计分析，确定 在核酸样本中基因的相对丰度。最后，在确定核酸样本中各基因的相对丰度后， 对来自健康人群和阿尔茨海默病患者群粪便的核酸样本中各基因的相对丰度进 行统计检验，由此，可以判断在健康人群和阿尔茨海默病患者人群中是否存在相 对丰度有显著差异的基因，如果存在基因是显著差异的，则该基因被当作是异常 状态的生物标志物，即核酸标志物。
另外，对于已知或新构建的参照基因集，其通常包含基因物种信息和功能注 释，由此，在确定基因相对丰度的基础上，可以进一步通过将基因的物种信息和 功能注释进行分类，从而确定肠道菌群中各微生物的物种相对丰度和功能相对丰 度，也就可以进一步确定异常状态的物种标志物和功能标志物。
本发明的一个典型具体实施方式中，提供一种生物标志物，所述生物标志物 包括选自下列中的至少一种：
Moryella和/或其类似物；
氢噬胞菌属和/或其类似物；
草螺菌属和/或其类似物；
红游动菌属和/或其类似物；
代尔夫特菌属和/或其类似物。
本发明的又一具体实施方式中，所述Moryella的类似物与Moryella相比， 比对相似度在85％以上，如85％，86％，87％，88％，89％，90％，91％，92％， 93％，94％，95％，96％，97％，98％，99％和100％。
本发明的又一具体实施方式中，所述氢噬胞菌属的类似物与氢噬胞菌属相 比，比对相似度在85％以上，如85％，86％，87％，88％，89％，90％，91％， 92％，93％，94％，95％，96％，97％，98％，99％和100％。
本发明的又一具体实施方式中，所述草螺菌属的类似物与草螺菌属相比，比 对相似度在85％以上，如85％，86％，87％，88％，89％，90％，91％，92％， 93％，94％，95％，96％，97％，98％，99％和100％。
本发明的又一具体实施方式中，所述红游动菌属的类似物与红游动菌属相 比，比对相似度在85％以上，如85％，86％，87％，88％，89％，90％，91％， 92％，93％，94％，95％，96％，97％，98％，99％和100％。
本发明的又一具体实施方式中，所述代尔夫特菌属的类似物与代尔夫特菌属 相比，比对相似度在85％以上，如85％，86％，87％，88％，89％，90％，91％， 92％，93％，94％，95％，96％，97％，98％，99％和100％。
这些生物标志物均可以作为阿尔茨海默病检测的生物学标记物，可以通过确 定对象肠道菌群中是否存在这些标志物中的一种或者两种或者多种，从而有效地 确定检测对象是否患有或者易感阿尔茨海默病(即预测患有阿尔茨海默病的风 险)。由此，通过对检测样本中这些生物标志物的至少一种在肠道菌群中的含量 进行检测，来确定对象是否患有或者易感阿尔茨海默病，同时可以用来监控阿尔 茨海默病患者的治疗效果的效率。而且本领域技术人员知晓的是，当某种未知的 微生物或者某种核酸来源的某些基因序列与某种已知菌株的基因序列相比，比对 相似度在85％以上的时候，即可认为该微生物与该菌株属于同一属，或者可以 将基因序列归类到与该菌株同属，而同属的微生物通常具有相同或相似的功能， 因此，也可以利用这些类似物作为阿尔茨海默病的标志物。
本发明的又一具体实施方式中，所述生物标志物为Moryella、氢噬胞菌属、 草螺菌属、红游动菌属和代尔夫特菌属所组成的组。经试验证明，当Moryella、 氢噬胞菌属、草螺菌属、红游动菌属和代尔夫特菌属联合应用时，灵敏度、特异 性均得到显著提升，尤其是五种联合应用后，AUC、特异性、灵敏度均为最高。
上述微生物菌群选自受试者的待测样品，所述待测样品可以为受试者粪便样 品。
本发明中比对相似性，也可以称为比对相似度，是指序列比对过程中目标序 列(待确定的序列)和参考序列(已知序列)之间相同碱基或氨基酸残基序列所 占比例的大小。
本发明的又一具体实施方式中，提供检测上述生物标志物的物质在制备用于 诊断受试者是否患有阿尔茨海默病或者预测受试者是否患有阿尔茨海默病的风 险的产品。
本发明的又一具体实施方式中，提供一种产品，所述产品包括用于检测上述 生物标志物的物质，所述产品用于诊断受试者是否患有阿尔茨海默病或者预测受 试者是否患有阿尔茨海默病的风险。
所述产品包括但不限于检测待测样品中生物标志物的(相对)丰度和/或数 量(OTU数目)的试剂、装置和/或设备。
