KR102576596B1 - Method and system for providing information to evaluate immune aging - Google Patents

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Abstract

본 발명은 림프구 아형과 출생 나이의 관계를 분석하여 면역 노화 평가 지수를 예측 또는 산출하는 면역 노화 평가를 위한 정보의 제공 방법 및 시스템에 관한 것으로, 면역세포 표면에서 발현되며 나이가 들면서 변화하는 노화 표지자를 이용하여 종합적인 노화 면역력을 객관적인 수치로 나타낼 수 있는 면역 노화 평가 지수를 제시함으로써 체계적으로 면역력을 관리할 수 있으며, 나아가 면역력 노화 및 면역반응 이상을 예비하여 건강 증진을 도모할 수 있다.The present invention relates to a method and system for providing information for immune aging assessment that predicts or calculates an immune aging evaluation index by analyzing the relationship between lymphocyte subtypes and birth age. Aging markers that are expressed on the surface of immune cells and change with age. By presenting an immune aging evaluation index that can express comprehensive aging immunity in objective numbers, immunity can be managed systematically, and furthermore, it is possible to promote health by preparing for immune aging and immune response abnormalities.

Description

면역 노화 평가를 위한 정보의 제공 방법 및 시스템{Method and system for providing information to evaluate immune aging}{Method and system for providing information to evaluate immune aging}

본 발명은 림프구 아형과 출생 나이의 관계를 분석하여 면역 노화 평가 지수를 산출하는 면역 노화 평가를 위한 정보의 제공 방법 및 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a method and system for providing information for immune aging assessment that calculates an immune aging evaluation index by analyzing the relationship between lymphocyte subtypes and birth age.

사람은 나이가 들면서 노화(aging)를 겪는데, 노화는 신체기능의 저하 및 퇴화를 일으켜 암 발생이나 세균, 바이러스 등에 의한 감염에 취약해지도록 만든다. 하지만 개인마다 노화 정도가 다르고, 또 노화가 건강한 노화(healthy aging)와 건강하지 못한 노화(unhealthy aging)로 구분되어 건강한 노화보다는 건강하지 못한 노화가 질병에 대한 감수성을 더 크게 증가시킨다. 건강하지 못한 노화는 염증노화(inflammaging)를 동반하는데, 염증노화는 지속적인 약한 수준에서의 만성 염증(chronic low grade inflammation)이며 면역 이상반응(immune disorders)으로서 암을 비롯한 다양한 자가면역질환, 치매나 알츠하이머와 같은 퇴행성 뇌 신경질환, 고혈압, 당뇨, 심혈관계 질환 등 거의 모든 만성질환(chronic diseases)의 원인이 된다. 이러한 염증노화는 주로 개인의 좋지 못한 식생활 습관과 환경 및 유전적 요인 등의 복합적인 원인에 의한 것으로, 몸의 내부에 축적되는 전염증성 사이토카인과 산화적 스트레스, 유전자 손상 및 후성유전학적 변화 등을 일으켜 면역 노화(immune aging)에 따른 급속한 면역기능 저하 또는 면역 과민반응과 같은 면역력 이상(impaired immunity)을 초래하게 된다. As people age, they experience aging. Aging causes deterioration and degeneration of body functions, making people vulnerable to cancer or infections caused by bacteria, viruses, etc. However, the degree of aging is different for each individual, and aging is divided into healthy aging and unhealthy aging, so unhealthy aging increases susceptibility to disease more than healthy aging. Unhealthy aging is accompanied by inflammation, which is chronic low grade inflammation and immune disorders, including cancer, various autoimmune diseases, dementia, and Alzheimer's disease. It is the cause of almost all chronic diseases such as degenerative brain and nerve diseases, high blood pressure, diabetes, and cardiovascular diseases. This type of inflammatory aging is mainly caused by complex causes such as an individual's poor eating habits, environmental and genetic factors, and is caused by pro-inflammatory cytokines, oxidative stress, gene damage, and epigenetic changes that accumulate inside the body. This causes a rapid decline in immune function due to immune aging or impaired immunity such as immune hypersensitivity.

특히 현대인들은 면역력에 문제를 일으킬 수 있는 영양 상태 불균형, 비만, 흡연과 음주, 스트레스 및 과로, 운동 및 수면 부족 등과 같은 다양한 위험 요소에 노출되어 있으며 이러한 복합적인 위험 요소의 개인차에 따라 면역력이 노화 또는 저하되는 정도가 다르다고 할 수 있다.In particular, modern people are exposed to various risk factors that can cause problems with immunity, such as nutritional imbalance, obesity, smoking and drinking, stress and overwork, lack of exercise and sleep, etc. Depending on individual differences in these complex risk factors, immunity may decline with aging or It can be said that the degree of degradation is different.

하지만 면역체계는 매우 복잡하여 현재로서는 이렇게 개인마다 다른 면역력을 종합적이며 과학적으로 진단하고 평가할 만한 기술이 없는 실정이며, 대부분의 면역력 관리는 사실상 개인의 느낌에 의존하여 이루어지게 되어 정확하지 않다는 문제가 있다. However, the immune system is very complex, and there is currently no technology to comprehensively and scientifically diagnose and evaluate immunity, which varies from individual to individual, and most immunity management is actually carried out based on individual feelings, which has the problem of being inaccurate. .

이런 이유로 나이가 들면서 본인의 면역력에 문제가 생기거나 급격하게 면역력이 노화되어 문제가 발생하더라도 이를 인지하기 어려워 면역력을 집중적으로 관리해야 하는 골든 타임(golden time)을 놓치게 되며, 이것이 훗날 암이나 감염질환 또는 다양한 자가면역질환 등과 같은 노인성 중증 면역질환의 단초가 될 수도 있다. 따라서 이제는 세계적으로도 고령화 시대에 접어든 상황인 만큼 현재 면역력을 제대로 알고 관리하기 위한 종합적이며 체계적인 면역 진단 기술과 면역력 관리 시스템의 개발이 절실히 요구되고 있다.For this reason, as you age, it is difficult to recognize even if a problem occurs with your immune system or a problem occurs due to rapid aging of your immune system, so you miss the golden time to intensively manage your immunity, which can lead to cancer or infectious diseases in the future. Alternatively, it may be the starting point of severe senile immune diseases such as various autoimmune diseases. Therefore, as the world has entered an aging era, there is an urgent need for the development of comprehensive and systematic immune diagnosis technology and immunity management systems to properly understand and manage immunity.

일본 등록특허 제5030109호Japanese Patent No. 5030109 미국 등록특허 제8815524호US Patent No. 8815524

본 발명은 노화로 인해 발현 정도가 변화하는 림프구 아형을 이용하여 면역 노화 평가 지수를 산출하기 위한 면역 노화 평가를 위한 정보의 제공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to provide a method of providing information for evaluating immune aging to calculate an immune aging evaluation index using lymphocyte subtypes whose expression level changes due to aging.

또한, 본 발명은 노화로 인해 발현 정도가 변화하는 림프구 아형을 이용하여 면역 노화 평가 지수를 산출하기 위한 면역 노화 평가를 위한 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.Additionally, the purpose of the present invention is to provide a system for evaluating immune aging to calculate an immune aging evaluation index using lymphocyte subtypes whose expression level changes due to aging.

본 발명자들은 나이가 들면서 신체 조직이나 장기가 노화를 겪는 것처럼 면역력도 노화되는 현상에 착안해 출생 나이에 따라 의미 있게 감소하거나 증가하는 면역세포의 특이적인 노화 표지자(marker)에 근거하여 종합적인 노화 면역력을 수치화할 수 있는 면역 노화 평가 지수를 개발함으로써 면역 노화 평가를 위한 정보의 제공 방법 및 시스템에 관한 본 발명을 완성하였다.The present inventors focused on the phenomenon that immunity also ages, just as body tissues and organs age with age, and developed a comprehensive aging immunity system based on specific aging markers of immune cells that significantly decrease or increase depending on birth age. The present invention regarding a method and system for providing information for evaluating immune aging was completed by developing an immune aging evaluation index that can quantify .

