CN116482264A - 短链脂肪酸联合标志物在制备早期诊断糖尿病的检测试剂或检测物中的应用 - Google Patents
短链脂肪酸联合标志物在制备早期诊断糖尿病的检测试剂或检测物中的应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了短链脂肪酸联合标志物在制备早期诊断糖尿病的检测试剂或检测物中的应用，该短链脂肪酸联合标志物为乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和己酸组合，其中检测试剂可为血液检测试剂，检测物可为试剂盒，检测短链脂肪酸联合标志物的浓度水平并进行ROC曲线统计分析，通过ROC曲线下面积判断受试者患2型糖尿病风险，当ROC曲线下面积＞0.7时，提示受试者患有2型糖尿病的风险。本发明发现由乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和己酸的浓度之和所构成的短链脂肪酸组合物与2型糖尿病的发生风险增加显著相关，将其作为联合标志物用于早期诊断糖尿病，为临床上筛查早期糖尿病提供新的辅助检测方法和理论依据。
Description
技术领域
本发明涉及生物医学技术领域，具体涉及短链脂肪酸联合标志物在制备早期诊断糖尿病的检测试剂或检测物中的应用。
背景技术
糖尿病是最常见的慢性疾病之一，以长期慢性高血糖为其主要临床特征，已经成为影响全球健康和经济负担的主要疾病。据国际糖尿病联合会(IDF)估计，在2021年全世界每10个成人中就有1人患有糖尿病(5.37亿成年人)，糖尿病的全球患病率达10.5％。中国目前糖尿病患者数量居世界首位，2021年有1.409亿成人糖尿病患者，到2045年预计将有1.744亿人患有糖尿病。糖尿病并发症多且发生率高，一旦发现难以治愈，是造成患者高死亡率的重要原因。
高血糖的筛查和早期预测在预防和治疗糖尿病及其并发症中尤为重要。近年来，代谢组学技术的快速发展，提供了通过评估数百个小循环分子获得的人体生理学的全面读数，使反映遗传、生活方式、环境、医疗和微生物活动的影响和相互作用的小分子、代谢物的研究成为可能。越来越多的基础研究表明，由胃肠道微生物厌氧酵解碳水化合物所产生的短链脂肪酸(SCFAs)，可能在2型糖尿病的发生发展中具有重要作用。上海交通大学药学院李晓波等基于小样本横断面的研究表明，与35例健康对照人群相比，65例糖尿病患者血清短链脂肪酸水平显著升高。然而，目前尚无将短链脂肪酸联合标志物应用于新发糖尿病检测的研究报道。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供短链脂肪酸联合标志物在制备早期诊断糖尿病的检测试剂或检测物中的应用，为临床上筛查早期糖尿病提供新的辅助检测方法。
本发明的上述目的通过以下技术方案实现：
本发明提供短链脂肪酸联合标志物在制备早期诊断糖尿病的检测试剂或检测物中的应用，所述短链脂肪酸联合标志物为乙酸(Acetic acid)、丙酸(Propionic acid)、丁酸(Butyric acid)、戊酸(Valeric acid)和己酸(Hexanoic acid)组合物。
作为优选，所述糖尿病为2型糖尿病。
作为优选，所述检测试剂为血液检测试剂。
作为优选，所述检测物为试剂盒，且所述试剂盒包含所述由乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和己酸组成的短链脂肪酸联合标志物，分别作为血清代谢物乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和己酸定性的标准品。
作为优选，通过气相色谱分析，采用Agilent 5977A MSD气质联用系统和AgilentDB-FFAP毛细管柱联合检测受试者血清中所述短链脂肪酸联合标志物的浓度水平，然后进行ROC曲线统计分析，通过得到的ROC曲线下面积判断受试者患2型糖尿病风险，当ROC曲线下面积＞0.7时，提示受试者患有2型糖尿病的风险。
本发明还提供检测短链脂肪酸组合物的试剂在制备早期诊断糖尿病的试剂中的应用，所述短链脂肪酸组合物为乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和己酸组合。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：将由乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和己酸组合而成的短链脂肪酸联合标志物用于早期诊断糖尿病，为临床上筛查早期糖尿病提供新的辅助检测方法和理论依据。