所述生物标志物的相对丰度信息是利用测序方法得到的，进一步包括：从受 试者的样本(粪便)中分离得到核酸样本，基于所获得的所述核酸样本，构建 DNA文库，对所述DNA文库进行测序，以便获得测序结果，以及基于所述测序 结果，将测序结果与参考基因集进行比对，以确定所述生物标志物的相对丰度信 息。
本发明的又一具体实施方式中，所述产品可以为试剂盒。
本发明的又一具体实施方式中，提供一种用于诊断对象是否患有阿尔茨海默 病或者预测对象是否患有阿尔茨海默病风险的系统，所述系统包括：
i)分析单元，所述分析单元包含：用于确定受试对象的待测样品中选自生物 标志物的相对丰度信息的检测物质，以及；
ii)评估单元，所述评估单元包含：根据i)中确定的所述生物标志物的相对丰 度信息对所述受试对象进行诊断其是否患有阿尔茨海默病或者预测受试对象是 否患有阿尔茨海默病风险。
本发明的又一具体实施方式中，所述步骤i)分析单元中，所述生物标志物选 自下列中的至少一种：
Moryella和/或其类似物；
氢噬胞菌属和/或其类似物；
草螺菌属和/或其类似物；
红游动菌属和/或其类似物；
代尔夫特菌属和/或其类似物。
所述生物标志物的相对丰度信息是利用测序方法得到的，包括：从所述对象 的所述样本中分离得到核酸样本，基于所获得的所述核酸样本，构建DNA文库， 对所述DNA文库进行测序，以便获得测序结果，以及基于所述测序结果，将测 序结果与参考基因集进行比对，以确定所述生物标志物的相对丰度信息。
本发明的又一具体实施方式中，所述参考基因集包括从多个阿尔茨海默病患 者和多个健康对照的样本中进行宏基因组测序，获得非冗余基因集，然后将所述 非冗余基因集与肠道微生物基因集合并，得到所述参考基因集。本发明中的参考 基因集可以是已有的基因集，如现有的已经公开的肠道微生物参考基因集；也可 以是将多个阿尔茨海默病患者和多个健康对照的样品进行宏基因组测序，获得非 冗余基因集，然后将所述非冗余基因集与肠道微生物基因集合并，得到所述参考 基因集，由此获得的参考基因集信息更全面，检测结果更为可靠。
本发明中所述非冗余基因集作本领域技术人员通常的理解来解释，简单来说 是去除冗余基因后的剩余基因的集合。冗余基因通常指的是一条染色体上出现的 一个基因的多个复份。
本发明的又一具体实施方式中，所述样本为粪便样本。
本发明的又一具体实施方式中，所述测序方法是通过第二代测序方法或第三 代测序方法进行的。进行测序的手段并不受特别限制，通过二代或者三代测序的 方法进行测序，可以实现快速高效的测序。
本发明的又一具体实施方式中，所述测序方法是通过选自Hiseq、SOLiD、454、和单分子测序装置的至少一种进行的。由此，能够利用这些测序装置的高 通量、深度测序的特点，从而有利于对后续测序数据进行分析，尤其是进行统计 学检验时的精确性和准确度。
本发明的又一具体实施方式中，提供一种生物标志物作为靶点用于筛选预防 或治疗阿尔茨海默病的药物的用途。本发明的又一具体实施方式中，所述生物标 志物为根据本发明第一方面的生物标志物。本发明的又一具体实施方式中，可以 利用候选药物使用前和使用后对这些生物标志物的影响，从而确定候选药物是否 可以用于预防或治疗阿尔茨海默病。
以下通过实施例对本发明做进一步解释说明，但不构成对本发明的限制。应 理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例
AD致痴呆患者15例，正常对照人群14例。本研究的排除标准包括任何重 大神经疾病、酒精/物质依赖史、重大精神疾病(包括重度抑郁症)或任何其他重大 内科疾病。微生物组特异性排除标准包括:提供粪便样本前6个月内是否使用过 系统性抗生素；使用皮质类固醇(口服、静脉注射、鼻用或吸入)；免疫刺激药物；免 疫抑制剂；食用大剂量的商业益生菌(每天大于或等于108cfu或生物体)；前一个月 的主要饮食变化(定义为消除或显著增加一种主要食物)；过去5年内曾做过重大 消化道手术(除胆囊切除及阑尾切除外)；大肠梗阻随时切除；包括炎症性肠病 (IBD)、不确定的结肠炎、肠易激综合征(IBS)、持续性感染性胃肠炎、结肠炎或 胃炎、不明原因的持续性或慢性腹泻、艰难梭菌感染(复发)或幽门螺杆菌感染(未 治疗)、或慢性便秘。
粪便样本获取
