CN118033023A - 肺癌生物标志物及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及医学诊断领域,具体的说是肺癌的生物标志物及其用途。本发明提供了鉴别诊断肺癌和健康人、肺癌和肺部良性肺结节病人的生物标志物,并选择其中的多种生物标志物建立了用于区分肺癌和健康人、肺癌和肺部良性肺结节病人的模型。尤其是在肺部有结节病人是否患有肺癌的鉴别诊断上,本发明提供的生物标志物及模型具有重要意义。

Description

肺癌生物标志物及其用途
技术领域
本发明涉及医学诊断领域,具体的说是,利用血清代谢组学筛选生物标志物并利用这些生物标志物对肺癌进行诊断或区分,尤其是进行良性肺结节和肺癌的区分。
背景技术
肺癌是全球最常见的恶性肿瘤之一,并且为死亡率最高的癌症之一。2018年我国发布的最新数据显示,我国新发肺癌病例210万,居恶性肿瘤首位,占所有肿瘤死亡病例的18.4%(排名第一),死亡人数为180万(排名第一),占恶性肿瘤死因四分之一以上。早期诊断对于提高肿瘤病人的治疗预后生存率有重要意义。目前,肺癌的确诊主要依赖于有创性的穿刺术以及支气管镜检查取得组织或细胞进行病理检查。而CT影像学检查则是主要的辅助诊断手段,而对于肺内小结节良性或者恶性病变的鉴别诊断,仍存在一定挑战。肺癌血清学检查,如癌胚抗原、角蛋白片段、鳞状上皮细胞癌抗原等可作为肺癌的辅助诊断或随访监测,但目前灵敏度和特异度仍待提高。
近年来,随着质谱技术的高速发展,代谢组学(Metabolomics)在疾病诊断中的应用研究也逐渐被广泛关注。代谢组学是对机体中相对分子量小于1,000的小分子代谢产物进行定性和定量分析的一门新学科。代谢组(Metabolome)是指某一生物或细胞在特定生理时期内所有的低分子量代谢产物,而细胞内许多生命活动是发生在代谢物层面的。因此,代谢组的检测与鉴定,可以判断机体的病理生理状态,并有可能找出与之发病机制相关的标志物。由此可见,代谢组学在临床医学领域具有广泛的应用前景。血清中的代谢物是稳定的并且可以量化的,这为临床应用提供了一种无创诊断的可能性。
目前,临床上还没有可用于诊断肺癌或者用于鉴别诊断肺部肿瘤与良性结节的代谢标志物,而对于显示肺部结节的病人是否就是肺癌患者的鉴别诊断在临床上具有重要意义。
发明内容
本发明通过采集健康人、良性肺结节病人、肺癌(肺部恶性肿瘤)病人血清样本,利用液相色谱-高分辨质谱联用(LC-HRMS),对以上三类样本进行了代谢组学分析与代谢谱图(profiling)的分型,筛选出健康人、良性肺结节病人、肺癌病人之间的生物标志物。
本发明的目的:寻找健康人与肺癌病人之间、良性肺结节病人与肺癌病人之间的代谢生物标志物,以用于肺癌的诊断,特别是用于早期鉴别诊断有结节病人是否患有肺癌。
本发明一方面是提供一种方法,该方法基于血清代谢组学对肺癌生物标志物进行筛选,具体步骤如下:
(1)收集肺癌、良性肺结节和健康人血清样本;
(2)提取血清代谢物;
(3)采用液相-质谱联用对提取的血清代谢物进行检测及数据预处理;
(4)利用偏最小二乘判别分析对样本分群,根据倍数变化(FC)和显著性分析(FDR),筛选不同分组的差异代谢物或者差异的生物标志物;
(5)根据筛选得到的差异代谢物,挖掘肺癌的生物标志物以及这些标志物的应用,例如:如何利用这些标记物来诊断或者预测肺癌患者,或者从健康人群或者结节人群中鉴别诊断出肺癌患者。
在一些方式中,所述步骤(1)的具体实现为:血清样本来自不同性别和年龄段的肺癌、良性肺结节和健康人。在这里所谓的肺癌、良性肺结节和健康人群是已经过诊断确认的,比如经过组织学或者后期症状确认肺癌患者、肺结节人群(良性)或者健康人群(无结节人群)。
在一些方式中,所述步骤(2)的具体实现为:血清代谢物的提取采用甲基叔丁基醚:甲醇:水(10:3:2.5,v/v/v)三相萃取,具体步骤为:向50μL血清中依次加入甲醇、甲基叔丁基醚,冰上震荡孵化1小时后,再加入水,涡旋震荡后离心,取下层清液到低温真空干燥仪中旋干,得到的血清代谢物干提物放置-80℃冰箱中保存。
考虑到样本前处理的批次效应,本研究在每批实验样本处理的同时都随批处理一个参比血清样本(Reference serum),以用于后续数据校正。
所述步骤(3)的具体实现为:对血清代谢物干提物进行复溶,离心后取上清液制成待测样本,所有样本采用液相色谱-高分辨质谱联用(LC-HRMS)进行检测。对原始数据提取m/z离子、保留时间和峰面积,并进行数据归一化,最后搜索数据库鉴定,得到的数据矩阵进行后续分析。
进一步地,所述步骤(4)的具体实现为:对液相色谱-高分辨质谱数据矩阵进行数据过滤,剩余数据利用偏最小二乘判别分析进行样本分群,肺癌、良性肺结节和健康组三组可得到明显的聚类分群。
在一些方式中,所述步骤(5)的具体实现为:筛选FDR值小于0.05同时FC值大于1or小于0.83的化合物作为差异代谢物。另外,结合生物学意义,挖掘肺癌、良性肺结节和健康人的差异代谢标志物,并利用二元逻辑回归建立肺癌鉴别模型。
本发明的第二方面,提供生物标志物在用于诊断肺癌检测试剂中的用途,所述生物标志物选择如下的一种或者几种:2-trans,4-cis-Decadienoylcarnitine、Octanoylcarnitine、Decanoylcarnitine、2-Octenoylcarnitine、Hexanoylcarnitine、3-hydroxydodecanoylcarnitine、3-hydroxydecanoylcarnitine、3-hydroxyoctanoylcarnitine、Ecgonine、Trimethylamine N-oxide、1-Methylnicotinamide、3-Chlorotyrosine、Homo-L-arginine、Serotonin、Alanine、alpha-Eleostearic acid、Ethyl 3-oxohexanoate、Inosine、Arabinosylhypoxanthine、Hippuricacid、Cyclohexaneacetic acid、Lactic acid、2-Ketobutyric acid、Pyruvic acid、Hypoxanthine、Xanthine、N6,N6,N6-Trimethylysine、Kynurenine、cis-5-Tetradecenoylcarnitine、Docosahexaenoic acid、Choline Sulfate、Dihydrothymine、17-Hydroxypregnenolone sulfate、Pregnenolone sulfate、Tiglylcarnitine、Propionylcarnitine、3-hydroxybutyrylcarnitine、Oxindole、Nicotine、Ergothioneine、Phenylacetylglutamine、Citrulline、Lysine、Aminocaproic acid、Methylimidazoleacetic acid。
在一些方式中,所述生物标志物选择如下的一种或者几种:Decanoylcarnitine、17-Hydroxypregnenolone sulfate、Pregnenolone sulfate、Tiglylcarnitine、Oxindole、Phenylacetylglutamine、Aminocaproic acid、Methylimidazoleacetic acid。
在一些方式中,所述生物标志物选择如下的一种或者几种:2-trans,4-cis-Decadienoylcarnitine、Octanoylcarnitine、Decanoylcarnitine、2-Octenoylcarnitine、Hexanoylcarnitine、3-hydroxydodecanoylcarnitine、3-hydroxydecanoylcarnitine、3-hydroxyoctanoylcarnitine、Ecgonine、Trimethylamine N-oxide、1-Methylnicotinamide、3-Chlorotyrosine、Homo-L-arginine、Serotonin、Alanine、alpha-Eleostearic acid、Ethyl 3-oxohexanoate、Inosine、Arabinosylhypoxanthine、Hippuricacid、Cyclohexaneacetic acid、Lactic acid、2-Ketobutyric acid、Pyruvic acid、Hypoxanthine、Xanthine。这些生物标志物在肺癌与健康人群以及肺癌与良性肺结节人群中均存在显著性差异,说明其与肺癌的关系密切,不受是否有良性肺结节的影响,能用于鉴别诊断或区分肺癌与良性肺结节,也能用于鉴别诊断或区分肺癌与健康(无结节)个体。
在一些方式中,在进行诊断无肺结节个体是否患有肺癌时,所述生物标志物选自下述的一种或几种:2-trans,4-cis-Decadienoylcarnitine、Octanoylcarnitine、Decanoylcarnitine、2-Octenoylcarnitine、Hexanoylcarnitine、3-hydroxydodecanoylcarnitine、3-hydroxydecanoylcarnitine、3-hydroxyoctanoylcarnitine、Ecgonine、Trimethylamine N-oxide、1-Methylnicotinamide、3-Chlorotyrosine、Homo-L-arginine、Serotonin、Alanine、alpha-Eleostearic acid、Ethyl 3-oxohexanoate、Inosine、Arabinosylhypoxanthine、Hippuricacid、Cyclohexaneacetic acid、Lactic acid、2-Ketobutyric acid、Pyruvic acid、Hypoxanthine、Xanthine、N6,N6,N6-Trimethylysine、Tiglylcarnitine、Propionylcarnitine、3-hydroxybutyrylcarnitine、Oxindole、Nicotine、Ergothioneine、Phenylacetylglutamine、Citrulline、Lysine、Aminocaproic acid、Methylimidazoleacetic acid。其中,N6,N6,N6-Trimethylysine、Tiglylcarnitine、Propionylcarnitine、3-hydroxybutyrylcarnitine、Oxindole、Nicotine、Ergothioneine、Phenylacetylglutamine、Citrulline、Lysine、Aminocaproic acid、Methylimidazoleacetic acid。这些生物标志物在肺癌和健康(无结节)人群间存在显著性差异,在肺癌与良性肺结节人群间无显著性差异,说明这些生物标志物是区分肺癌与健康(无结节)优选的、特有的生物标志物。