附图说明
图1为实施例中发现组短链脂肪酸联合标志物用于诊断新发糖尿病的ROC曲线图。
图2为实施例中各验证组短链脂肪酸联合标志物用于诊断新发糖尿病的ROC曲线图，其中：(A)验证组广西中心；(B)验证组黑龙江中心；(C)验证组甘肃中心；(D)验证组吉林中心；(E)验证组山东中心。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
短链脂肪酸(SCFAs)，是指碳链中碳原子小于6个的有机脂肪酸，是膳食纤维等难消化物质在宿主体内经肠道微生物厌氧发酵的主要代谢产物，主要包括乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和己酸。
糖尿病的定义：空腹血糖(FBG)≥126mg/dL、或餐后2小时血糖(2-h PG)≥200mg/dL、或研究对象自报之前由专业医师诊断过糖尿病和正在服用降糖药物。
实施例1
本实施例首先从发现人群(n＝144)中，采用Agilent 5977A MSD气质联用系统和Agilent DB-FFAP(30m×250μm×0.25μm)毛细管柱用于检测分析血清中不同短链脂肪酸，经过校正相关混杂因素(包括年龄、性别、收缩压、TG、HDL-c、LDL-c、AST、ALT、BMI、空腹血糖、吸烟及饮酒状态和体育活动)，结果发现由乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和己酸的浓度之和所构成的总SCFAs与糖尿病的发生具有显著统计学意义，如表2所示。
然后，在ROC模型中显示，与传统诊断标志物空腹血糖(FBG)和餐后2小时血糖(2-hPG)相比，当加上上述短链脂肪酸联合标志物后，其对2型糖尿病的诊断灵敏度和特异度显著增高，曲线下面积从0.7193增加到0.7851，如图1所示。
再在来自全国不同省份的5个验证中心(广西、黑龙江、甘肃、吉林和山东)人群(n＝716)中对结果进行验证，如图2所示。
具体操作过程为：
(1)血清样品收集和处理
所有纳入研究的志愿者在血清样品采集前均签署知情同意书。在相同条件下收集144例(发现组)和716例(验证组)研究对象的血液标本，采集后静置60分钟后直接取血清，储存于-80℃的冰箱中保存备用。
(2)研究对象
采用病例对照研究方法，发现组：从全国队列4C研究人群中纳入符合标准的基线葡萄糖耐量正常(NGR)者共144例，其中包括随访后72例新发糖尿病者和72例NGR者。验证组：从4C队列人群中纳入基线NGR者共716例，其中包括随访后358例新发糖尿病者和358例NGR者。纳入标准为：1)研究对象年龄≥40岁，2)接受口服葡萄糖耐量试验(OGTT)；排除标准：基线时已患有糖尿病或糖调节功能受损。此外，所有受试者均接受标准的问卷调查和体格检查。
采用空腹静脉血浆标本检测FBG，OGTT-2h静脉血浆标本检测2-h PG。使用ADVIA-1650化学自动分析仪(Bayer Diagnostics，Tarrytown，NY，USA)测量FBG和2-hPG的浓度。
表1：发现组人群的基线特征
从表1结果表明，与NGR者相比，糖尿病患者基线时TG存在显著差异，而HDL-c和LDL-c在组间没有统计学差异。
(3)血清样本预处理
取血液样品30μL，加入60μL含内标乙腈溶液(内标C4-d7 0.3μg/mL)提取目标化合物，涡旋混匀，离心吸取上清上机分析。
(4)短链脂肪酸组学分析
气相色谱分析仪器为Agilent 5977A MSD气质联用系统，毛细管柱为Agilent DB-FFAP(30m×250μm×0.25μm)。程序升温的起始温度为50℃，保持1min，以10℃/min的速率升至180℃，再继续以30℃/min速率升至250℃保持2min，线速为40cm/sec(He,99.9995％)，进样口温度为270℃，进样量为1μL，不分流。
质谱仪条件离子源温度为230℃，四极杆温度为150℃，传输线温度为270℃，扫描方式为SIM(乙酸43m/z，丙酸74m/z，丁酸60m/z，戊酸60m/z，己酸60m/z，内标C4-d763m/z)。将短链脂肪酸母液混合液逐级稀释，配置系列标准溶液(0.0002-3.33μmol/L)，绘制标准曲线，方法定量限为线性曲线浓度最低点。
用多元Logistic回归方程对测量的短链脂肪酸进行与新发2型糖尿病的风险评估后发现，在校正年龄、性别、收缩压、TG、HDL-c、LDL-c、AST、ALT、BMI、空腹血糖、吸烟及饮酒状态和体育活动后，由乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和己酸的浓度之和所构成的总SCFAs与2型糖尿病的发生风险增加显著相关，如表2所示。