参与研究的所有参与者都居住在家中，粪便样本采集也发生在家中。以隔夜 送递方式送返的样本收集包，样本收集包装在绝缘容器内，并以冻胶包冷藏；纳 入本研究的所有样本都是冷冻的，其中92％的样本是由一个对参与者的队列/诊 断一无所知的人在家庭采集后的第二天处理和冷冻的。收到冷冻样品后称量，用 布里斯托尔粪便秤评分，取100mg到准备好的无菌打珠管中，在-80℃保存直到 处理。
16S rRNA基因扩增子焦磷酸测序
DNA提取使用DNeasyPowerSoil试剂盒按照制造商的说明进行。用正向引 物5′-ACTCCTACGGGAGGCAGCA-3′和反向引物 5′-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3′分别扩增16S rRNA基因的可变区3-4个。 引物中包含7bp的样本特异性条形码，用于多重测序。按照PCR程序进行扩增。 在琼脂糖凝胶电泳后，PCR扩增子是纯化两次使用AgencourtAMPure工具包和 量化使用PicoGreen dsDNA分析工具包(表达载体,卡尔斯巴德,CA)。获得等摩尔 扩增子池，使用Illlumina MiSeq平台，使用MiSeq Reagent Kit v3进行2×300bp 对端测序。测序数据采用QIIME软件包13(version 1.8.0)进行分析。与条形码精 确匹配的原始测序reads被识别为有效序列，并分配给相应的样本。对端reads 使用FLASH进行对齐，使用UCLUST在97％的截止条件下对操作分类单元 (OTUs)进行描述。选取每个OTU的代表序列，利用Greengenes 16S rRNA基因 数据库BLAST进行分类。Alpha和beta多样性使用QIIME进行。LEfSe是一种 用于发现高维生物标志物的算法，在http://huttenhower.sph.harvard.edu/galaxy网 站上进行了LEfSe分析，以识别具有统计意义和生物学相关性的差异丰富分类 群。
结果分析
图1是α多样性分布图。其中，A-C是基于shannon指数、Chao1、Simpson 的α多样性小提琴分布图；D是AD和正常人的observedspecies图。Alpha多样 性是度量单个样本内有多少种微生物物种(即species richness，丰度)，以及每 个微生物物种所占的比例(即evenness，均匀度)。当一个样本中所含微生物物 种种类越多，则它的丰度越高，所含的每种微生物物种的占比越平均，则均匀度 越高。Observed species和Chao1反映样本中物种丰度，而不考虑每个物种的占 比情况，Shannon和Simpson反映物种的丰度和均匀度，从图1中可以看出， 正常组人群的物种丰度和均匀度更高，OUT聚类更明显。
图2是β多样性分布图。其中A是主成分分析(PCA)的排序分析；B、C 是非度量多维尺度分析(NMDS)，仅考虑彼此之间的大小关系，是非线性的模 型，能更好地反映生态学数据的非线性结构，B为Weighted UniFrac结果，C为 Unweighted UniFrac结果；D、E主坐标分析(PCoA)是一种与PCA类似的降 维排序方法，D为Weighted UniFrac结果，E为UnweightedUniFrac结果。beta 多样性是度量不同样本间菌群组成的相似度大小，关注样本间的菌群组成与分布 的差异。只有当样本(或组)间菌群组成存在差异，才有可能探讨菌群失调与疾病(或表型)的关系。PCA分析中每一个点代表一个样本，分别表示阿尔茨海 默病组和正常对照组，两点之间距离越近表明两者的群落构成差异越小。PCA 后面的百分数表示对应特征向量对数据的解释量，这个值越大越好。图上的p 值来自于ANOSIM的计算。PCoA分析是主坐标分析，D是基于Weighted(加 权)UniFrac的PCoA分析结果，E是基于Unweighted(非加权)UniFrac的PCoA 分析结果。通过数据分析发现正常组和患病组存在差异。
图3和4是菌群差异分析，其中图3是属水平上的Anova图，图4是门水 平上的Bugbase图。Anova是一种用于发现和解释高维度数据生物标识的分析工 具，可以进行两个或多个分组的比较，寻找生物标志物(Biomarker)，在展示出 的前15个差异最显著的属中，Moryella、氢噬胞菌属、草螺菌属、红游动菌属 和代尔夫特菌属占据了前五。提示了区分AD患者与正常人群的潜在肠道菌群标 志物。Bugbase用于预测人体或环境样本中原核微生物的表型，显示出革兰氏阴 性菌门水平差异。