在一些方式中,在进行诊断有肺结节个体是否患有肺癌时,所述生物标志物选自下述的一种或几种:2-trans,4-cis-Decadienoylcarnitine、Octanoylcarnitine、Decanoylcarnitine、2-Octenoylcarnitine、Hexanoylcarnitine、3-hydroxydodecanoylcarnitine、3-hydroxydecanoylcarnitine、3-hydroxyoctanoylcarnitine、Ecgonine、Trimethylamine N-oxide、1-Methylnicotinamide、3-Chlorotyrosine、Homo-L-arginine、Serotonin、Alanine、alpha-Eleostearic acid、Ethyl 3-oxohexanoate、Inosine、Arabinosylhypoxanthine、Hippuricacid、Cyclohexaneacetic acid、Lactic acid、2-Ketobutyric acid、Pyruvic acid、Hypoxanthine、Xanthine、Kynurenine、cis-5-Tetradecenoylcarnitine、Docosahexaenoicacid、Choline Sulfate、Dihydrothymine、17-Hydroxypregnenolone sulfate、Pregnenolone sulfate。其中,Kynurenine、cis-5-Tetradecenoylcarnitine、Docosahexaenoic acid、Choline Sulfate、Dihydrothymine、17-Hydroxypregnenolonesulfate、Pregnenolone sulfate。这些生物标志物在肺癌和良性肺结节人群间存在显著性差异,在肺癌与健康(无结节)人群间无显著性差异,说明这些生物标志物是区分肺癌与良性肺结节优选的、特有的生物标志物。这些生物标志物更有实际意义,当在进行体检或者诊断过程中,一般发现具有结节的时候,才有进一步检测是否具有癌变的可能性,这个时候,除了常规的穿刺活检之外,一个有效的初步筛选的方式就是检测血液样本中以上生物标志物的一种或者多种是否出现变化或者异常,例如显著变化来进行初步的筛查。
本发明的第三方面,建立了多种生物标志物联合鉴别肺癌与健康(无结节)或肺癌与良性肺结节的模型。
在一些方式中,所述模型用于区分或鉴别肺癌与良性肺结节患者时,或者鉴别肺结节患者是否患有肺癌时,所述模型包括如下的一种或多种:
模型A:ln[P/(1-P)]=2.29×M1+1.02×M2+0.64×M3+0.62×M4+0.47×M5+0.42×M6+0.38×M7+0.26×M8+0.05×M9+0.03×M10-0.05×M11-0.12×M12-0.16×M13-0.17×M14-0.36×M15-0.4×M16-0.45×M17-0.46×M18-0.47×M19-0.53×M20-0.55×M21-0.79×M22-0.95×M23-1.02×M24-1.19×M25-1.52×M26-1.88×M27+4.01,M1~M27分别为Hypoxanthine、Alanine、2-Ketobutyric acid、2-trans,4-cis-Decadienoylcarnitine、Xanthine、17-Hydroxypregnenolone sulfate、Dihydrothymine、Octanoylcarnitine、Lactic acid、Pregnenolone sulfate、3-Chlorotyrosine、Cyclohexaneacetic acid、Choline Sulfate、Trimethylamine N-oxide、2-Octenoylcarnitine、1-Methylnicotinamide、Serotonin、Docosahexaenoic acid、Decanoylcarnitine、alpha-Eleostearic acid、Homo-L-arginine、Pyruvic acid、3-hydroxydecanoylcarnitine、Ecgonine、Kynurenine、Ethyl 3-oxohexanoate、Arabinosylhypoxanthine的相对丰度;
模型B:ln[P/(1-P)]=1.11×M1+0.25×M2+0.13×M3+0.09×M4+0.05×M5-0.01×M6-0.02×M7-0.02×M8-0.04×M9-0.11×M10-0.12×M11-0.19×M12-0.3×M13-0.34×M14-0.45×M15-0.46×M16-0.64×M17-0.68×M18-0.95×M19+2.17,M1~M19分别为Hypoxanthine、Alanine、2-Ketobutyric acid、17-Hydroxypregnenolone sulfate、Dihydrothymine、Trimethylamine N-oxide、Serotonin、3-Chlorotyrosine、Hippuricacid、Docosahexaenoic acid、2-Octenoylcarnitine、1-Methylnicotinamide、Homo-L-arginine、alpha-Eleostearic acid、Kynurenine、3-hydroxydecanoyl carnitine、Ecgonine、Ethyl 3-oxohexanoate、Arabinosylhypoxanthine的相对丰度;
模型C:ln[P/(1-P)]=1.73×M1+0.72×M2+0.31×M3+0.29×M4+0.23×M5+0.15×M6-0.05×M7-0.07×M8-0.07×M9-0.09×M10-0.09×M11-0.16×M12-0.26×M13-0.26×M14-0.27×M15-0.29×M16-0.43×M17-0.45×M18-0.56×M19-0.75×M20-0.87×M21-1.15×M22-1.41×M23+3.07,M1~M23分别为Hypoxanthine、Alanine、2-Ketobutyricacid、17-Hydroxypregnenolone sulfate、Dihydrothymine、Xanthine、3-Chlorotyrosine、Cyclohexaneacetic acid、Choline Sulfate、Decanoylcarnitine、Trimethylamine N-oxide、2-Octenoylcarnitine、PyruMic acid、Docosahexaenoic acid、1-Methylnicotinamide、Serotonin、Homo-L-arginine、alpha-Eleostearic acid、3-hydroxydecanoyl carnitine、Ecgonine、Kynurenine、Ethyl 3-oxohexanoate、Arabinosylhypoxanthine的相对丰度;
模型D:ln[P/(1-P)]=2.35×M1+1.03×M2+0.71×M3+0.68×M4+0.48×M5+0.45×M6+0.42×M7+0.39×M8+0.16×M9+0.03×M10-0.05×M11-0.12×M12-0.17×M13-0.17×M14-0.22×M15-0.39×M16-0.43×M17-0.46×M18-0.49×M19-0.54×M20-0.54×M21-0.57×M22-0.89×M23-0.97×M24-1.07×M25-1.23×M26-1.56×M27-1.93×M28+4.16,M1~M28分别为Hypoxanthine、Alanine、2-Ketobutyric acid、2-trans,4-cis-Decadienoylcarnitine、Xanthine、Octanoylcarnitine、17-Hydroxypregnenolonesulfate、Dihydrothymine、Lactic acid、Pregnenolone sulfate、3-Chlorotyrosine、Cyclohexaneacetic acid、Choline Sulfate、Trimethylamine N-oxide、Hexanoylcarnitine、2-Octenoylcarnitine、1-Methylnicotinamide、Serotonin、Docosahexaenoic acid、Decanoylcarnitine、alpha-Eleostearic acid、Homo-L-arginine、Pyruvic acid、3-hydroxydecanoyl carnitine、Ecgonine、Kynurenine、Ethyl3-oxohexanoate、Arabinosylhypoxanthine的相对丰度;
其中,模型A至D的临界值分别为0.455、0.511、0.452、0.458。将测得血液样本中各生物标志物的相对丰度带入模型方程,计算P值。当P值大于临界值时,则说明所测血液样本来自肺癌患者的可能性高,当P值小于临界值时,则说明所测血液样本来自良性肺结节个体的可能性高。
在一些方式中,所述模型用于区分或鉴别肺癌与健康(无结节)个体时,其模型包括如下的一种或多种:
模型E:ln[P/(1-P)]=1.41×V1+0.26×V2+0.04×V3-0.01×V4-0.05×V5-0.09×V6-0.19×V7-0.2×V8-0.32×V9-0.34×V10-0.4×V11-0.48×V12-0.55×V13-0.64×V14-1.07×V15-1.58×V16+3.44,V1~V16分别为Hypoxanthine、Alanine、2-Ketobutyricacid、3-hydroxybutyrylcarnitine、Nicotine、Hippuric acid、Citrulline、Trimethylamine N-oxide、alpha-Eleostearic acid、1-Methylnicotinamide、3-hydroxydecanoylcarnitine、Ecgonine、Ethyl 3-oxohexanoate、2-trans,4-cis-Decadienoylcarnitine、Arabinosylhypoxanthine、Lysine的相对丰度;
模型F:ln[P/(1-P)]=1.51×V1+0.29×V2+0.06×V3-0.03×V4-0.03×V5-0.03×V6-0.07×V7-0.1×V8-0.21×V9-0.22×V10-0.33×V11-0.35×V12-0.39×V13-0.51×V14-0.59×V15-0.63×V16-1.12×V17-1.69×V18+3.65,V1~V18分别为Hypoxanthine、Alanine、2-Ketobutyric acid、3-hydroxybutyryl carnitine、Decanoylcarnitine、Ergothioneine、Nicotine、Hippuric acid、Trimethylamine N-oxide、Citrulline、alpha-Eleostearic acid、1-Methylnicotinamide、3-hydroxydecanoyl carnitine、Ecgonine、Ethyl 3-oxohexanoate、2-trans,4-cis-Decadienoylcarnitine、Arabinosylhypoxanthine、Lysine的相对丰度;