본 발명의 일 양상은 a) 피험자로부터 출생 나이 및 생물학적 시료를 수득하는 단계; b) 상기 생물학적 시료로부터 림프구 아형을 측정하는 단계; c) 상기 림프구 아형과 출생 나이의 상관관계 분석을 실시하여 결정계수(r2) ≥ 0.01이고, 유의확률(p value) < 0.05인 림프구 아형을 1차 선택하는 단계; d) 상기 1차 선택된 림프구 아형 간의 다중공선성 진단을 실시하여 분산팽창계수(VIF) < 10 또는 공차한계 ≥ 0.1인 림프구 아형을 2차 선택하는 단계; e) 상기 2차 선택된 림프구 아형에 대해 선형 다중회귀분석을 실시하여 결정계수가 가장 높은 것을 면역 노화 세포 아형으로 결정하는 단계; 및 f) 상기 면역 노화 세포 아형을 이용하여 면역 노화 평가 지수를 산출하는 단계를 포함하는 면역 노화 평가를 위한 정보의 제공 방법을 제공한다.One aspect of the invention includes the steps of a) obtaining birth age and biological samples from a subject; b) measuring lymphocyte subtypes from the biological sample; c) conducting a correlation analysis between the lymphocyte subtype and birth age to first select a lymphocyte subtype with a coefficient of determination (r 2 ) ≥ 0.01 and a significance probability (p value) <0.05; d) performing multicollinearity diagnosis among the first selected lymphocyte subtypes to secondarily select lymphocyte subtypes with variance inflation factor (VIF) <10 or tolerance limit ≥ 0.1; e) performing a linear multiple regression analysis on the second selected lymphocyte subtypes and determining the one with the highest coefficient of determination as the immunosenescent cell subtype; and f) calculating an immune senescence evaluation index using the immune senescence cell subtype.

본 발명에서 사용된 “면역 노화 평가”는 노화에 의해 면역 기능이 변화하는 정도, 즉 면역 노화가 진행되는 정도를 예측 또는 측정하는 것을 의미하며, 본 발명에서는 림프구 아형과 출생 나이의 관계를 분석하여 면역력을 객관적으로 나타낼 수 있는 면역 노화 평가 지수를 통해 평가할 수 있다.“Immune aging assessment” used in the present invention means predicting or measuring the degree to which immune function changes due to aging, that is, the degree to which immune aging progresses. In the present invention, the relationship between lymphocyte subtypes and birth age is analyzed. Immunity can be evaluated through the immune aging evaluation index, which can objectively indicate immunity.

본 발명에서 사용된 "면역 노화 평가 지수”는 노화에 의해 면역 기능이 변화하는 정도 또는 면역 노화가 진행되는 정도를 수치화한 객관적인 척도를 의미하며, 본 발명에서는 면역 노화 평가 지수로서 면역 나이, 면역 노화도, 면역 노화 스코어, 면역 노화 지수 및 면역 나이 차이를 제시한다.The “immune aging evaluation index” used in the present invention refers to an objective measure that quantifies the degree to which immune function changes due to aging or the degree to which immune aging progresses. In the present invention, the immune aging evaluation index includes immune age and immune aging. , immune aging score, immune aging index, and immune age differences are presented.

상기 a) 내지 f) 단계에 대해 다음에서 자세히 살펴본다.The above steps a) to f) will be discussed in detail below.

상기 a) 단계는 면역 노화 평가 지수를 산출하기 위한 정보로서 출생 나이 및 생물학적 시료를 얻는 과정이다.Step a) is a process of obtaining birth age and biological samples as information for calculating the immune aging evaluation index.

본 발명에서 사용된 "피험자"는 면역 노화 평가가 필요한 대상을 의미한다. 본 발명에서는 건강한 성인 남녀이거나 질병이 의심되는 고위험군 노인 또는 질병에 대해 진단받은 환자 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.As used herein, “subject” refers to a subject in need of immune aging evaluation. In the present invention, they may be healthy adult men and women, high-risk elderly people suspected of having a disease, or patients diagnosed with a disease, but are not limited thereto.

본 발명에서 사용된 "출생 나이(chronological age)"는 출생 시부터 경과하여 매년 증가하게 되는 나이를 의미하며, 면역 노화 평가 지수를 산출하는 시점에서 피험자의 생존한 연수가 해당된다. As used in the present invention, “chronological age” refers to the age that increases every year since birth, and corresponds to the number of years the subject has survived at the time of calculating the immune aging evaluation index.

예를 들면, 피험자가 만 30세인 경우, 출생 나이가 30세이다.For example, if the subject is 30 years old, the birth age is 30 years old.

본 발명에서 사용된 "생물학적 시료"는 생체에서 유래되어 생체 변화를 알아낼 수 있는 핵산, 유전자, 펩티드, 아미노산, 단백질, 지질, 당, 당지질, 당단백질 등과 같은 유기 생체 분자들뿐만 아니라 세포, 조직을 포함하는 시료를 의미한다. 본 발명에서는 면역세포를 포함하는 시료라면 제한되지 않는다.“Biological samples” used in the present invention include cells and tissues as well as organic biomolecules such as nucleic acids, genes, peptides, amino acids, proteins, lipids, sugars, glycolipids, and glycoproteins that are derived from living organisms and can detect biological changes. It refers to the sample containing. In the present invention, there is no limitation as long as the sample contains immune cells.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 a) 단계의 생물학적 시료는 혈액, 혈장, 혈청, 림프액, 조직액, 림프절 및 암조직으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the biological sample in step a) may be one or more types selected from the group consisting of blood, plasma, serum, lymph fluid, tissue fluid, lymph nodes, and cancer tissue.

상기 생물학적 시료는 면역세포 중 림프구를 포함하는 혈액인 것이 바람직하다.The biological sample is preferably blood containing lymphocytes among immune cells.

상기 b) 단계는 생물학적 시료에 포함된 면역세포 중 림프구 아형을 측정하는 과정이다.Step b) is a process of measuring lymphocyte subtypes among immune cells included in the biological sample.

본 발명에서 사용된 "림프구(lymphocyte)”는 골수에 있는 줄기세포로부터 혈액 세포가 분화되는 과정에서 조혈줄기세포가 림프계 전구세포로 분화 및 성숙하여 만들어진 백혈구의 일종으로, 성숙된 림프구는 크게 골수에서 유래하는 B 림프구와 흉선에서 유래하는 T 림프구와 자연살해(natural killer, NK) 세포로 나눌 수 있다. 본 발명에서는 면역 노화 평가를 위해 T 림프구, NK 세포 등의 림프구를 림프구 아형의 측정 대상으로 한다.“Lymphocyte” used in the present invention is a type of white blood cell created by differentiating and maturing hematopoietic stem cells into lymphoid progenitor cells during the differentiation of blood cells from stem cells in the bone marrow. Mature lymphocytes are largely produced in the bone marrow. They can be divided into B lymphocytes derived from the thymus, T lymphocytes derived from the thymus, and natural killer (NK) cells. In the present invention, lymphocytes such as T lymphocytes and NK cells are targeted for measurement of lymphocyte subtypes for the evaluation of immune aging. .

상기 T 림프구는 아직 항원을 만나지 못한 미접촉 T 세포(naive T cell), 항원을 만나 기능별로 분화한 보조 T 세포(helper T cell), 세포독성 T 세포(cytotoxic T cell) 및 자연살해 T 세포(natural killer T cell), 그리고 기억 T 세포(memory T cell)와 조절 T 세포(regulatory T cell) 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The T lymphocytes include naive T cells that have not yet encountered an antigen, helper T cells that have differentiated by function after encountering an antigen, cytotoxic T cells, and natural killer T cells. killer T cells), memory T cells, regulatory T cells, etc., but are not limited thereto.

본 발명에서 사용된 "림프구 아형(subset)”은 림프구의 표면에 존재하는 항원분자, 즉 표지자(marker)에 따라 구분한 세포집단을 의미한다. 주요 표지자들로는 표면 면역글로불린(surface immunoglobulin), 분화 관련 항원(differentiation antigen) 및 막 수용체(membrane receptor)가 있으며, 주로 CD(cluster of differentiation) 항원이라 한다.“Lymphocyte subtype” as used in the present invention refers to a cell group classified according to antigen molecules, i.e. markers, present on the surface of lymphocytes. Main markers include surface immunoglobulin and differentiation-related There are differentiation antigens and membrane receptors, and they are mainly called CD (cluster of differentiation) antigens.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 b) 단계의 림프구 아형은 CD3, CD8, CD56, CD27, CD28, CD45RO, CD57, CD62L, CD70, CD95, CD197, TIGIT, VISTA 및 CD85j로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 발현하거나 발현하지 않는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the lymphocyte subtype in step b) is 1 selected from the group consisting of CD3, CD8, CD56, CD27, CD28, CD45RO, CD57, CD62L, CD70, CD95, CD197, TIGIT, VISTA and CD85j. It may or may not express a species abnormality.

보다 구체적으로, 상기 림프구 아형은 CD3, CD8, CD56, CD27, CD28, CD45RO, CD57, CD62L, CD70, CD95, CD197, TIGIT, VISTA 및 CD85j로 이루어진 군에서 선택된 2종 이상을 발현하거나 발현하지 않는 것일 수 있다. More specifically, the lymphocyte subtype expresses or does not express two or more types selected from the group consisting of CD3, CD8, CD56, CD27, CD28, CD45RO, CD57, CD62L, CD70, CD95, CD197, TIGIT, VISTA and CD85j. You can.