图5、6是所有样本的COG功能分析以及KEGG代谢差异分析，显示出不 同门水平上菌群的差异代谢通路，揭示不同菌门的作用。
图7是环境因子对肠道微生物菌群的影响，A、B分别是门水平和属水平上 的环境因子分析图。在做菌群研究时，如果想考察环境因子(如临床指标)、样 本、菌群三者之间的关系或者两两之间的关系，会使用冗余分析(ReDundancy Analysis,RDA)或者典范对应分析(Canonical Correspondence Analysis,CCA) 来分析。通常选取丰度Top 10的菌群与所有样本进行RDA分析，图A和B中 每个点代表一个样本，两点之间的距离越接近，说明两个样本的群落结构相似度 越高。环境因子箭头的长度代表相应的环境因子与研究对象(样本，微生物)相 关程度的大小，越长代表其对所研究对象(样本，微生物)的影响越大。箭头连线之间的夹角的代表其相关性，为锐角是说明2个环境因子之间是正相关，钝角 是负相关。
从表1可以看出氢噬胞菌属、草螺菌属在单个用于诊断区分阿尔茨海默病患 者与健康人的能力强于其他菌属，但灵敏度不高。相反，Moryella的灵敏度高但 特异性低。
从表2-5可以看出当Moryella、氢噬胞菌属、草螺菌属、红游动菌属和代尔 夫特菌属联合应用时，灵敏度、特异性均提升，尤其是五种联合应用后，AUC、 特异性、灵敏度均为最高。
表1单个差异菌属诊断区分阿尔茨海默病患者与健康人群的能力
单个差异菌属 特异性 灵敏度 AUC 阈值
g_Moryella 57.1％ 80％ 0.59 0.345
g_Hydrogenophaga 64.3％ 66.7％ 0.79 0.004
g_Herbaspirillum 73.9％ 60％ 0.80 0.005
g_Rhodoplanes 57.1％ 68％ 0.45 0.003
g_Delftia 51.3％ 65％ 0.65 0.006
表2两种差异菌属联合诊断区分阿尔茨海默病患者与健康人群的能力
Figure BDA0003517510760000121
表3三种差异菌属联合诊断区分阿尔茨海默病患者与健康人群的能力
Figure BDA0003517510760000131
表4四种差异菌属联合诊断区分阿尔茨海默病患者与健康人群的能力
Figure BDA0003517510760000132
表5五种差异菌属联合诊断区分阿尔茨海默病患者与健康人群的能力
Figure BDA0003517510760000133
临床检测验证：以3例健康受试者粪便样本、3例已临床确诊的AD致痴呆 患者粪便样本(不属于上述实施例中的分析样本)作为研究对象进行验证，结果 证明，采用上述五种差异菌属联合诊断结果与已知结果一致，检测特异性和灵敏 度均为100％。
应注意的是，以上实例仅用于说明本发明的技术方案而非对其进行限制。尽 管参照所给出的实例对本发明进行了详细说明，但是本领域的普通技术人员可根 据需要对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的 精神和范围。

Claims (8)

1.一种生物标志物，其特征在于，所述生物标志物为Moryella、氢噬胞菌属、草螺菌属、红游动菌属和代尔夫特菌属所组成的组。
2.如权利要求1所述的生物标志物，其特征在于，其来自受试者的待测样品，所述待测样品包括受试者粪便样品。
3.检测权利要求1-2任一项所述生物标志物的物质在制备用于诊断受试者是否患有阿尔茨海默病或者预测受试者是否患有阿尔茨海默病的风险的产品。
4.一种产品，其特征在于，所述产品包括用于检测权利要求1-2任一项所述生物标志物的物质，所述产品用于诊断受试者是否患有阿尔茨海默病或者预测受试者是否患有阿尔茨海默病的风险。
5.如权利要求4所述产品，其特征在于，所述产品包括检测待测样品中生物标志物的相对丰度和/或数量的试剂、装置和/或设备。
6.如权利要求4所述产品，其特征在于，所述产品包括试剂盒。
7.权利要求1-2任一项所述生物标志物作为靶点用于筛选预防或治疗阿尔茨海默病的药物的用途。
8.如权利要求7所述用途，其特征在于，利用候选药物使用前和使用后对所述生物标志物的影响，从而确定候选药物是否可以用于预防或治疗阿尔茨海默病。
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