模型G:ln[P/(1-P)]=1.67×V1+0.34×V2+0.1×V3+0.01×V4-0.08×V5-0.08×V6-0.09×V7-0.1×V8-0.12×V9-0.23×V10-0.27×V11-0.36×V12-0.36×V13-0.38×V14-0.56×V15-0.61×V16-0.66×V17-1.2×V18-1.89×V19+4,V1~V19分别为Hypoxanthine、Alanine、2-Ketobutyric acid、Aminocaproic acid、3-hydroxybutyrylcarnitine、Ergothioneine、Decanoylcarnitine、Nicotine、Hippuric acid、Trimethylamine N-oxide、Citrulline、3-hydroxydecanoyl carnitine、alpha-Eleostearic acid、1-Methylnicotinamide、Ecgonine、2-trans,4-cis-Decadienoylcarnitine、Ethyl 3-oxohexanoate、Arabinosylhypoxanthine、Lysine的相对丰度;
模型H:ln[P/(1-P)]=2.03×V1+0.47×V2+0.15×V3+0.09×V4+0.04×V5+0.03×V6+0.01×V7-0.12×V8-0.12×V9-0.13×V10-0.14×V11-0.14×V12-0.27×V13-0.36×V14-0.37×V15-0.37×V16-0.4×V17-0.43×V18-0.59×V19-0.63×V20-0.75×V21-1.37×V22-2.18×V23+4.56,V1~V22分别为Hypoxanthine、Alanine、2-Ketobutyricacid、Tiglylcarnitine、N6,N6,N6-Trimethylysine、Aminocaproic acid、Oxindole、Decanoylcarnitine、Nicotine、Ergothioneine、3-hydroxybutyryl carnitine、Hippuricacid、Trimethylamine N-oxide、Lactic acid、Citrulline、alpha-Eleostearic acid、3-hydroxydecanoyl carnitine、1-Methylnicotinamide、2-trans,4-cis-Decadienoylcarnitine、Ecgonine、Ethyl 3-oxohexanoate、Arabinosylhypoxanthine、Lysine的相对丰度;
模型I:ln[P/(1-P)]=3.08×V1+1.26×V2+0.7×V3+0.64×V4+0.41×V5+0.4×V6+0.38×V7+0.31×V8+0.31×V9+0.1×V10+0.09×V11+0.09×V12+0.04×V13-0.04×V14-0.04×V15-0.07×V16-0.12×V17-0.17×V18-0.24×V19-0.24×V20-0.26×V21-0.31×V22-0.32×V23-0.44×V24-0.44×V25-0.49×V26-0.53×V27-0.63×V28-0.73×V29-0.79×V30-0.81×V31-0.81×V32-0.85×V33-1.2×V34-1.62×V35-1.72×V36-3.68×V37+7.11,V1~V37分别为Hypoxanthine、Octanoylcarnitine、Alanine、3-hydroxydodecanoyl carnitine、Xanthine、2-Ketobutyric acid、Oxindole、Tiglylcarnitine、N6,N6,N6-Trimethylysine、Cyclohexaneacetic acid、Aminocaproicacid、Methylimidazoleacetic acid、Homo-L-arginine、Pyruvic acid、2-Octenoylcarnitine、Propionylcarnitine、Nicotine、Serotonin、Phenylacetylglutamine、Hippuric acid、Ergothioneine、3-hydroxybutyryl carnitine、alpha-Eleostearic acid、Inosine、Citrulline、Trimethylamine N-oxide、3-hydroxyoctanoyl carnitine、1-Methylnicotinamide、3-hydroxydecanoyl carnitine、Hexanoylcarnitine、Decanoylcarnitine、Ecgonine、2-trans,4-cis-Decadienoylcarnitine、Ethyl 3-oxohexanoate、Lactic acid、Arabinosylhypoxanthine、Lysine的相对丰度。
其中,模型E至I的临界值分别为0.520、0.527、0.450、0.466、0.456。将测得血液样本中各生物标志物的相对丰度带入模型方程,计算P值。当P值大于临界值时,则说明所测血液样本来自肺癌患者的可能性高,当P值小于临界值时,则说明所测血液样本来自健康无结节健康个体的可能性高。
优选地,上述模型中生物标志物的相对丰度为测得的血清中生物标志物的相对丰度,如通过精密分析仪器,包括LC-UV、LC-MS、GC-MS等测定的血清中这些生物标志物的相对丰度值;通过免疫试剂盒测定的血清中这些生物标志物的相对丰度值等。
在一些方式中,这些模型可以被提前输入电脑系统,当获得生物标志物检测值的时候,通过电脑系统自动计算,从而获得诊断结果。因此,本发明可以提供用于区分肺癌与良性肺结节或健康无结节的系统,该系统包括运算模块,其中运算或者计算模块包括所述生物标志物中的一种或多种组合构建的模型或模型方程。
在一些方式中,所述系统还包括输出模块,用于输出计算结果的输出。
在一些方式中,所述系统还包括输入模块,输入模块用来输入前述生物标志物的一种或者多种检测结果,这种检测结果可以是定量检测结果或者定性结果。这里的模型建立并不是本发明列举的有限模型,只要应用本发明的范围内的生物标志物来建立模型进行肺癌诊断的,都是本发明所保护的范围。在一些方式中,还包括阴性对照或者参考数据模块。
在一些方式中,对每个生物标志物进行ROC曲线分析,可以发现那些曲线下面积(AUC值)大的标志物,从而挑选出来一个或多个生物标志物来建立诊断模型,获得更为可靠的诊断结果。一般可以理解,选择的生物标志物越多,建立的模型的可靠性可能越高,例如准确性越高和特异性越强,灵敏度越高,然而,也可以选择单一的或者几种重要的生物标志物来进行诊断,或者进行初步的筛查检测,其也能在一定程度上为诊断提供参考。特别地,单一生物标志物的诊断价值可能较低,但本申请新发现的多个生物标志物或新的生物标志物与已知生物标志物组合构建的模型的诊断价值可能是极高的。同时,也不是单个生物标志物的诊断价值越低,使用其构建多个生物标志物的组合模型时,其在模型中的权重就越低,例如,在肺癌与健康人鉴别中,单个丙氨酸AUC值为0.591,单个2,4-癸二烯酰肉碱的AUC值为0.746,说明单个2,4-癸二烯酰肉碱诊断价值高于单个丙氨酸,但是在多个生物标志物联合建立的模型A中,丙氨酸和2,4-癸二烯酰肉碱的权重系数分别为1.02(比值比2.77)和0.62(比值比1.86),则说明模型A中丙氨酸的价值大于2,4-癸二烯酰肉碱,即以模型A区分肺癌与健康人时,丙氨酸对结果的影响反而大于2,4-癸二烯酰肉碱。同理,血清素、2-丁酮酸等单个AUC值较小的生物标志物在多个生物标志物组合构建的模型中的权重系数(或比值比)都有可能高于单个AUC值大的生物标志物,再此就不一一列举了。这进一步说明:即使是AUC值很小的生物标志物,也不能否认其诊断价值,特别是其能与其他生物标志物组合使用,在组合模型中可能发挥着主要作用。
本发明的第四方面,提供一种用于肺癌筛查的试剂盒。该试剂盒中含有可以检测前述生物标志物中的一种或者多种的试剂,这种试剂可以是血液处理试剂,例如过滤、提取前述生物标志物的试剂,也包括直接用来直接或者检测生物标志物是否存在或者存在的量的试剂,例如抗体、抗原或者标记物质。
本发明的优势在于:公开了肺癌生物标记物的筛选方法,提供了用于区分或鉴别肺癌与健康(无结节)或良性肺结节的生物标记物,并建立了用于肺癌鉴别或区分的模型。特别地,对于在肺部有结节病人是否患有肺癌的鉴别诊断上,本发明提供的生物标志物及模型具有重要的临床诊断意义。
附图说明
图1分析流程图;
图2总离子流图和质谱图;
图3肺癌、良性肺结节和健康人群三组的正谱(+ESI)与负谱(-ESI)的PLS-DA统计结果图;
图4模型A的ROC曲线;
图5模型B的ROC曲线;
图6模型C的ROC曲线;
图7模型D的ROC曲线;
图8模型E的ROC曲线;
图9模型F的ROC曲线;
图10模型G的ROC曲线;
图11模型H的ROC曲线;
图12模型I的ROC曲线。
详细说明
(1)诊断或者检测
这里的诊断或者检测是指对于样本中的生物标志物进行检测或者化验,或者检测目标生物标志物的含量,例如绝对含量或者相对含量,然后通过目标标志物是否存在或者数量的多少来说明提供样本的个体是否可能具有患某种疾病,或者具有某种疾病的可能性。
这里的诊断与检测的含义可以互换。这种检测的结果或者诊断的结果是不能直接作为患病的直接结果,而是一种中间结果,如果获得直接的结果,还需通过病理学或者解剖学等其它辅助手段才能确认患有某种疾病。例如,本发明提供了多种与肺癌具有关联性的新的生物标志物,这些标志物的含量变化与是否患有肺癌具有直接的关联性。
(2)标志物(或生物标志物)与肺癌的联系
这里的联系是指某种标志物在样本中出现或者含量的变化与特定疾病具有直接的关联性,例如含量的相对升高或者降低,表示这种患有这种疾病的可能性相对健康人员更高。
如果样本中多个不同的标志物同时出现或者含量发生相对变化,表示患有这种疾病的可能性相对健康人员更高。也就是说,标志物种类中,有些标志物与患病的关联性强,有些标志物与患病的关联性弱,或者有些甚至与某种特定的疾病无关联。对于那些关联性强的标志物中的一种或者多种,可以作为诊断疾病的生物标志物,那些关联性弱的标志物可以与强的标志物组合来诊断某种疾病,增加检测结果的准确性。
针对本发明发现的血清中的众多生物标志物,这些标志物都可以用来用于区分健康人员或者肺结节人群中的肺癌患者。这里的标志物可以单独作为单个的标志物来进行直接的检测或者诊断,选择这样的标志物表示该标志物含量的相对变化与肺癌具有强的关联性。当然,可以理解的是,可以选择与肺癌关联性强的一种或者多种标志物的同时检测。在一些方式中,选择关联性强的生物标志物来进行检测或者诊断可以达到一定标准的准确性,例如60%,65%,70%,80%,85%,90%或者95%的准确性,则可以说明,这些标志物可以获得诊断某种疾病的中间值,但并不表示就能直接确认患有某种疾病。例如,本发明中,表2中的生物标志物,可以选择AUC值越大的标志物作为诊断是否是肺癌的标志物,或者作为从健康或者肺结节人群中筛选肺癌人群的标志物。