예를 들면, 상기 림프구 아형은 림프구가 TIGIT를 발현하지 않거나 (TIGIT-), CD3 및 CD8를 모두 발현하거나 (CD3+CD8+), 또는 CD28를 발현하면서 TIGIT를 발현하지 않을 수 있다 (CD28+TIGIT-).For example, the lymphocyte subtype may include lymphocytes that do not express TIGIT (TIGIT-), express both CD3 and CD8 (CD3+CD8+), or express CD28 but not TIGIT (CD28+TIGIT-). ).

상기 림프구 아형을 측정하는 과정에서는 생물학적 시료에 포함된 면역세포 중 림프구에 해당하는 표지자를 인식하여 분리하고 특정 표지자를 가지는 림프구 아형의 비율을 측정한다. 림프구 아형을 측정하기 위해서는 표지자에 특이적으로 결합할 수 있는 항체를 이용할 수 있다.In the process of measuring the lymphocyte subtype, markers corresponding to lymphocytes among immune cells contained in a biological sample are recognized and separated, and the ratio of lymphocyte subtypes with a specific marker is measured. To measure lymphocyte subtypes, antibodies that can specifically bind to markers can be used.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 b) 단계의 측정은 유세포 분석기를 이용하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the measurement in step b) may be performed using a flow cytometer.

상기 유세포 분석기(Flow cytometry)는 항원-항체 반응을 이용하여 유액 상태의 세포가 일정 감지 지역을 통과할 때 각각의 입자나 세포에 결합된 형광물질의 발현 강도(mean fluorescence intensity)를 신속하게 측정하는 장비로, 세포의 크기, 세포 내부 조성 정도, 세포 기능 인지 등의 세포 고유의 특성을 측정하고 이를 통해 특정 세포만을 분리(sorting)할 수 있다. 이러한 유세포 분석기를 통해 전체 면역세포의 분포와 면역세포 간의 상대적인 비율을 측정할 수 있다.The flow cytometry uses an antigen-antibody reaction to quickly measure the mean fluorescence intensity of fluorescent substances bound to each particle or cell when cells in a fluid state pass through a certain detection area. With this equipment, cell-specific characteristics such as cell size, cell internal composition, and cell function recognition can be measured and only specific cells can be sorted. Through this flow cytometer, the distribution of total immune cells and the relative ratios between immune cells can be measured.

상기 c) 내지 e) 단계는 림프구 아형과 출생 나이의 관계를 분석하여 면역 노화 평가에 이용될 수 있는 노화 표지자를 포함하는 유효한 림프구 아형을 선별하는 과정이다.Steps c) to e) are a process of analyzing the relationship between lymphocyte subtypes and birth age to select effective lymphocyte subtypes containing aging markers that can be used to evaluate immune aging.

상기 림프구 아형은 14개의 노화 표지자 발현 여부에 따라 수십에서 수백 개의 조합이 나올 수 있으며, 다수의 림프구 아형 중 면역력 또는 면역 노화와 관련성이 높은 림프구 아형, 즉 면역 노화 세포 아형에 대해 출생 나이와의 관계 분석을 실시하는 것이 바람직하다. The above lymphocyte subtypes can come in dozens to hundreds of combinations depending on the expression of 14 aging markers. Among the many lymphocyte subtypes, the lymphocyte subtype that is highly related to immunity or immunosenescence, that is, the immunosenescence cell subtype, has a relationship with birth age. It is advisable to conduct analysis.

상기 면역 노화 세포 아형은 전체 림프구 아형과 출생 나이(cAge)의 상관관계 분석(correlation analysis)을 실시하여 결정계수(coefficient of determination, r2) ≥ 0.01이고, 유의확률(p value) < 0.05인 림프구 아형을 1차 선택하고, 1차 선택된 림프구 아형 간의 다중공선성(multicollinearity) 진단을 실시하여 분산팽창계수(variation inflation factor, VIF) < 10 또는 공차한계(tolerance limit) ≥ 0.1인 림프구 아형을 2차 선택한 후 2차 선택된 림프구 아형에 대해 선형 다중회귀분석을 실시하여 결정계수가 가장 높은 것으로 구성된다. 여기서 결정계수가 0.5 이상인 경우 면역 노화 평가에 이용될 수 있는 유효한 림프구 아형으로 볼 수 있다.The immune senescent cell subtype is a lymphocyte with a coefficient of determination (r 2 ) ≥ 0.01 and a significance probability (p value) < 0.05 by performing correlation analysis between all lymphocyte subtypes and birth age (cAge). A subtype is selected first, and multicollinearity among the first selected lymphocyte subtypes is diagnosed, and lymphocyte subtypes with a variation inflation factor (VIF) < 10 or tolerance limit ≥ 0.1 are selected as secondary subtypes. After selection, linear multiple regression analysis is performed on the second selected lymphocyte subtypes, and the one with the highest coefficient of determination is selected. Here, if the coefficient of determination is 0.5 or more, it can be considered a valid lymphocyte subtype that can be used to evaluate immune aging.

이러한 림프구 아형과 출생 나이의 상관관계 분석은 통상의 통계 프로그램을 이용하여 수행될 수 있다.This correlation analysis between lymphocyte subtypes and birth age can be performed using a common statistical program.

상기 f) 단계는 출생 나이를 참고하여 면역 노화 세포 아형을 통계적으로 분석하여 면역 노화 평가 지수를 산출하는 과정이다.Step f) is a process of calculating an immunosenescence evaluation index by statistically analyzing immunosenescence cell subtypes with reference to birth age.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 f) 단계는 면역 노화 평가 지수, 즉 면역 나이, 면역 노화도, 면역 노화 스코어, 면역 노화 지수 및 면역 나이 차이를 산출하는 일련의 통계 처리를 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, step f) may include a series of statistical processing to calculate the immune aging evaluation index, that is, immune age, immune senescence degree, immune senescence score, immune senescence index, and immune age difference. .

보다 구체적으로, 상기 f) 단계는 i) 상기 e) 단계에서 실시된 면역 노화 세포 아형에 대한 선형 다중회귀분석(multiple linear regression)에서 얻은 상수 및 노화 표지자에 대한 비표준화 계수(unstandardized predicted value)를 하기 수학식 1에 적용하여 비표준화 예측값인 U-value를 산출하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.More specifically, step f) includes i) unstandardized predicted values for the constants and aging markers obtained from the multiple linear regression analysis of the immunosenescent cell subtypes performed in step e). It may include the step of calculating U-value, which is a non-standardized predicted value, by applying Equation 1 below.

상기 수학식 1에서, β0는 상수이고, βn는 n번째 노화 표지자에 대한 비표준화 계수이고, Xn은 유세포 분석을 통해 얻은 n번째 노화 표지자를 포함하는 면역 노화 세포 아형의 분포율 % 값이다.In Equation 1, β 0 is a constant, βn is the unnormalized coefficient for the nth aging marker, and Xn is the distribution percentage value of the immunosenescence cell subtype including the nth aging marker obtained through flow cytometry.

상기 U-value는 노화 표지자에 대한 결과를 종합해 하나의 수치로 얻게 되는 종합 노화 면역력을 나타낸다. The U-value represents the comprehensive aging immunity obtained by combining the results of aging markers into a single number.

예를 들면, 20세부터 85세 사이의 건강한 성인 남자 100명 및 여자 100명을 포함한 총 200명의 테스트 모집단(test participant)으로부터 혈액을 얻어 유세포 분석을 실시하고 선별된 노화 표지자들을 분석한 다음 이들의 결과를 독립 변수로, 테스트 모집단의 출생 나이를 종속 변수로 각각 설정하여 출생 나이 예측이 가능한 다중 선형회귀분석을 실시해 비표준화 예측 값을 구한다. For example, blood was obtained from a total of 200 test participants, including 100 healthy adult men and 100 women aged between 20 and 85 years old, flow cytometry was performed, selected aging markers were analyzed, and then their By setting the result as an independent variable and the birth age of the test population as a dependent variable, a multiple linear regression analysis that can predict birth age is performed to obtain an unstandardized prediction value.

하기 표 1은 출생 나이 (20세, 40세, 50세, 60세, 70세 및 80세)가 서로 다른 6명의 4가지 노화 표지자 (X3, X5, X7 및 X9)에 대한 유세포 분석 결과 값을 분포율 %로 나타낸 것이며, 도 3은 4가지 노화 표지자의 결정계수를 나타낸 것으로, 결정계수가 점차 증가하는 것을 보여준다.Table 1 below shows the flow cytometry results for four aging markers (X3, X5, X7, and It is expressed in percentage distribution, and Figure 3 shows the coefficient of determination of four aging markers, showing that the coefficient of determination gradually increases.