表2
用数据统计软件SAS进一步将乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和己酸作为短链脂肪酸联合标志物通过ROC曲线判断其对2型糖尿病的检测效果，结果如图1和2所示。
图1中，发现组结果显示，与FBG和2-h PG对诊断糖尿病发生风险的曲线下面积0.7193相比，当联合标志物用于糖尿病的预测诊断时，得到ROC曲线的曲线下面积值增高到0.7851。
图2A中，验证组广西中心结果显示，与FBG和2-h PG用于诊断新发糖尿病的曲线下面积0.7321相比，联合标志物用于诊断新发糖尿病的曲线下面积增高到0.7667。
图2B中，验证组黑龙江中心的曲线下面积由0.7812增高到0.8036。
图2C中，验证组甘肃中心的曲线下面积由0.7996增高到0.8420。
图2D中，验证组吉林中心的曲线下面积由0.7748增高到0.8097。
图2E中，验证组山东中心的曲线下面积由0.7530增高到0.7936。
以上结果表明，该短链脂肪酸联合标志物具有较好的糖尿病诊断潜力，同时与临床诊断指标FBG和2-h PG具有较好协同作用。由此可见，由乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和己酸组成的短链脂肪酸联合标志物可以作为2型糖尿病的新型血清标志物，用于糖尿病的早期筛查与诊断，为临床上评估糖尿病的发生风险提供辅助检测途径。
以上所述为本发明的较佳实施例，但本发明不应该局限于该实施例所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。
Claims (7)
1.短链脂肪酸联合标志物在制备早期诊断糖尿病的检测试剂或检测物中的应用，所述短链脂肪酸联合标志物为乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和己酸组合。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述糖尿病为2型糖尿病。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述检测试剂为血液检测试剂。
4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述检测物为试剂盒，且所述试剂盒包含所述短链脂肪酸联合标志物，分别作为血清代谢物乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和己酸定性的标准品。
5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，检测受试者血清中所述短链脂肪酸联合标志物的浓度水平，然后进行ROC曲线统计分析，通过ROC曲线下面积判断受试者患2型糖尿病风险。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，当ROC曲线下面积＞0.7时，提示受试者患有2型糖尿病的风险。
7.检测短链脂肪酸组合物的试剂在制备早期诊断糖尿病的试剂中的应用，所述短链脂肪酸组合物为乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和己酸组合。
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| CN202310447149.3A CN116482264A (zh) | 2023-04-24 | 2023-04-24 | 短链脂肪酸联合标志物在制备早期诊断糖尿病的检测试剂或检测物中的应用 |
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| CN202310447149.3A CN116482264A (zh) | 2023-04-24 | 2023-04-24 | 短链脂肪酸联合标志物在制备早期诊断糖尿病的检测试剂或检测物中的应用 |
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| CN116482264A true CN116482264A (zh) | 2023-07-25 |
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2023
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