当然,也可以选择ROC值越大的来作为诊断的标志物。所谓的强、弱一般通过一些算法来计算确认,例如标志物与肺癌的贡献率或者权重分析。这样的计算方法可以是显著性分析(p值或FDR值)和倍数变化(Fold change),多元统计分析主要包括主成分分析(PCA)、偏最小二乘判别分析(PLS-DA)和正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA),当然还包括其他的方法,例如ROC分析等等。当然,其它的模型预测方法也是可以的,在具体选择生物标志物的时候,可以选择本发明所公开的标志物,也可以选择或者结合其它现有公知的标志物。
具体实施方式
为了更为具体地描述本发明,下面结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案进行详细说明。这些说明仅仅是表明本发明是如何实现的,并不能限定本发明的具体范围。本发明的范围在权利要求中限定。
实施例1:收集血清样本
收集了不同性别和年龄段的病人及健康人血清样本。本研究收集了年龄在38-78岁之间的人血清样本,包括肺癌(136例)、良性肺结节(170例)和健康人(174例)三组血清样本。
实施例2:提取血清代谢物
血清代谢物的提取采用甲基叔丁基醚:甲醇:水(10:3:2.5,v/v/v)三相萃取方法,具体操作如下:(1)将血清样本置于冰上完全融解后,取50μL到1.5mL EP管中,加入225μL冷冻甲醇,涡旋30秒;(2)再加入750μL冷冻MTBE,涡旋30秒后,400rpm冰上震荡1小时;(3)再加入188μL纯水,涡旋1分钟;(4)4℃下以15000rcf离心10分钟;(5)离心后,取125μL下层清液到EP管中,用真空冷冻干燥仪旋干,所有血清代谢物干样在测试前放置-80℃冰箱存储。
考虑到样本前处理可能存在批次误差,本研究在每批实验样本处理的同时都随批处理一个参比血清样本(Reference serum),以用于后续数据校正。参比血清样本是选取了100例健康人(健康人指血压血糖血常规均正常且无乙肝病毒,体检结果无提示明显疾病,目前无需就诊治疗的人群)血清混合而成,这100例健康人血清的男性与女性数量相等,年龄40-55岁,受检者需禁食一夜并在采血前72小时禁止服用药物,排除有过往疾病史及体重指数(BMI)在第95百分位之外的个体。混合后的血清以每份50μL分装,置于-80℃冰箱保存。
实施例3:对提取的血清代谢物进行检测及数据预处理
(1)血清代谢物的复溶:向血清干提物中加入120μL复溶溶剂(乙腈:水=4:1),涡旋震荡5分钟后,4℃下以15000×g离心10分钟,取100μL上清液于内衬管制成待测样本。
(2)QC样本:所有肺癌、良性肺结节和健康人血清待测样本各取10μL,涡旋震荡混合均匀后,制成QC样本。
(3)样本检测方法:用液相色谱-高分辨质谱联用(LC-HRMS)进行检测。
①液相色谱条件
色谱柱:BEH Amide(100×2.1mm,1.7μm)。
流动相:正模式下,A相为乙腈:水=95:5(10mM醋酸铵,0.1%甲酸),B相为乙腈:水=50:50(10mM醋酸铵,0.1%甲酸);负模式下,A相为乙腈:水=95:5(10mM醋酸铵,pH=9.0,氨水调节),B相为乙腈:水=50:50(10mM醋酸铵,pH=9.0,氨水调节)。
洗脱梯度如下表所示:
表1LC-HRMS流动相洗脱梯度
时间(min) 流速(mL/min) A相 B相
0.0 0.30 98 2
0.50 0.30 98 2
12.0 0.30 50 50
14.0 0.30 2 98
时间(min) 流速(mL/min) A相 B相
16.0 0.30 2 98
16.1 0.30 98 2
20.0 0.30 98 2
②质谱条件
质谱仪器型号为Q Exactive(美国Thermo Fisher Scientific公司),采用电喷雾离子源(ESI)、正负全扫描模式(Fullscan)和数据依赖性扫描模式(ddMS2)进行定性分析。喷雾电压+3800/-3200V;雾化温度350℃;高纯氮气作为鞘气和辅气,参数分别设置为40arb和10arb;离子传输管温度320℃;质量扫描范围70-1050m/z;一级扫描分辨率为70000FWHM,二级扫描分辨率为35000FWHM。
③进样方法
每次检测前先进6针QC样本以稳定检测系统,血清样本检测采取随机进样的方式,每进样10针血清样本插入1针QC样本测试,检测序列的第一针和最后一针均为QC样本。最后对QC样本进行ddMS2全扫描和分段扫描以用于化合物鉴定。
(4)数据预处理
①原始数据矩阵
每个样本的原始数据都包括总离子流数据和质谱数据(如图2所示),将所有样本原始数据导入Compound Discovery软件得到m/z离子和保留时间信息,并搜索数据库(mzCloud和Chemspider)得到化合物鉴定结果;进一步地根据m/z离子和保留时间信息,使用Tracefinder软件对各个样本进行色谱积分,得到更准确的峰面积信息。最终每个样本都得到一个包含特征离子(m/z离子和保留时间的组合)及其含量(峰面积)的二维数据矩阵。
②数据缺失值的剔除和插补
代谢组学原始数据矩阵中经常有数据缺失值,这主要与检测背景噪音、质谱峰提取和峰对齐方法等有关,太多的零或缺失值会给下游分析带来困难,因此一般将所有样本中缺失值大于50%的特征离子剔除,其余化合物的缺失值进行插补,本研究使用MetaboAnalyst 5.0分析软件进行缺失值处理,选择最小值1/5进行插补。
③数据校正和过滤
大量样本前处理难免受到实验处理通量的限制,需分批进行样品前处理,而代谢物的种类繁杂、理化性质差异大,其同位素内标价格昂贵,很难选择合适且能满足全覆盖的同位素内标,本研究针对此问题,选择了利用随批处理的一个参比血清作为一个天然的“类内标”,以校正前处理带来的批次误差,即将各前处理批次的实验样本原始数据基于对应批次的参比血清的数据进行归一化,得到各特征离子的相对丰度,并删除在QC样本中RSD>30%的特征离子,得到的最终的分析数据矩阵。
实施例4:利用偏最小二乘判别分析对样本分群,根据倍数变化和显著性分析,筛选不同分组的差异代谢物
代谢组学一般采用单变量分析和多元统计分析结合的方式进行差异代谢物的筛选,其中单变量分析主要包括特征离子在不同分组中的显著性分析(p值或FDR值)和倍数变化(Fold change),多元统计分析主要包括主成分分析(PCA)、偏最小二乘判别分析(PLS-DA)和正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)等。在进行统计分析之前,需对数据进行适当的数据归一化、转换和缩放。本研究使用MetaboAnalyst 5.0分析软件进行统计分析,并进行数据归一化(Normalization by the sum)、转换(Log transformation)和缩放(Autoscaling)。肺癌、良性肺结节和健康人群三组进行偏最小二乘判别分析(PLS-DA)(如图3所示),得到明显的分群结果。
根据差异代谢物的筛选标准:(1)倍数变化Fold change>1.2or<0.83(2)FDR<0.05,即Fold change>1.2or<0.83且FDR<0.05时,判定代谢物在两组间存在显著差异,该代谢物为两组间的差异代谢物。
需要说明的是,在使用血清代谢组学的方法筛选差异代谢物时,筛选获得的差异代谢物会受到多种因素的影响,包括:样本量,如本申请中的肺癌患者、良性肺结节患者和健康人的样本量不同,来源不同等均可能对最终的结果产生影响;样品处理方法,如使用不同的萃取溶剂获得的物质是不同的,检测结果也会不同;液相色谱和质谱条件,不同的液相色谱和/或质谱条件下检测到的化合物是不同的;数据分析方法,采用不同的统计分析方法获得的差异代谢物也会不同。此外,这些影响因素的组合作用则会更加复杂,因此对于最终筛选获得的差异代谢物的结果根本无法预知。特别地,本申请的基于血清代谢组学对肺癌生物标志物进行筛选的方法中,使用MetaboAnalyst 5.0分析软件进行缺失值处理,选择最小值1/5进行插补并在上述的筛选标准下,即使在现有的样本量基础上进一步增加样本,获得的差异代谢物也几乎没有发生变动,说明本申请的筛选方法比较稳定,获得的差异代谢物具有高的代表性。本申请发现的主要的差异代谢物如下表。
表2肺癌(LA)与健康人(HC)、肺癌(LA)与良性肺结节(BN)的组间差异代谢物。
由表中数据可知:
(1)在肺癌与健康(无结节)组间以及肺癌与良性肺结节组中均存在显著差异的代谢物有:2-trans,4-cis-Decadienoylcarnitine、Octanoylcarnitine、Decanoylcarnitine、2-Octenoylcarnitine、Hexanoylcarnitine、3-hydroxydodecanoylcarnitine、3-hydroxydecanoylcarnitine、3-hydroxyoctanoylcarnitine、Ecgonine、Trimethylamine N-oxide、1-Methylnicotinamide、3-Chlorotyrosine、Homo-L-arginine、Serotonin、Alanine、alpha-Eleostearic acid、Ethyl 3-oxohexanoate、Inosine、Arabinosylhypoxanthine、Hippuricacid、Cyclohexaneacetic acid、Lactic acid、2-Ketobutyric acid、Pyruvic acid、Hypoxanthine、Xanthine。
(2)只在肺癌与健康(无结节)组间存在显著差异的,在肺癌与良性肺结节组间不存在显著差异的代谢物有:N6,N6,N6-Trimethylysine、Tiglylcarnitine、Propionylcarnitine、3-hydroxybutyrylcarnitine、Oxindole、Nicotine、Ergothioneine、Phenylacetylglutamine、Citrulline、Lysine、Aminocaproic acid、Methylimidazoleacetic acid。
(3)只在肺癌与良性肺结节组间存在显著差异的,在肺癌与健康(无结节)组间不存在显著差异的代谢物有:Kynurenine、cis-5-Tetradecenoylcarnitine、Docosahexaenoic acid、Choline Sulfate、Dihydrothymine、17-Hydroxypregnenolonesulfate、Pregnenolone sulfate。
(4)表中的差异代谢物分属于酰基肉碱、胺类、生物碱、脂肪酸、氨基酸等类别,说明这些类别的血清代谢物与肺癌相关的可能性大,另外,表中差异代谢物的相关代谢路径及路径中的其他代谢物与肺癌相关的可能性也较大,在寻找肺癌的生物标志物的过程中,可以优先考虑。
实施例5:鉴别诊断肺癌与良性肺结节的模型及其建立
1.单一差异代谢物鉴别诊断肺癌与良性肺结节或肺癌与健康人的模型及其建立
建立每个差异代谢物的ROC曲线,通过曲线下面积(AUC)的大小来判断实验结果优劣。AUC小于或等于0.5表示单个差异代谢物无诊断价值;AUC大于0.5,说明单个差异代谢物具有诊断价值;AUC越大,说明单个差异代谢物的诊断价值越高。
将各表2中各个差异代谢物分别进行ROC曲线分析,其ROC值及相关信息分别见表3和表4:
表3ROC分析肺癌与健康(无结节)样本差异代谢物的ROC值及相关信息
表4ROC分析肺癌与良性肺结节样本差异代谢物的ROC值及相关信息
表3中的肺癌与健康(无结节)样本差异代谢物的ROC值均在0.5及以上,说明这些差异代谢物对于肺癌与健康(无结节)的区分是有一定价值的,可作为生物标志物用于肺癌的辅助诊断。表中AUC值越高,说明该单个生物标志物的诊断价值越高,用于单独诊断或多个生物标志物组合诊断时,其发挥的价值或参考意义可能越大。同时,对于AUC值较小的生物标志物,也不同否认其诊断或鉴别意义,其单个使用也在一定程度提供了一种可能性或参考。此外,多个AUC值较小的生物标志物组合在一起,组合诊断的价值往往会更高,甚至能达到80%、90%及以上的准确性。因此,表3中的任何生物标志物对肺癌与健康(无结节)的区分或肺癌的辅助诊断都存在或多或少的意义。同理,表4中的生物标志物对于良性肺结节与肺癌的诊断或鉴别具有相同的价值或意义。
2.多种差异代谢物联合鉴别肺癌与健康(无结节)或良性肺结节的模型及其建立
基于表1中差异代谢物在肺癌和肺结节中的血清检测值,利用二元逻辑回归(LASSO算法,R语言)建立鉴别诊断肺癌与健康(无结节)或肺癌与良性肺结节的模型。区分肺癌与良性肺结节的模型包括:模型A、模型B、模型C、模型D。区分肺癌与健康个体的模型包括:模型E、模型F、模型G、模型H、模型I。
①模型A的变量及参数列表如下表:
表5模型A的变量及参数列表
模型A方程为:ln[P/(1-P)]=2.29×M1+1.02×M2+0.64×M3+0.62×M4+0.47×M5+0.42×M6+0.38×M7+0.26×M8+0.05×M9+0.03×M10-0.05×M11-0.12×M12-0.16×M13-0.17×M14-0.36×M15-0.4×M16-0.45×M17-0.46×M18-0.47×M19-0.53×M20-0.55×M21-0.79×M22-0.95×M23-1.02×M24-1.19×M25-1.52×M26-1.88×M27+4.01。
P的临界值为0.455,即将上述标志物的血清检测值(相对丰度)带入模型A方程中进行计算,当P>0.455时,鉴别为肺癌;当P≤0.455时,鉴别为良性肺结节。
如图4,进行ROC分析,模型A的AUC为0.933,特异性与敏感性分别为0.859、0.868。
②模型B的变量及参数列表如下表:
表6模型B的变量及参数列表
模型B方程为:ln[P/(1-P)]=1.11×M1+0.25×M2+0.13×M3+0.09×M4+0.05×M5-0.01×M6-0.02×M7-0.02×M8-0.04×M9-0.11×M10-0.12×M11-0.19×M12-0.3×M13-0.34×M14-0.45×M15-0.46×M16-0.64×M17-0.68×M18-0.95×M19+2.17。
P的临界值为0.511,即将上述标志物的血清检测值(相对丰度)带入模型B方程中进行计算,当P>0.511时,鉴别为肺癌;当P≤0.511时,鉴别为良性肺结节。进一步进行ROC分析(图5所示),模型C的AUC为0.915,特异性与敏感性分别为0.871、0.801。
③模型C的变量及参数列表如下表:
表7模型C的变量及参数列表
模型C方程为:ln[P/(1-P)]=1.73×M1+0.72×M2+0.31×M3+0.29×M4+0.23×M5+0.15×M6-0.05×M7-0.07×M8-0.07×M9-0.09×M10-0.09×M11-0.16×M12-0.26×M13-0.26×M14-0.27×M15-0.29×M16-0.43×M17-0.45×M18-0.56×M19-0.75×M20-0.87×M21-1.15×M22-1.41×M23+3.07。
P的临界值为0.452,即将上述标志物的血清检测值(相对丰度)带入模型C方程中进行计算,当P>0.452时,鉴别为肺癌;当P≤0.452时,鉴别为良性肺结节。进一步进行ROC分析(图6所示),模型C的AUC为0.926,特异性与敏感性分别为0.841、0.868。
④模型D的变量及参数列表如下表:
表8模型D的变量及参数列表
模型D方程为:ln[P/(1-P)]=2.35×M1+1.03×M2+0.71×M3+0.68×M4+0.48×M5+0.45×M6+0.42×M7+0.39×M8+0.16×M9+0.03×M10-0.05×M11-0.12×M12-0.17×M13-0.17×M14-0.22×M15-0.39×M16-0.43×M17-0.46×M18-0.49×M19-0.54×M20-0.54×M21-0.57×M22-0.89×M23-0.97×M24-1.07×M25-1.23×M26-1.56×M27-1.93×M28+4.16。
P的临界值为0.458,即将上述标志物的血清检测值(相对丰度)带入模型D方程中进行计算,当P>0.458时,鉴别为肺癌;当P≤0.458时,鉴别为良性肺结节。进一步进行ROC分析(图7所示),模型D的AUC为0.933,特异性与敏感性分别为0.859、0.860。
⑤模型E的变量及参数列表如下表:
表9模型E的变量及参数列表
模型E方程为:ln[P/(1-P)]=ln[P/(1-P)]=1.41×V1+0.26×V2+0.04×V3-0.01×V4-0.05×V5-0.09×V6-0.19×V7-0.2×V8-0.32×V9-0.34×V10-0.4×V11-0.48×V12-0.55×V13-0.64×V14-1.07×V15-1.58×V16+3.44
P的临界值为0.520,即将上述标志物的血清检测值(相对丰度)带入模型E方程中进行计算,当P>0.520时,鉴别为肺癌;当P≤0.520时,鉴别为健康。
如图8,对模型E的样本进行ROC分析,AUC为0.902,敏感性与特异性分别为0.801与0.856,说明模型E在对肺部恶性肿瘤与健康个体进行鉴别或区分时具有较高的准确性。
⑥模型F的变量及参数列表如下表:
表10模型F的变量及参数列表
模型F方程为:ln[P/(1-P)]=1.51×V1+0.29×V2+0.06×V3-0.03×V4-0.03×V5-0.03×V6-0.07×V7-0.1×V8-0.21×V9-0.22×V10-0.33×V11-0.35×V12-0.39×V13-0.51×V14-0.59×V15-0.63×V16-1.12×V17-1.69×V18+3.65。
P的临界值为0.527,即将上述标志物的血清检测值(相对丰度)带入模型F方程中进行计算,当P>0.527时,鉴别为肺癌;当P≤0.527时,鉴别为健康。进一步进行ROC分析(图9所示),模型F的AUC为0.903,特异性与敏感性分别为0.856、0.801。
⑦模型G的变量及参数列表如下表:
表11模型G的变量及参数列表
模型G方程为:ln[P/(1-P)]=1.67×V1+0.34×V2+0.1×V3+0.01×V4-0.08×V5-0.08×V6-0.09×V7-0.1×V8-0.12×V9-0.23×V10-0.27×V11-0.36×V12-0.36×V13-0.38×V14-0.56×V15-0.61×V16-0.66×V17-1.2×V18-1.89×V19+4。
P的临界值为0.450,即将上述标志物的血清检测值(相对丰度)带入模型G方程中进行计算,当P>0.450时,鉴别为肺癌;当P≤0.450时,鉴别为健康。进一步进行ROC分析(图10所示),模型G的AUC为0.904,特异性与敏感性分别为0.793、0.868。
⑧模型H的变量及参数列表如下表:
表12模型H的变量及参数列表
模型H方程为:ln[P/(1-P)]=2.03×V1+0.47×V2+0.15×V3+0.09×V4+0.04×V5+0.03×V6+0.01×V7-0.12×V8-0.12×V9-0.13×V10-0.14×V11-0.14×V12-0.27×V13-0.36×V14-0.37×V15-0.37×V16-0.4×V17-0.43×V18-0.59×V19-0.63×V20-0.75×V21-1.37×V22-2.18×V23+4.56。
P的临界值为0.466,即将上述标志物的血清检测值(相对丰度)带入模型H方程中进行计算,当P>0.466时,鉴别为肺癌;当P≤0.466时,鉴别为健康。进一步进行ROC分析(图11所示),模型H的AUC为0.911,特异性与敏感性分别为0.822、0.860。
⑨模型I的变量及参数列表如下表:
表13模型I的变量及参数列表
模型I方程为:ln[P/(1-P)]=3.08×V1+1.26×V2+0.7×V3+0.64×V4+0.41×V5+0.4×V6+0.38×V7+0.31×V8+0.31×V9+0.1×V10+0.09×V11+0.09×V12+0.04×V13-0.04×V14-0.04×V15-0.07×V16-0.12×V17-0.17×V18-0.24×V19-0.24×V20-0.26×V21-0.31×V22-0.32×V23-0.44×V24-0.44×V25-0.49×V26-0.53×V27-0.63×V28-0.73×V29-0.79×V30-0.81×V31-0.81×V32-0.85×V33-1.2×V34-1.62×V35-1.72×V36-3.68×V37+7.11。
P的临界值为0.456,即将上述标志物的血清检测值(相对丰度)带入模型I方程中进行计算,当P>0.456时,鉴别为肺癌;当P≤0.456时,鉴别为健康。进一步进行ROC分析(图12所示),模型I的AUC为0.923,特异性与敏感性分别为0.828、0.868。
以述的模型A至模型I仅仅是示例性地展示多个生物标志物联合建立的肺癌辅助诊断模型,这些模型对于肺癌的鉴别诊断具有重要价值。需要说明的是,上述模型并没有穷举完全,选择表3中多个生物标志物或者表4中的多个生物标志物组合构建的模型都应在本申请的范围内,其同样具有诊断价值。同时,不限于表3或表4中的生物标志物,也可选择表3或表4的生物标志物与已知的生物标志物共同构建肺癌辅助诊断模型。

Claims (12)

1.生物标志物在制备肺癌检测试剂中的用途,其特征在于,所述生物标志物选自如下的一种或几种:2-trans,4-cis-Decadienoylcarnitine、Octanoylcarnitine、Decanoylcarnitine、2-Octenoylcarnitine、Hexanoylcarnitine、3-hydroxydodecanoylcarnitine、3-hydroxydecanoylcarnitine、3-hydroxyoctanoylcarnitine、Ecgonine、Trimethylamine N-oxide、1-Methylnicotinamide、3-Chlorotyrosine、Homo-L-arginine、Serotonin、Alanine、alpha-Eleostearic acid、Ethyl 3-oxohexanoate、Inosine、Arabinosylhypoxanthine、Hippuricacid、Cyclohexaneacetic acid、Lactic acid、2-Ketobutyric acid、Pyruvic acid、Hypoxanthine、Xanthine、N6,N6,N6-Trimethylysine、Kynurenine、cis-5-Tetradecenoylcarnitine、Docosahexaenoic acid、Choline Sulfate、Dihydrothymine、17-Hydroxypregnenolone sulfate、Pregnenolone sulfate、Tiglylcarnitine、Propionylcarnitine、3-hydroxybutyrylcarnitine、Oxindole、Nicotine、Ergothioneine、Phenylacetylglutamine、Citrulline、Lysine、Aminocaproic acid、Methylimidazoleacetic acid。