출생 나이birth age 분포율 (%)Distribution rate (%) X3X3 X5X5 X7X7 X9X9 2020 2626 1212 1212 1212 4040 1212 3030 2424 1616 5050 2020 1818 1717 2424 6060 5454 2424 4646 3232 7070 4242 5454 3232 4646 8080 3636 3636 5454 5454

하기 표 2는 상기 표 1의 데이터 세트를 이용해 선형 회귀분석 모형을 만들고 노화 표지자의 분포율 % 값을 적용하여 구한 U-value를 나타낸 것이며, 도 4는 U-value와 출생 나이에 대한 산점도이다.Table 2 below shows the U-value obtained by creating a linear regression model using the data set in Table 1 and applying the % distribution rate of aging markers, and Figure 4 is a scatter plot of U-value and birth age.

출생 나이birth age U-valueU-value X3X3 X5X5 X7X7 X9X9 2020 4949 3636 3333 3030 4040 3838 5454 4646 3535 5050 4444 4242 3838 4545 6060 7171 4848 7070 5555 7070 6161 7979 5555 7272 8080 5757 6161 7979 8282

여기서 각 노화 표지자에 대한 U-value 분포의 최소값 및 최대값을 분석한 결과, X3 (R2=0.312)는 각각 38 및 71, X5 (R2=0.519)는 각각 36 및 79, X7 (R2=0.712)은 각각 33 및 79, X9 (R2=0.918)은 30 및 82인 것으로, 수식 모형의 결정계수가 증가할수록 U-value의 관측 범위가 실제 출생 나이 범위에 수렴하지만 반대로 결정계수가 작아질수록 U-value의 관측 폭이 좁아진다는 것을 알 수 있다. 그렇기 때문에 노화 표지자를 이용해 만든 다중 선형회귀분석 모형의 결정계수 값이 작아질수록 관측되는 U-value는 면역 노화 평가 지수로 적합하지 않다.Here, as a result of analyzing the minimum and maximum values of the U-value distribution for each aging marker, X3 (R 2 =0.312) was 38 and 71, respectively, X5 (R 2 =0.519) was 36 and 79 , and = 0.712 ) are 33 and 79, respectively, and It can be seen that the larger the value, the narrower the observation range of U-value becomes. Therefore, as the coefficient of determination of the multiple linear regression model created using aging markers decreases, the observed U-value is not suitable as an immune aging evaluation index.

또한, 상기 f) 단계는 상기 i) 단계 이후, ii) 상기 U-value을 하기 수학식 2에 적용하여 표준화한 S-value를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, step f) may further include, after step i), ii) calculating a standardized S-value by applying the U-value to Equation 2 below.

상기 수학식 2에서, X는 테스트 모집단 내 각 개체의 U-value이고, μ는 테스트 모집단 전체 U-value의 평균이고, σ는 테스트 모집단 전체 U-value의 표준편차(standard deviation, SD)이다.In Equation 2 above,

상기 S-value는 U-value를 숫자 0을 중심으로 -4에서 +4 사이에서 표현될 수 있는 표준화 값(standardized predicted value)으로 변환한 것으로, 소수점 셋째 자리까지 표현되는 정수이다. 이러한 S-value가 양의 방향으로 크기가 증가할수록 노화되는 것을 의미한다.The S-value is a converted U-value into a standardized predicted value that can be expressed between -4 and +4 with the number 0 as the center, and is an integer expressed to three decimal places. This means that as the S-value increases in the positive direction, aging occurs.

하기 표 3은 상기 표 2의 U-value를 표준화하여 얻은 S-value를 나타낸 것이다.Table 3 below shows the S-value obtained by standardizing the U-value of Table 2 above.

출생 나이birth age S-valueS-value X3X3 X5X5 X7X7 X9X9 2020 -0.404-0.404 -1.250-1.250 -1.250-1.250 -1.227-1.227 4040 -1.403-1.403 0.0740.074 -1.454-1.454 -0.964-0.964 5050 -0.832-0.832 -0.809-0.809 -0.919-0.919 -0.438-0.438 6060 1.5931.593 -0.368-0.368 1.0071.007 0.0880.088 7070 0.7370.737 1.8381.838 0.0770.077 1.0081.008 8080 0.3090.309 0.5150.515 1.5381.538 1.5331.533

또한, 상기 f) 단계는 iii) 상기 S-value를 하기 수학식 3에 적용하여 정규화한 Z-score를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, step f) may further include iii) calculating a normalized Z-score by applying the S-value to Equation 3 below.

상기 수학식 3에서, X는 테스트 모집단 내 각 개체의 S-value이고, Xmin은 테스트 모집단 전체 S-value의 최소값이고, Xmax는 테스트 모집단 전체 S-value의 최대값이다.In Equation 3 above, X is the S-value of each individual in the test population, Xmin is the minimum S-value of the entire test population, and Xmax is the maximum S-value of the entire test population.

상기 Z-score는 S-value를 0과 1 사이에서 표현되도록 정규화(normalization)를 진행하여 변환한 것으로, 소수점 셋째 자리까지 표현되는 실수이다.The Z-score is converted by normalizing the S-value to be expressed between 0 and 1, and is a real number expressed up to three decimal places.

하기 표 4는 상기 표 3의 S-value를 정규화하여 얻은 Z-score를 나타낸 것이다. Table 4 below shows the Z-score obtained by normalizing the S-value in Table 3 above.

출생 나이birth age Z-scoreZ-score X3X3 X5X5 X7X7 X9X9 2020 0.3330.333 0.0000.000 0.0000.000 0.0000.000 4040 0.0000.000 0.4290.429 0.2860.286 0.0950.095 5050 0.1900.190 0.1430.143 0.1190.119 0.2860.286 6060 1.0001.000 0.2860.286 0.8100.810 0.4760.476 7070 0.7140.714 1.0001.000 0.4760.476 0.8100.810 8080 0.5710.571 0.5710.571 1.0001.000 1.0001.000

또한, 상기 f) 단계는 iv) 상기 Z-score와 출생 나이를 하기 수학식 4에 적용하여 면역 나이(cellular immune Age, ciAge)를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, step f) may further include step iv) calculating immune age (cellular immune age, ciAge) by applying the Z-score and birth age to Equation 4 below.

상기 면역 나이는 Z-score로 표현되는 상대적인 노화 면역력과 출생 나이가 선형 관계를 가진다는 전제하에, 출생 나이 중 20세를 0으로, 85세를 1로 간주하여 Z-score와 일대일 대응 관계가 성립하는 것으로 가정하여 전단사 함수를 통해 얻은 면역 노화 평가 지수이다. 이러한 면역 나이는 0과 1 사이에서 관측되는 모든 Z-score가 20세 내지 85세 사이로 변환될 수 있다.The immune age is a one-to-one correspondence with the Z-score by considering 20 years of age at birth as 0 and 85 years of age as 1, under the premise that there is a linear relationship between relative aging immunity expressed in Z-score and birth age. It is an immune aging evaluation index obtained through a bijective function assuming that This immune age can be converted to between 20 and 85 years, with all Z-scores observed between 0 and 1.

상기 표 4에서 Z-score가 0인 경우를 테스트 표본 6명 가운데 출생 나이가 가장 적은 20세의 노화 면역력으로, Z-score가 1인 경우를 출생 나이가 가장 많은 80세의 노화 면역력으로 가정하여 서로 일대일 대응하는 전단사 함수 (수학식 4)를 통해 면역 나이를 구한다 (표 5). 도 5는 면역 나이와 출생 나이에 대한 산점도이다.In Table 4 above, assuming that the Z-score is 0 is the aging immunity of the 20-year-old with the lowest birth age among the 6 test samples, and that the Z-score is 1 is the aging immunity of the highest birth age of 80, The immune age is obtained through bijective functions (Equation 4) that correspond one-to-one to each other (Table 5). Figure 5 is a scatter plot of immune age and birth age.

출생 나이birth age 면역 나이(ciAge)Immune age (ciAge) X3X3 X5X5 X7X7 X9X9 2020 4040 2020 2020 2020 4040 2020 4646 3737 2626 5050 3131 2929 2727 3737 6060 8080 3737 6969 4949 7070 6363 8080 4949 6969 8080 5454 5454 8080 8080

여기서 면역 나이의 분포 범위는 결정계수 값이 크고 작음에 관계없이 실제 출생 나이 범위 구간인 20 ~ 80세 사이에 모두 수렴하므로, 면역 노화 평가 지수로서 U-value 보다는 면역 나이를 사용하는 것이 더 합리적이다.Here, the distribution range of immune age all converges within the actual birth age range of 20 to 80 years, regardless of whether the coefficient of determination is large or small, so it is more reasonable to use immune age rather than U-value as an immune aging evaluation index. .

또한, 상기 f) 단계는 v) 상기 Z-score를 하기 수학식 5에 적용하여 면역 노화도(ri-Degree)를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, step f) may further include step v) calculating the degree of immune senescence (ri-Degree) by applying the Z-score to Equation 5 below.

상기 면역 노화도는 Z-score 값을 백분율로 변환한 것으로, 0 내지 100%의 범위로 관측된다.The degree of immune senescence is a Z-score value converted into a percentage, and is observed in the range of 0 to 100%.

또한, 상기 f) 단계는 vi) 상기 S-value를 하기 수학식 6에 적용하여 면역 노화 스코어(ri-Score)를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, step f) may further include the step vi) of calculating an immune aging score (ri-Score) by applying the S-value to Equation 6 below.

상기 면역 노화 스코어는 -4에서 +4의 범위 내 정수이며, 양의 방향으로 면역 노화 스코어가 커질수록 면역력이 덜 노화되어 건강하다는 것을 의미한다.The immune aging score is an integer in the range of -4 to +4, and as the immune aging score increases in the positive direction, it means that the immune system is less aged and healthy.

또한, 상기 f) 단계는 vii) 상기 면역 나이(ciAge)와 출생 나이(cAge)를 하기 수학식 7에 적용하여 면역 노화 지수(ri-Index)를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, step f) may further include the step of calculating the immune aging index (ri-Index) by applying the immune age (ciAge) and birth age (cAge) to Equation 7 below.

상기 면역 노화 지수는 면역 나이와 출생 나이 사이의 비율을 의미하며, 면역 나이가 출생 나이보다 클수록 면역 노화 지수는 증가하고 반대로 면역 나이가 출생 나이보다 작을수록 면역 노화 지수는 감소하게 된다.The immune aging index refers to the ratio between immune age and birth age. As the immune age is greater than the birth age, the immune aging index increases, and conversely, as the immune age is smaller than the birth age, the immune aging index decreases.

또한, 상기 f) 단계는 viii) 상기 면역 나이(ciAge)와 출생 나이(cAge)를 하기 수학식 8에 적용하여 면역 노화 차이(Immune Age Difference, IAD)를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, step f) may further include step viii) calculating the immune age difference (Immune Age Difference, IAD) by applying the immune age (ciAge) and birth age (cAge) to Equation 8 below.

상기 면역 노화 차이는 면역 나이에서 출생 나이를 산술적으로 뺀 값을 의미하며, 면역 나이 차이가 양수로 클수록 선별된 노화 표지자 중 면역 억제와 관련된 표지자의 발현이 증가하는 반면 면역 활성과 관련된 표지자의 발현이 감소하는 것이고, 면역 나이 차이가 음수로 작아질수록 선별된 노화 표지자 중 면역 억제와 관련된 표지자의 발현이 감소하는 반면 면역 활성과 관련된 표지자의 발현이 증가하는 것을 의미한다.The immune aging difference means the arithmetically subtracted birth age from the immune age. As the immune age difference becomes a positive number, the expression of markers related to immune suppression among the selected aging markers increases, while the expression of markers related to immune activity increases. This means that as the immune age difference becomes smaller and more negative, the expression of markers related to immune suppression among the selected aging markers decreases, while the expression of markers related to immune activity increases.

이러한 면역 노화 차이는 6구간으로 분류되어 면역 진단 관리 레퍼런스(reference)로 활용될 수 있으며, 자가면역질환, 알레르기, 암, 감염질환 등의 위험 질환을 예상하고 이를 대비하기 위한 예방 계획을 수립할 수 있다.These differences in immune aging can be classified into 6 sections and used as a reference for immune diagnosis management, and can be used to predict risk diseases such as autoimmune diseases, allergies, cancer, and infectious diseases and establish prevention plans to prepare for them. there is.

보다 구체적으로, 상기 면역 노화 차이는 -14 미만인 경우 과다면역 주의 N3 구간으로 지나친 면역활성 상태이며, -14 이상 및 -7 미만인 경우 관리면역 N2 구간으로 건강한 정상인 범위이지만 면역활성 강세인 상태이며, -7 이상 및 0 이하인 경우 안정면역 N1 구간으로 온화한 면역활성 우세 상태이며, 0 초과 및 +7 이하인 경우 안정면역 P1 구간으로 온화한 면역억제 우세 상태이며, +7 초과 및 +14 이하인 경우 관리면역 P2 구간으로 건강한 정상인 범위이지만 면역저하 강세 상태이며, +14 초과인 경우 면역저하 주의 P3 구간으로 지나친 면역저하 상태로 분류될 수 있다.More specifically, the difference in immune aging is less than -14, which is the N3 range of hyperimmune caution, which is a state of excessive immune activity. If it is more than -14 and less than -7, it is the N2 range of managed immunity, which is a healthy normal range but a state of strong immune activity, - If it is above 7 and below 0, it is in the N1 range of stable immunity and is in a state of mild immune activity dominance. If it is above 0 and below +7, it is in the P1 range of stable immunity and is in a state of mild immunosuppression. If it is above +7 and below +14, it is in the P2 range of managed immunity. Although it is within the healthy normal range, it is in a state of strong immunity. If it exceeds +14, it can be classified as excessively low immunity, in the P3 range of warning for low immunity.

본 발명의 일 구체예에 따른 면역 노화 평가를 위한 정보의 제공 방법은 컴퓨터 장치를 이용한 시스템으로 구현될 수 있다.The method of providing information for assessing immune aging according to one embodiment of the present invention may be implemented as a system using a computer device.

본 발명의 다른 양상은 전술한 면역 노화 평가를 위한 정보 처리 시스템을 제공한다. Another aspect of the present invention provides an information processing system for assessing immune aging as described above.

보다 구체적으로, 상기 시스템(100)은 도 2를 참고하여, 피험자의 출생 나이 및 림프구 아형에 대한 정보를 입력하는 입력부(110); 상기 정보를 이용하여 면역 노화 세포 아형을 선별하는 처리부(120); 및 상기 면역 노화 세포 아형을 이용하여 면역 노화 평가 지수를 산출하는 산출부(130)를 포함하는 것일 수 있다. More specifically, with reference to FIG. 2, the system 100 includes an input unit 110 for inputting information about the subject's birth age and lymphocyte subtype; a processing unit 120 that selects immune senescent cell subtypes using the information; And it may include a calculation unit 130 that calculates an immune senescence evaluation index using the immune senescence cell subtype.

여기서 전술한 내용과 공통된 내용에 대한 설명은 과도한 복잡성을 피하기 위하여 그 기재를 생략한다.Here, descriptions of content common to the above-mentioned content are omitted to avoid excessive complexity.

상기 입력부(110)는 면역 노화 평가를 위한 근거가 되는 피험자의 정보를 입력받는다. 상기 정보로는 평가 시점에서의 출생 나이 및 림프구 아형에 대해 수집될 수 있다.The input unit 110 receives subject information that serves as a basis for evaluating immune aging. The information may be collected regarding age at birth and lymphocyte subtype at the time of assessment.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 림프구 아형에 대한 정보는 유세포 분석기로부터 얻은 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the information about the lymphocyte subtype may be obtained from a flow cytometer.

이러한 정보는 사용자의 입력 또는 저장매체로부터 수집되거나, 유세포 분석기와의 연동을 통해 수집될 수 있다.This information may be collected from user input or storage media, or may be collected through linkage with a flow cytometer.

상기 처리부(120)는 면역 노화 평가를 위한 시스템 중 가장 핵심이 되는 구성요소로, 입력된 정보 간의 관계를 분석하여 면역 노화 평가에 이용될 수 있는 노화 표지자를 포함하는 유효한 림프구 아형, 즉 면역 노화 세포 아형을 선별한다.The processing unit 120 is the most core component of the system for evaluating immune aging, and analyzes the relationship between input information to determine effective lymphocyte subtypes containing aging markers that can be used to evaluate immune aging, that is, immunosenescent cells. Select the subtype.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 처리부는 림프구 아형과 출생 나이의 관계를 분석하는, 면역 노화 세포 아형을 선별하기 위한 일련의 처리부로 구성된다.According to one embodiment of the present invention, the processing unit is composed of a series of processing units for analyzing the relationship between lymphocyte subtypes and birth age and for selecting immunosenescent cell subtypes.

보다 구체적으로, 상기 처리부(120)는 림프구 아형과 출생 나이의 상관관계 분석을 실시하여 결정계수(r2) ≥ 0.01이고, 유의확률(p value) < 0.05인 림프구 아형을 1차 선택하는 제1 처리부(121); 상기 1차 선택된 림프구 아형 간의 다중공선성 진단을 실시하여 분산팽창계수(VIF) < 10 또는 공차한계 ≥ 0.1인 림프구 아형을 2차 선택하는 제2 처리부(122); 및 상기 2차 선택된 림프구 아형에 대해 선형 다중회귀분석을 실시하여 결정계수가 가장 높은 것을 면역 노화 세포 아형으로 선택하는 제3 처리부(123)를 포함한다.More specifically, the processing unit 120 conducts a correlation analysis between lymphocyte subtypes and birth age to first select a lymphocyte subtype with a coefficient of determination (r 2 ) ≥ 0.01 and a significance probability (p value) < 0.05. Processing unit 121; a second processing unit 122 that performs multicollinearity diagnosis among the first selected lymphocyte subtypes to secondarily select lymphocyte subtypes with a variance inflation factor (VIF) <10 or a tolerance limit ≥0.1; and a third processing unit 123 that performs a linear multiple regression analysis on the second selected lymphocyte subtypes and selects the one with the highest coefficient of determination as the immunosenescent cell subtype.