2.根据权利要求1所述的用途,其特征在于,所述生物标志物选自如下的一种或几种:Decanoylcarnitine、17-Hydroxypregnenolone sulfate、Pregnenolone sulfate、Tiglylcarnitine、Oxindole、Phenylacetylglutamine、Aminocaproic acid、Methylimidazoleacetic acid。
3.根据权利要求1所述的用途,其特征在于,所述生物标志物选自如下的一种或几种:2-trans,4-cis-Decadienoylcarnitine、Octanoylcarnitine、Decanoylcarnitine、2-Octenoylcarnitine、Hexanoylcarnitine、3-hydroxydodecanoylcarnitine、3-hydroxydecanoylcarnitine、3-hydroxyoctanoylcarnitine、Ecgonine、TrimethylamineN-oxide、1-Methylnicotinamide、3-Chlorotyrosine、Homo-L-arginine、Serotonin、Alanine、alpha-Eleostearic acid、Ethyl 3-oxohexanoate、Inosine、Arabinosylhypoxanthine、Hippuric acid、Cyclohexaneacetic acid、Lactic acid、2-Ketobutyric acid、Pyruvic acid、Hypoxanthine、Xanthine。
4.根据权利要求1所述的用途,其特征在于,所述检测试剂用于检测有肺部结节个体是否患有肺癌时,所述生物标志物选自如下的一种或几种:2-trans,4-cis-Decadienoylcarnitine、Octanoylcarnitine、Decanoylcarnitine、2-Octenoylcarnitine、Hexanoylcarnitine、3-hydroxydodecanoylcarnitine、3-hydroxydecanoylcarnitine、3-hydroxyoctanoylcarnitine、Ecgonine、Trimethylamine N-oxide、1-Methylnicotinamide、3-Chlorotyrosine、Homo-L-arginine、Serotonin、Alanine、alpha-Eleostearic acid、Ethyl 3-oxohexanoate、Inosine、Arabinosylhypoxanthine、Hippuricacid、Cyclohexaneacetic acid、Lactic acid、2-Ketobutyric acid、Pyruvic acid、Hypoxanthine、Xanthine、Kynurenine、cis-5-Tetradecenoylcarnitine、Docosahexaenoicacid、Choline Sulfate、Dihydrothymine、17-Hydroxypregnenolone sulfate、Pregnenolone sulfate。
5.根据权利要求1所述的用途,其特征在于,所述检测试剂用于检测肺部无结节个体是否患有肺癌时,所述生物标志物选自如下的一种或几种:2-trans,4-cis-Decadienoylcarnitine、Octanoylcarnitine、Decanoylcarnitine、2-Octenoylcarnitine、Hexanoylcarnitine、3-hydroxydodecanoylcarnitine、3-hydroxydecanoylcarnitine、3-hydroxyoctanoylcarnitine、Ecgonine、Trimethylamine N-oxide、1-Methylnicotinamide、3-Chlorotyrosine、Homo-L-arginine、Serotonin、Alanine、alpha-Eleostearic acid、Ethyl 3-oxohexanoate、Inosine、Arabinosylhypoxanthine、Hippuricacid、Cyclohexaneacetic acid、Lactic acid、2-Ketobutyric acid、Pyruvic acid、Hypoxanthine、Xanthine、N6,N6,N6-Trimethylysine、Tiglylcarnitine、Propionylcarnitine、3-hydroxybutyrylcarnitine、Oxindole、Nicotine、Ergothioneine、Phenylacetylglutamine、Citrulline、Lysine、Aminocaproic acid、Methylimidazoleacetic acid。
6.根据权利要求4所述的用途,其特征在于,在检测肺部有结节个体是否患有肺癌时,将生物标志物的相对丰度代入下述模型中的一种或多种:
模型A:ln[P/(1-P)]=2.29×M1+1.02×M2+0.64×M3+0.62×M4+0.47×M5+0.42×M6+0.38×M7+0.26×M8+0.05×M9+0.03×M10-0.05×M11-0.12×M12-0.16×M13-0.17×M14-0.36×M15-0.4×M16-0.45×M17-0.46×M18-0.47×M19-0.53×M20-0.55×M21-0.79×M22-0.95×M23-1.02×M24-1.19×M25-1.52×M26-1.88×M27+4.01,M1~M27分别为Hypoxanthine、Alanine、2-Ketobutyric acid、2-trans,4-cis-Decadienoylcarnitine、Xanthine、17-Hydroxypregnenolone sulfate、Dihydrothymine、Octanoylcarnitine、Lactic acid、Pregnenolone sulfate、3-Chlorotyrosine、Cyclohexaneacetic acid、Choline Sulfate、Trimethylamine N-oxide、2-Octenoylcarnitine、1-Methylnicotinamide、Serotonin、Docosahexaenoic acid、Decanoylcarnitine、alpha-Eleostearic acid、Homo-L-arginine、Pyruvic acid、3-hydroxydecanoylcarnitine、Ecgonine、Kynurenine、Ethyl 3-oxohexanoate、Arabinosylhypoxanthine的相对丰度;
模型B:ln[P/(1-P)]=1.11×M1+0.25×M2+0.13×M3+0.09×M4+0.05×M5-0.01×M6-0.02×M7-0.02×M8-0.04×M9-0.11×M10-0.12×M11-0.19×M12-0.3×M13-0.34×M14-0.45×M15-0.46×M16-0.64×M17-0.68×M18-0.95×M19+2.17,M1~M19分别为Hypoxanthine、Alanine、2-Ketobutyric acid、17-Hydroxypregnenolone sulfate、Dihydrothymine、Trimethylamine N-oxide、Serotonin、3-Chlorotyrosine、Hippuricacid、Docosahexaenoic acid、2-Octenoylcarnitine、1-Methylnicotinamide、Homo-L-arginine、alpha-Eleostearic acid、Kynurenine、3-hydroxydecanoyl carnitine、Ecgonine、Ethyl3-oxohexanoate、Arabinosylhypoxanthine的相对丰度;
模型C:ln[P/(1-P)]=1.73×M1+0.72×M2+0.31×M3+0.29×M4+0.23×M5+0.15×M6-0.05×M7-0.07×M8-0.07×M9-0.09×M10-0.09×M11-0.16×M12-0.26×M13-0.26×M14-0.27×M15-0.29×M16-0.43×M17-0.45×M18-0.56×M19-0.75×M20-0.87×M21-1.15×M22-1.41×M23+3.07,M1~M23分别为Hypoxanthine、Alanine、2-Ketobutyric acid、17-Hydroxypregnenolone sulfate、Dihydrothymine、Xanthine、3-Chlorotyrosine、Cyclohexaneacetic acid、Choline Sulfate、Decanoylcarnitine、Trimethylamine N-oxide、2-Octenoylcarnitine、PyruMic acid、Docosahexaenoic acid、1-Methylnicotinamide、Serotonin、Homo-L-arginine、alpha-Eleostearic acid、3-hydroxydecanoyl carnitine、Ecgonine、Kynurenine、Ethyl 3-oxohexanoate、Arabinosylhypoxanthine的相对丰度;
模型D:ln[P/(1-P)]=2.35×M1+1.03×M2+0.71×M3+0.68×M4+0.48×M5+0.45×M6+0.42×M7+0.39×M8+0.16×M9+0.03×M10-0.05×M11-0.12×M12-0.17×M13-0.17×M14-0.22×M15-0.39×M16-0.43×M17-0.46×M18-0.49×M19-0.54×M20-0.54×M21-0.57×M22-0.89×M23-0.97×M24-1.07×M25-1.23×M26-1.56×M27-1.93×M28+4.16,M1~M28分别为Hypoxanthine、Alanine、2-Ketobutyric acid、2-trans,4-cis-Decadienoylcarnitine、Xanthine、Octanoylcarnitine、17-Hydroxypregnenolonesulfate、Dihydrothymine、Lactic acid、Pregnenolone sulfate、3-Chlorotyrosine、Cyclohexaneacetic acid、Choline Sulfate、Trimethylamine N-oxide、Hexanoylcarnitine、2-Octenoylcarnitine、1-Methylnicotinamide、Serotonin、Docosahexaenoic acid、Decanoylcarnitine、alpha-Eleostearic acid、Homo-L-arginine、Pyruvic acid、3-hydroxydecanoyl carnitine、Ecgonine、Kynurenine、Ethyl3-oxohexanoate、Arabinosylhypoxanthine的相对丰度。