이러한 제1 처리부 내지 제3 처리부는 전체 림프구 아형 중 면역 노화와 관련성이 높은 노화 표지자를 포함하는 면역 노화 세포 아형을 제시한다.These first to third processing sections present immunosenescent cell subtypes containing aging markers highly correlated with immunosenescence among all lymphocyte subtypes.

상기 산출부(130)는 면역 노화 세포 아형에 대한 통계적 분석을 통해 면역 노화 평가 지수를 산출한다.The calculation unit 130 calculates an immune senescence evaluation index through statistical analysis of immune senescence cell subtypes.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 산출부는 면역 노화 평가 지수, 즉 면역 나이, 면역 노화도, 면역 노화 스코어, 면역 노화 지수 및 면역 나이 차이를 산출하는 일련의 산출부로 구성된다.According to one embodiment of the present invention, the calculation unit is composed of a series of calculation units that calculate the immune aging evaluation index, that is, immune age, immune senescence degree, immune senescence score, immune senescence index, and immune age difference.

보다 구체적으로, 상기 산출부(130)는 면역 노화 세포 아형에 대한 선형 다중회귀분석을 통해 U-value를 산출하고, 이를 표준화하여 S-value를 산출하는 제1 산출부(131); 상기 S-value를 정규화하여 Z-score를 산출하는 제2 산출부(132); 상기 Z-score와 출생 나이에 대해 일대일 대응을 실시하여 면역 나이(ciAge)를 산출하는 제3 산출부(133); 상기 Z-score를 백분율로 변환하여 면역 노화도(ri-Degree)를 산출하는 제4 산출부(134); 상기 S-value에 -1을 곱하여 면역 노화 스코어(ri-Score)를 산출하는 제5 산출부(135); 상기 면역 나이와 출생 나이 사이의 비율로 면역 노화 지수(ri-Index)를 산출하는 제6 산출부(136); 및 상기 면역 나이와 출생 나이 사이의 차이로 면역 나이 차이(IAD)를 산출하는 제7 산출부(137)를 포함한다.More specifically, the calculation unit 130 includes a first calculation unit 131 that calculates U-value through linear multiple regression analysis of immune senescent cell subtypes and normalizes it to calculate S-value; a second calculation unit 132 that normalizes the S-value to calculate a Z-score; a third calculation unit 133 that calculates immune age (ciAge) by performing a one-to-one correspondence between the Z-score and birth age; a fourth calculation unit 134 that converts the Z-score into a percentage to calculate an immune senescence degree (ri-Degree); A fifth calculation unit 135 that calculates an immune aging score (ri-Score) by multiplying the S-value by -1; a sixth calculation unit 136 that calculates an immune aging index (ri-Index) based on the ratio between the immune age and birth age; and a seventh calculation unit 137 that calculates an immune age difference (IAD) as the difference between the immune age and birth age.

상기 제1 산출부(131)는 면역 노화 세포 아형에 대해 선형 다중회귀분석을 실시하여 얻은 상수 및 노화 표지자에 대한 비표준화 계수로부터 상기 수학식 1를 통해 U-value를 산출하며, 상기 수학식 2를 통해 U-value를 표준화하여 S-value를 산출한다.The first calculation unit 131 calculates the U-value through Equation 1 from the constant obtained by performing linear multiple regression analysis on the immune senescent cell subtype and the unstandardized coefficient for the aging marker, and Equation 2 The S-value is calculated by standardizing the U-value.

상기 제2 산출부(132)는 상기 수학식 3을 통해 S-value를 정규화하여 Z-score를 산출한다.The second calculation unit 132 normalizes the S-value through Equation 3 and calculates the Z-score.

상기 제3 산출부(133)는 Z-score와 출생 나이의 선형 관계에 기반하여 상기 수학식 4를 통해 면역 나이를 산출한다.The third calculation unit 133 calculates the immune age through Equation 4 based on the linear relationship between Z-score and birth age.

상기 제4 산출부(134)는 상기 수학식 5를 통해 제2 처리부에서 얻은 Z-score를 변환하여 면역 노화도를 산출한다.The fourth calculation unit 134 calculates the degree of immune aging by converting the Z-score obtained from the second processing unit through Equation 5.

상기 제5 산출부(135)는 제1 처리부에서 얻은 S-value으로부터 상기 수학식 6을 통해 면역 노화 스코어를 산출한다.The fifth calculation unit 135 calculates the immune aging score from the S-value obtained from the first processing unit through Equation 6.

상기 제6 산출부(136)는 면역 나이와 출생 나이에 기반하여 상기 수학식 7을 통해 면역 노화 지수를 산출한다.The sixth calculation unit 136 calculates the immune aging index through Equation 7 based on the immune age and birth age.

상기 제7 산출부(137)는 면역 나이와 출생 나이에 기반하여 상기 수학식 8을 통해 면역 나이 차이를 산출한다.The seventh calculation unit 137 calculates the immune age difference through Equation 8 based on the immune age and birth age.

이러한 입력부, 처리부 및 산출부를 포함하는 면역 노화 평가를 위한 시스템(100)은 처리부 및 산출부에서 산출된 결과, 즉 면역 노화 평가 지수를 표시하는 표시부(140)를 더 포함할 수 있다.The system 100 for assessing immune aging including an input unit, a processing unit, and a calculating unit may further include a display unit 140 that displays the result calculated from the processing unit and the calculating unit, that is, an immune aging evaluation index.

상기 표시부(140)는 별도의 디스플레이 화면일 수 있으며, 처리부 및 산출부에 얻어진 면역 노화 평가 지수를 포함한 결과를 지정된 사용자 인터페이스 형식으로 출력한다. 상기 면역 노화 평가 지수는 각각의 결과 값으로 표시되거나, 또는 알고리즘을 통해 면역 나이, 면역 노화도, 면역 노화 스코어, 면역 노화 지수 및 면역 나이 차이를 종합한 하나의 수치로도 표시될 수 있다.The display unit 140 may be a separate display screen, and outputs results including the immune aging evaluation index obtained from the processing unit and the calculation unit in a designated user interface format. The immune aging evaluation index may be displayed as individual result values, or may be displayed as a single number that combines immune age, immune aging degree, immune aging score, immune aging index, and immune age difference through an algorithm.

본 발명의 일 구체예에 따른 시스템은 하나 이상의 프로그램을 구동하여 기록매체 등에 저장될 수 있으며, 컴퓨터 또는 서버 등의 장치로 구축될 수 있다. The system according to one embodiment of the present invention can run one or more programs and be stored in a recording medium, etc., and can be built as a device such as a computer or server.

상기 프로그램은 컴퓨터나 서버의 프로세서가 실행할 수 있는 다양한 컴퓨터 언어로 코드화된 코드를 포함할 수 있다. 코드는 면역 노화 평가 지수를 산출하기 위해 필요한 기능들을 정의하고 있는 함수 등의 코드와 이를 제어할 수 있는 제어코드를 포함할 수 있다. The program may include code coded in various computer languages that can be executed by a processor of a computer or server. The code may include codes such as functions that define the functions necessary to calculate the immune aging evaluation index and control codes that can control them.

또한, 상기 프로그램이 저장되는 기록매체는 컴퓨터나 서버에 의해 판독이 가능한 매체로 예컨대, ROM, RAM, CD-ROM, 자기테이프, 플로피디스크, 광디스크, USB 메모리, SD 카드, 마이크로 SD 카드 등이 있으나, 이에 제한되지는 않는다. In addition, the recording medium on which the program is stored is a medium that can be read by a computer or server, such as ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical disk, USB memory, SD card, and micro SD card. , but is not limited to this.

본 발명의 시스템은 하나의 하드웨어 장치로 구현되는 것이 바람직하나, 필요한 경우 기존 하드웨어 장치에 수용되는 임베디드 장치로 구현되거나, 소프트웨어 형태로 다운로드 및 설치되는 어플리케이션으로 구현될 수 있다.The system of the present invention is preferably implemented as a single hardware device, but if necessary, it can be implemented as an embedded device accommodated in an existing hardware device, or as an application that is downloaded and installed in software form.

본 발명에서는 면역세포 표면에서 발현되며 나이가 들면서 변화하는 노화 표지자를 이용하여 종합적인 노화 면역력을 객관적인 수치로 나타낼 수 있는 면역 노화 평가 지수를 제시함으로써 체계적으로 면역력을 관리할 수 있으며, 나아가 면역력 노화 및 면역반응 이상을 예비하여 건강 증진을 도모할 수 있다.In the present invention, immunity can be systematically managed by presenting an immune aging evaluation index that can express comprehensive aging immunity in objective numbers using aging markers that are expressed on the surface of immune cells and change with age. Furthermore, immune aging and You can improve your health by preparing for immune response abnormalities.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 면역 노화 평가를 위한 정보의 제공 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 면역 노화 평가를 위한 시스템을 구성하는 기능별 요소를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 모집단의 4가지 노화 표지자 (X3, X5, X7 및 X9)에 대한 분포율 (%)과 출생 나이(cAge) 사이의 관계를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 모집단의 4가지 노화 표지자 (X3, X5, X7 및 X9)에 대한 U-value와 출생 나이(cAge) 사이의 관계를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 모집단의 4가지 노화 표지자 (X3, X5, X7 및 X9)에 대한 면역 나이(ciAge)와 출생 나이(cAge) 사이의 관계를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 면역 노화 세포 아형 (CD95+ 및 TIGIT-)에 대한 U-value와 출생 나이 사이의 관계를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 면역 노화 세포 아형 (CD95+ 및 TIGIT-)에 대한 S-value와 출생 나이 사이의 관계를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 면역 노화 세포 아형 (CD95+ 및 TIGIT-)에 대한 Z-score와 출생 나이 사이의 관계를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 면역 노화 세포 아형 (CD95+ 및 TIGIT-)에 대한 면역 나이와 출생 나이 사이의 관계를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 면역 노화 세포 아형 (CD95+ 및 TIGIT-)에 대한 면역 노화도와 출생 나이 사이의 관계를 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 면역 노화 세포 아형 (CD95+ 및 TIGIT-)에 대한 면역 노화 스코어와 출생 나이 사이의 관계를 나타낸 것이다.
도 12는 은 본 발명의 일 실시예에 따른 면역 노화 세포 아형 (CD95+ 및 TIGIT-)에 대한 면역 노화 지수와 출생 나이 사이의 관계를 나타낸 것이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 면역 노화 세포 아형 (CD95+ 및 TIGIT-)에 대한 면역 나이와 출생 나이 사이의 차이를 6구간으로 분류한 것을 나타낸다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 면역 노화 평가 지수를 산출하는 흐름을 나타낸다.
Figure 1 is a flowchart showing a method of providing information for assessing immune aging according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing functional elements constituting a system for assessing immune aging according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows the relationship between the distribution rate (%) and birth age (cAge) for four aging markers (X3, X5, X7, and X9) in a test population according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 shows the relationship between U-value and birth age (cAge) for four aging markers (X3, X5, X7, and X9) of a test population according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 shows the relationship between immune age (ciAge) and birth age (cAge) for four aging markers (X3, X5, X7, and X9) in a test population according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 shows the relationship between U-value and birth age for immunosenescent cell subtypes (CD95+ and TIGIT-) according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 shows the relationship between S-value and birth age for immunosenescent cell subtypes (CD95+ and TIGIT-) according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 shows the relationship between Z-score and birth age for immunosenescent cell subtypes (CD95+ and TIGIT-) according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 shows the relationship between immune age and birth age for immunosenescent cell subtypes (CD95+ and TIGIT-) according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 shows the relationship between the degree of immune senescence and age at birth for immunosenescent cell subtypes (CD95+ and TIGIT-) according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 shows the relationship between the immunosenescence score and birth age for immunosenescence cell subtypes (CD95+ and TIGIT-) according to an embodiment of the present invention.
Figure 12 shows the relationship between the immunosenescence index and birth age for immunosenescence cell subtypes (CD95+ and TIGIT-) according to an embodiment of the present invention.
Figure 13 shows the difference between immune age and birth age for immune senescent cell subtypes (CD95+ and TIGIT-) according to an embodiment of the present invention, classified into 6 sections.
Figure 14 shows the flow of calculating an immune aging evaluation index according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하며 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이러한 설명은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 제시된 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이러한 예시적인 설명에 의하여 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings. However, this description is merely provided as an example to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited by this example description.

실시예 1. 림프구 아형 분석Example 1. Lymphocyte subtype analysis

1-1. 면역세포 분리 및 염색1-1. Immune cell isolation and staining

20세 이상 건강한 성인 남녀 360명을 대상으로 동의를 얻어 채혈한 혈액을 유세포 분석에 사용하였다. 혈액은 모두 유세포 분석 당일 오전 8 ~ 10시 사이에 채혈되어 EDTA 튜브(tube)에 담아 보관되었으며, 채혈 이후 최대 3시간 이내 모두 실험에 사용되었다. Blood collected from 360 healthy adult men and women aged 20 years or older with their consent was used for flow cytometry. All blood was collected between 8 and 10 am on the day of flow cytometry analysis and stored in EDTA tubes, and all blood was used in the experiment within a maximum of 3 hours after blood collection.

림프구의 표면에서 발현되는 표지자를 염색하기 위해, 표지자에 특이적으로 결합할 수 있는 형광물질이 부착된 마우스 항 인간 항체(fluorescence dye conjugated mouse anti-human antibody)를 사용하였다. 여기서 사용된 항체로는 CD3 (BD, 557835), CD8 (BD, 557746), CD56 (BD, 562751), CD27 (BD, 746908), CD28 (BD, 555728), CD45RO (BD, 559865), CD57 (BioLegend, 359622), CD62L (BioLegend, 104421), CD70 (BD, 565338), CD95 (BD, 564596), CD197 (BD, 560765), TIGIT (BD, 747840), VISTA (BD, 566670) 및 CD85j (BD, 746434)가 있다.To stain markers expressed on the surface of lymphocytes, a fluorescent dye conjugated mouse anti-human antibody that can specifically bind to the marker was used. Antibodies used here include CD3 (BD, 557835), CD8 (BD, 557746), CD56 (BD, 562751), CD27 (BD, 746908), CD28 (BD, 555728), CD45RO (BD, 559865), and CD57 ( BioLegend, 359622), CD62L (BioLegend, 104421), CD70 (BD, 565338), CD95 (BD, 564596), CD197 (BD, 560765), TIGIT (BD, 747840), VISTA (BD, 566670) and CD85j (BD) , 746434).

염색 방법으로는 당업계에 공지된 용해/세척 방법(lyse/wash method)을 이용하였으며, 간략하게 설명을 하면 다음과 같다. 먼저, 연구실로 옮겨진 EDTA 튜브에 들어 있는 혈액을 잘 섞어준 다음 마이크로파이펫(micropipette)을 이용해 100 uL를 유세포 분석용 테스트 튜브에 옮겼다. 그런 다음 항체 제조사의 설명서를 참조해 항체 믹스(mix)를 만들어 혈액과 잘 섞어주고 실온에서 빛을 차단한 채 30분간 혈액 면역세포를 형광 염색하였다. 염색이 끝나고 면역세포만의 원활한 유세포 분석을 위해 적혈구(red blood cell, RBC)를 제거하였다. 이를 위해 테스트 튜브마다 2 mL의 RBC 용해 완충액(lysis buffer) (BD FACSTM Lysing Solution, 349202)을 넣어주고 실온에서 빛을 차단한 채 30분간 반응시켰다. 반응을 마치고 테스트 튜브를 5분간 실온에서 1,500 rpm (RCF 220 ~ 270)으로 원심분리를 실시하였다. 그런 다음 깨진 RBC를 포함하는 테스트 튜브 내 상층액을 제거하였다. 이후 펠렛(pellet)이 남은 테스트 튜브에 2 mL의 PBS(phosphate buffered saline)를 넣어주고 전술한 바와 동일한 조건으로 원심분리를 실시하였다. 마찬가지로 원심분리가 끝나면 상층액을 모두 버리고 300 uL의 PBS를 테스트 튜브에 넣어 준 다음 유세포 분석 전까지 빛을 차단한 상태로 4℃에서 보관하였다. As a dyeing method, a lyse/wash method known in the art was used, which is briefly explained as follows. First, the blood in the EDTA tube transported to the laboratory was mixed well and then 100 uL was transferred to a test tube for flow cytometry using a micropipette. Then, referring to the antibody manufacturer's instructions, an antibody mix was prepared, mixed well with blood, and blood immune cells were fluorescently stained for 30 minutes at room temperature with light blocked. After staining, red blood cells (RBCs) were removed for smooth flow cytometric analysis of only immune cells. For this purpose, 2 mL of RBC lysis buffer (BD FACSTM Lysing Solution, 349202) was added to each test tube and reacted for 30 minutes at room temperature while blocking light. After completing the reaction, the test tube was centrifuged at 1,500 rpm (RCF 220 to 270) at room temperature for 5 minutes. Then, the supernatant in the test tube containing broken RBCs was removed. Afterwards, 2 mL of phosphate buffered saline (PBS) was added to the test tube with the remaining pellet, and centrifugation was performed under the same conditions as described above. Likewise, after centrifugation was completed, all supernatants were discarded, 300 uL of PBS was added to the test tube, and the tube was stored at 4°C with light blocked until flow cytometry.