7.根据权利要求5所述的用途,其特征在于,在检测肺部无结节个体是否患有肺癌时,将生物标志物的相对丰度代入下述模型中的一种或多种:
模型E:ln[P/(1-P)]=1.41×V1+0.26×V2+0.04×V3-0.01×V4-0.05×V5-0.09×V6-0.19×V7-0.2×V8-0.32×V9-0.34×V10-0.4×V11-0.48×V12-0.55×V13-0.64×V14-1.07×V15-1.58×V16+3.44,V1~V16分别为Hypoxanthine、Alanine、2-Ketobutyricacid、3-hydroxybutyrylcarnitine、Nicotine、Hippuric acid、Citrulline、Trimethylamine N-oxide、alpha-Eleostearic acid、1-Methylnicotinamide、3-hydroxydecanoylcarnitine、Ecgonine、Ethyl 3-oxohexanoate、2-trans,4-cis-Decadienoylcarnitine、Arabinosylhypoxanthine、Lysine的相对丰度;
模型F:ln[P/(1-P)]=1.51×V1+0.29×V2+0.06×V3-0.03×V4-0.03×V5-0.03×V6-0.07×V7-0.1×V8-0.21×V9-0.22×V10-0.33×V11-0.35×V12-0.39×V13-0.51×V14-0.59×V15-0.63×V16-1.12×V17-1.69×V18+3.65,V1~V18分别为Hypoxanthine、Alanine、2-Ketobutyric acid、3-hydroxybutyryl carnitine、Decanoylcarnitine、Ergothioneine、Nicotine、Hippuric acid、Trimethylamine N-oxide、Citrulline、alpha-Eleostearic acid、1-Methylnicotinamide、3-hydroxydecanoyl carnitine、Ecgonine、Ethyl 3-oxohexanoate、2-trans,4-cis-Decadienoylcarnitine、Arabinosylhypoxanthine、Lysine的相对丰度;
模型G:ln[P/(1-P)]=1.67×V1+0.34×V2+0.1×V3+0.01×V4-0.08×V5-0.08×V6-0.09×V7-0.1×V8-0.12×V9-0.23×V10-0.27×V11-0.36×V12-0.36×V13-0.38×V14-0.56×V15-0.61×V16-0.66×V17-1.2×V18-1.89×V19+4,V1~V19分别为Hypoxanthine、Alanine、2-Ketobutyric acid、Aminocaproic acid、3-hydroxybutyryl carnitine、Ergothioneine、Decanoylcarnitine、Nicotine、Hippuric acid、Trimethylamine N-oxide、Citrulline、3-hydroxydecanoyl carnitine、alpha-Eleostearic acid、1-Methylnicotinamide、Ecgonine、2-trans,4-cis-Decadienoylcarnitine、Ethyl 3-oxohexanoate、Arabinosylhypoxanthine、Lysine的相对丰度;
模型H:ln[P/(1-P)]=2.03×V1+0.47×V2+0.15×V3+0.09×V4+0.04×V5+0.03×V6+0.01×V7-0.12×V8-0.12×V9-0.13×V10-0.14×V11-0.14×V12-0.27×V13-0.36×V14-0.37×V15-0.37×V16-0.4×V17-0.43×V18-0.59×V19-0.63×V20-0.75×V21-1.37×V22-2.18×V23+4.56,V1~V22分别为Hypoxanthine、Alanine、2-Ketobutyric acid、Tiglylcarnitine、N6,N6,N6-Trimethylysine、Aminocaproic acid、Oxindole、Decanoylcarnitine、Nicotine、Ergothioneine、3-hydroxybutyryl carnitine、Hippuricacid、Trimethylamine N-oxide、Lactic acid、Citrulline、alpha-Eleostearic acid、3-hydroxydecanoyl carnitine、1-Methylnicotinamide、2-trans,4-cis-Decadienoylcarnitine、Ecgonine、Ethyl 3-oxohexanoate、Arabinosylhypoxanthine、Lysine的相对丰度;
模型I:ln[P/(1-P)]=3.08×V1+1.26×V2+0.7×V3+0.64×V4+0.41×V5+0.4×V6+0.38×V7+0.31×V8+0.31×V9+0.1×V10+0.09×V11+0.09×V12+0.04×V13-0.04×V14-0.04×V15-0.07×V16-0.12×V17-0.17×V18-0.24×V19-0.24×V20-0.26×V21-0.31×V22-0.32×V23-0.44×V24-0.44×V25-0.49×V26-0.53×V27-0.63×V28-0.73×V29-0.79×V30-0.81×V31-0.81×V32-0.85×V33-1.2×V34-1.62×V35-1.72×V36-3.68×V37+7.11,V1~V37分别为Hypoxanthine、Octanoylcarnitine、Alanine、3-hydroxydodecanoyl carnitine、Xanthine、2-Ketobutyric acid、Oxindole、Tiglylcarnitine、N6,N6,N6-Trimethylysine、Cyclohexaneacetic acid、Aminocaproicacid、Methylimidazoleacetic acid、Homo-L-arginine、Pyruvic acid、2-Octenoylcarnitine、Propionylcarnitine、Nicotine、Serotonin、Phenylacetylglutamine、Hippuric acid、Ergothioneine、3-hydroxybutyryl carnitine、alpha-Eleostearic acid、Inosine、Citrulline、Trimethylamine N-oxide、3-hydroxyoctanoyl carnitine、1-Methylnicotinamide、3-hydroxydecanoyl carnitine、Hexanoylcarnitine、Decanoylcarnitine、Ecgonine、2-trans,4-cis-Decadienoylcarnitine、Ethyl 3-oxohexanoate、Lactic acid、Arabinosylhypoxanthine、Lysine的相对丰度。
8.根据权利要求1至7所述之一的用途,其特征在于,所述检测试剂用于检测血清中的生物标志物。
9.一种用于检测肺癌的试剂盒,所述的试剂盒包括能够检测血液样本中生物标志物是否存在或者存在的含量的试剂,其中,所述的生物标志物选自权利要求1-8之一所述的生物标志物。
10.根据权利要求9所述的试剂盒,其特征在于,所述试剂盒用于预测良性肺结节个体是否患有肺癌的检测。
11.用于肺癌辅助诊断的系统,该系统包括运算模块,其特征在于,所述运算模块包括采用权利要求1-7之一所述的生物标志物拟合的模型或模型方程。
12.根据权利要求11所述的系统,其特征在于,所述模型包括以下的一种或多种:
模型A:ln[P/(1-P)]=2.29×M1+1.02×M2+0.64×M3+0.62×M4+0.47×M5+0.42×M6+0.38×M7+0.26×M8+0.05×M9+0.03×M10-0.05×M11-0.12×M12-0.16×M13-0.17×M14-0.36×M15-0.4×M16-0.45×M17-0.46×M18-0.47×M19-0.53×M20-0.55×M21-0.79×M22-0.95×M23-1.02×M24-1.19×M25-1.52×M26-1.88×M27+4.01,M1~M27分别为Hypoxanthine、Alanine、2-Ketobutyric acid、2-trans,4-cis-Decadienoylcarnitine、Xanthine、17-Hydroxypregnenolone sulfate、Dihydrothymine、Octanoylcarnitine、Lactic acid、Pregnenolone sulfate、3-Chlorotyrosine、Cyclohexaneacetic acid、Choline Sulfate、Trimethylamine N-oxide、2-Octenoylcarnitine、1-Methylnicotinamide、Serotonin、Docosahexaenoic acid、Decanoylcarnitine、alpha-Eleostearic acid、Homo-L-arginine、Pyruvic acid、3-hydroxydecanoylcarnitine、Ecgonine、Kynurenine、Ethyl 3-oxohexanoate、Arabinosylhypoxanthine的相对丰度;
模型B:ln[P/(1-P)]=1.11×M1+0.25×M2+0.13×M3+0.09×M4+0.05×M5-0.01×M6-0.02×M7-0.02×M8-0.04×M9-0.11×M10-0.12×M11-0.19×M12-0.3×M13-0.34×M14-0.45×M15-0.46×M16-0.64×M17-0.68×M18-0.95×M19+2.17,M1~M19分别为Hypoxanthine、Alanine、2-Ketobutyric acid、17-Hydroxypregnenolone sulfate、Dihydrothymine、Trimethylamine N-oxide、Serotonin、3-Chlorotyrosine、Hippuricacid、Docosahexaenoic acid、2-Octenoylcarnitine、1-Methylnicotinamide、Homo-L-arginine、alpha-Eleostearic acid、Kynurenine、3-hydroxydecanoyl carnitine、Ecgonine、Ethyl3-oxohexanoate、Arabinosylhypoxanthine的相对丰度;
模型C:ln[P/(1-P)]=1.73×M1+0.72×M2+0.31×M3+0.29×M4+0.23×M5+0.15×M6-0.05×M7-0.07×M8-0.07×M9-0.09×M10-0.09×M11-0.16×M12-0.26×M13-0.26×M14-0.27×M15-0.29×M16-0.43×M17-0.45×M18-0.56×M19-0.75×M20-0.87×M21-1.15×M22-1.41×M23+3.07,M1~M23分别为Hypoxanthine、Alanine、2-Ketobutyric acid、17-Hydroxypregnenolone sulfate、Dihydrothymine、Xanthine、3-Chlorotyrosine、Cyclohexaneacetic acid、Choline Sulfate、Decanoylcarnitine、Trimethylamine N-oxide、2-Octenoylcarnitine、PyruMic acid、Docosahexaenoic acid、1-Methylnicotinamide、Serotonin、Homo-L-arginine、alpha-Eleostearic acid、3-hydroxydecanoyl carnitine、Ecgonine、Kynurenine、Ethyl 3-oxohexanoate、Arabinosylhypoxanthine的相对丰度;
模型D:ln[P/(1-P)]=2.35×M1+1.03×M2+0.71×M3+0.68×M4+0.48×M5+0.45×M6+0.42×M7+0.39×M8+0.16×M9+0.03×M10-0.05×M11-0.12×M12-0.17×M13-0.17×M14-0.22×M15-0.39×M16-0.43×M17-0.46×M18-0.49×M19-0.54×M20-0.54×M21-0.57×M22-0.89×M23-0.97×M24-1.07×M25-1.23×M26-1.56×M27-1.93×M28+4.16,M1~M28分别为Hypoxanthine、Alanine、2-Ketobutyric acid、2-trans,4-cis-Decadienoylcarnitine、Xanthine、Octanoylcarnitine、17-Hydroxypregnenolonesulfate、Dihydrothymine、Lactic acid、Pregnenolone sulfate、3-Chlorotyrosine、Cyclohexaneacetic acid、Choline Sulfate、Trimethylamine N-oxide、Hexanoylcarnitine、2-Octenoylcarnitine、1-Methylnicotinamide、Serotonin、Docosahexaenoic acid、Decanoylcarnitine、alpha-Eleostearic acid、Homo-L-arginine、Pyruvic acid、3-hydroxydecanoyl carnitine、Ecgonine、Kynurenine、Ethyl3-oxohexanoate、Arabinosylhypoxanthine的相对丰度;
模型E:ln[P/(1-P)]=1.41×V1+0.26×V2+0.04×V3-0.01×V4-0.05×V5-0.09×V6-0.19×V7-0.2×V8-0.32×V9-0.34×V10-0.4×V11-0.48×V12-0.55×V13-0.64×V14-1.07×V15-1.58×V16+3.44,V1~V16分别为Hypoxanthine、Alanine、2-Ketobutyricacid、3-hydroxybutyrylcarnitine、Nicotine、Hippuric acid、Citrulline、Trimethylamine N-oxide、alpha-Eleostearic acid、1-Methylnicotinamide、3-hydroxydecanoylcarnitine、Ecgonine、Ethyl 3-oxohexanoate、2-trans,4-cis-Decadienoylcarnitine、Arabinosylhypoxanthine、Lysine的相对丰度;
模型F:ln[P/(1-P)]=1.51×V1+0.29×V2+0.06×V3-0.03×V4-0.03×V5-0.03×V6-0.07×V7-0.1×V8-0.21×V9-0.22×V10-0.33×V11-0.35×V12-0.39×V13-0.51×V14-0.59×V15-0.63×V16-1.12×V17-1.69×V18+3.65,V1~V18分别为Hypoxanthine、Alanine、2-Ketobutyric acid、3-hydroxybutyryl carnitine、Decanoylcarnitine、Ergothioneine、Nicotine、Hippuric acid、Trimethylamine N-oxide、Citrulline、alpha-Eleostearic acid、1-Methylnicotinamide、3-hydroxydecanoyl carnitine、Ecgonine、Ethyl 3-oxohexanoate、2-trans,4-cis-Decadienoylcarnitine、Arabinosylhypoxanthine、Lysine的相对丰度;
模型G:ln[P/(1-P)]=1.67×V1+0.34×V2+0.1×V3+0.01×V4-0.08×V5-0.08×V6-0.09×V7-0.1×V8-0.12×V9-0.23×V10-0.27×V11-0.36×V12-0.36×V13-0.38×V14-0.56×V15-0.61×V16-0.66×V17-1.2×V18-1.89×V19+4,V1~V19分别为Hypoxanthine、Alanine、2-Ketobutyric acid、Aminocaproic acid、3-hydroxybutyryl carnitine、Ergothioneine、Decanoylcarnitine、Nicotine、Hippuric acid、Trimethylamine N-oxide、Citrulline、3-hydroxydecanoyl carnitine、alpha-Eleostearic acid、1-Methylnicotinamide、Ecgonine、2-trans,4-cis-Decadienoylcarnitine、Ethyl 3-oxohexanoate、Arabinosylhypoxanthine、Lysine的相对丰度;
模型H:ln[P/(1-P)]=2.03×V1+0.47×V2+0.15×V3+0.09×V4+0.04×V5+0.03×V6+0.01×V7-0.12×V8-0.12×V9-0.13×V10-0.14×V11-0.14×V12-0.27×V13-0.36×V14-0.37×V15-0.37×V16-0.4×V17-0.43×V18-0.59×V19-0.63×V20-0.75×V21-1.37×V22-2.18×V23+4.56,V1~V22分别为Hypoxanthine、Alanine、2-Ketobutyric acid、Tiglylcarnitine、N6,N6,N6-Trimethylysine、Aminocaproic acid、Oxindole、Decanoylcarnitine、Nicotine、Ergothioneine、3-hydroxybutyryl carnitine、Hippuricacid、Trimethylamine N-oxide、Lactic acid、Citrulline、alpha-Eleostearic acid、3-hydroxydecanoyl carnitine、1-Methylnicotinamide、2-trans,4-cis-Decadienoylcarnitine、Ecgonine、Ethyl 3-oxohexanoate、Arabinosylhypoxanthine、Lysine的相对丰度;
模型I:ln[P/(1-P)]=3.08×V1+1.26×V2+0.7×V3+0.64×V4+0.41×V5+0.4×V6+0.38×V7+0.31×V8+0.31×V9+0.1×V10+0.09×V11+0.09×V12+0.04×V13-0.04×V14-0.04×V15-0.07×V16-0.12×V17-0.17×V18-0.24×V19-0.24×V20-0.26×V21-0.31×V22-0.32×V23-0.44×V24-0.44×V25-0.49×V26-0.53×V27-0.63×V28-0.73×V29-0.79×V30-0.81×V31-0.81×V32-0.85×V33-1.2×V34-1.62×V35-1.72×V36-3.68×V37+7.11,V1~V37分别为Hypoxanthine、Octanoylcarnitine、Alanine、3-hydroxydodecanoyl carnitine、Xanthine、2-Ketobutyric acid、Oxindole、Tiglylcarnitine、N6,N6,N6-Trimethylysine、Cyclohexaneacetic acid、Aminocaproicacid、Methylimidazoleacetic acid、Homo-L-arginine、Pyruvic acid、2-Octenoylcarnitine、Propionylcarnitine、Nicotine、Serotonin、Phenylacetylglutamine、Hippuric acid、Ergothioneine、3-hydroxybutyryl carnitine、alpha-Eleostearic acid、Inosine、Citrulline、Trimethylamine N-oxide、3-hydroxyoctanoyl carnitine、1-Methylnicotinamide、3-hydroxydecanoyl carnitine、Hexanoylcarnitine、Decanoylcarnitine、Ecgonine、2-trans,4-cis-Decadienoylcarnitine、Ethyl 3-oxohexanoate、Lactic acid、Arabinosylhypoxanthine、Lysine的相对丰度。
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