1-2. 유세포 분석 1-2. flow cytometry

염색된 혈액 면역세포는 유세포 분석기 Aurora (Cytek®)를 사용하여 유세포를 계측하고 분석하였다. 유세포 분석 시스템의 모니터 화면에는 X축과 Y축으로 구성된 그래프상에서 면역세포 아형이 하나의 점으로 표현되었다. 이렇게 그래프상에서 점으로 표현되는 면역세포는 세포의 크기(size)와 주름진 정도(granularity)에 따라 X축의 Forward scatter(FSC-A)와 Y축의 Side scatter(SSC-A)로 구분이 되며 면역세포의 크기와 주름진 정도에 따라 림프구(lymphocytes), 단핵구(monocytes) 및 과립구(granulocytes)로 구분되어 그래프상에 표현되었다. 노화 표지자인 CD3, CD8, CD56, CD27, CD28, CD45RO, CD57, CD62L, CD70, CD95, CD197, TIGIT, VISTA 및 CD85j의 조합을 이용하여 림프구 아형을 분석하였다.The stained blood immune cells were flow cytometrically measured and analyzed using a flow cytometer Aurora (Cytek®). On the monitor screen of the flow cytometry system, the immune cell subtype was expressed as a single dot on a graph consisting of the X and Y axes. Immune cells, expressed as dots on the graph, are divided into forward scatter (FSC-A) on the X axis and side scatter (SSC-A) on the Y axis, depending on the size and granularity of the cells. Depending on the size and degree of wrinkles, they were divided into lymphocytes, monocytes, and granulocytes and expressed on the graph. Lymphocyte subtypes were analyzed using a combination of aging markers CD3, CD8, CD56, CD27, CD28, CD45RO, CD57, CD62L, CD70, CD95, CD197, TIGIT, VISTA, and CD85j.

실시예 2. 면역 노화 세포 아형 결정Example 2. Determination of immunosenescent cell subtypes

실시예 1에서 분석된 림프구 아형에 대해 각 분포율 (%)과 출생 나이와의 상관관계를 분석하였다.For the lymphocyte subtypes analyzed in Example 1, the correlation between each distribution rate (%) and birth age was analyzed.

먼저, 림프구 아형과 출생 나이를 변수로 설정하여 상관관계 분석(Pearson's correlation test)을 통해 상관계수(correlation coefficient, r)와 결정계수(r2) 값을 구하였다. 그런 다음 통계적 유의성 검증을 실시하여 결정계수(r2) ≥ 0.01이고, 유의확률(p value) < 0.05인 림프구 아형을 선택하였다. 이들 림프구 아형에 대해 다중공선성 진단을 실시하였을 때 분산팽창계수가 10을 초과하는 것이 없어 공선성에 문제가 되는 림프구 아형이 없음을 확인하였다. 이어서 선형 다중회귀분석을 실시하여 결정계수가 가장 높은 림프구 아형인 CD95+ 및 TIGIT-을 면역 노화 세포 아형으로 결정하였다.First, lymphocyte subtype and birth age were set as variables, and correlation coefficient (r) and coefficient of determination (r 2 ) values were obtained through correlation analysis (Pearson's correlation test). Then, a statistical significance test was performed to select lymphocyte subtypes with a coefficient of determination (r 2 ) ≥ 0.01 and a probability of significance (p value) < 0.05. When multicollinearity was diagnosed for these lymphocyte subtypes, none of the variance inflation coefficients exceeded 10, confirming that there were no lymphocyte subtypes causing collinearity problems. Subsequently, linear multiple regression analysis was performed to determine CD95+ and TIGIT-, the lymphocyte subtypes with the highest coefficients of determination, as the immunosenescent cell subtype.

실시예 3. 면역 노화 평가 지수 산출Example 3. Calculation of immune aging evaluation index

실시예 2에서 결정된 면역 노화 세포 아형 CD95+ 및 TIGIT-를 이용하여 면역 노화 평가 지수, 즉 면역 나이, 면역 노화도, 면역 노화 스코어, 면역 노화 지수 및 면역 나이 차이를 산출하였다.Using the immune senescence cell subtypes CD95+ and TIGIT- determined in Example 2, immune senescence evaluation indices, namely, immune age, immune senescence degree, immune senescence score, immune senescence index, and immune age difference, were calculated.

3-1. 면역 나이 산출3-1. Immune age calculation

면역 노화 세포 아형 CD95+ 및 TIGIT-에 대한 선형 회귀분석 모형을 확인하였다 (표 6). Linear regression models for immunosenescent cell subtypes CD95+ and TIGIT- were confirmed (Table 6).

면역 노화
세포 아형
immune aging
cell subtype
비표준화 계수unstandardized coefficient 표준화 계수
(β)
standardized coefficient
(β)
tt 유의확률
(p)
Probability of significance
( p )
상관계수
(r)
correlation coefficient
(r)
결정계수
(r2)
coefficient of determination
(r 2 )
BB 표준오차standard error CD95+CD95+ 0.4160.416 0.0510.051 0.4400.440 8.1968.196 0.0000.000 0.7460.746 0.5560.556 TIGIT-TIGIT- -0.359-0.359 0.0500.050 -0.385-0.385 -7.176-7.176 0.0000.000 -0.714-0.714 0.5090.509

상기 모형에서 얻은 상수값과 각 노화 표지자 (면역 노화 세포 아형)에 대한 비표준화 계수값 (B)을 [수학식 1]에 대입하여 비표준화 예측 값을 구하였고, 이를 U-value라 명명하였다. The constant value obtained from the above model and the unstandardized coefficient value (B) for each aging marker (immune senescence cell subtype) were substituted into [Equation 1] to obtain an unstandardized prediction value, which was named U-value.

[수학식 1][Equation 1]

(상기 수학식 1에서, β0는 상수이고, βn는 n번째 노화 표지자에 대한 비표준화 계수이고, Xn은 유세포 분석을 통해 얻은 n번째 노화 표지자를 포함하는 면역 노화 세포 아형의 분포율 % 값이다)(In Equation 1 above, β 0 is a constant, βn is the unnormalized coefficient for the nth aging marker, and Xn is the distribution percentage value of the immunosenescent cell subtype including the nth aging marker obtained through flow cytometry)

도 6은 U-value와 출생 나이에 대해 산점도로 표현한 것으로, 360명 가운데 최연소자가 20세, 최고령자가 85세였으며, U-value의 최소값이 27, 최대값이 68임을 확인하였다. U-value는 노화 표지자 결과를 종합해 하나의 수치로 얻게 되는 종합 노화 면역력이라는 의미가 있으나, 출생 나이와 큰 차이가 있는 것으로 나타났다.Figure 6 shows a scatter plot of U-value and birth age. Among the 360 people, the youngest was 20 years old and the oldest was 85, and it was confirmed that the minimum U-value was 27 and the maximum was 68. U-value refers to the overall aging immunity obtained by combining the results of aging markers into a single number, but it was found to be significantly different from birth age.

그리고 U-value는 [수학식 2]를 이용해 표준화를 진행하였고, 이를 통해 S-value를 구하였다. And the U-value was standardized using [Equation 2], and the S-value was obtained through this.

[수학식 2][Equation 2]

(상기 수학식 2에서, X는 테스트 모집단 내 각 개체의 U-value이고, μ는 테스트 모집단 전체 U-value의 평균이고, σ는 테스트 모집단 전체 U-value의 표준편차이다)(In Equation 2 above,

도 7은 S-value와 출생 나이에 대해 산점도로 표현한 것이다. Figure 7 shows a scatter plot of S-value and birth age.

그리고 S-value는 다시 [수학식 3]을 통해 정규화되어 Z-score로 변환되었다.And the S-value was normalized again through [Equation 3] and converted to Z-score.

[수학식 3][Equation 3]

(상기 수학식 3에서, X는 테스트 모집단 내 각 개체의 S-value이고, Xmin은 테스트 모집단 전체 S-value의 최소값이고, Xmax는 테스트 모집단 전체 S-value의 최대값이다)(In Equation 3 above, X is the S-value of each individual in the test population, Xmin is the minimum S-value of the entire test population, and

도 8은 Z-score와 출생 나이에 대해 산점도로 표현한 것이다. Figure 8 shows a scatter plot of Z-score and birth age.

또한 Z-score와 출생 나이가 일대일 대응 관계가 성립한다고 가정하여 전단사 함수를 나타내는 [수학식 4]를 통해 최종적으로 면역 나이(ciAge)를 구하였다.In addition, assuming that a one-to-one correspondence between Z-score and birth age was established, the final immune age (ciAge) was obtained through [Equation 4], which represents a bijective function.

[수학식 4][Equation 4]

도 9는 면역 나이와 실제 출생 나이를 산점도로 표현한 것으로, 면역 나이의 최소값이 20, 최대값이 83임을 관찰하였다. 이러한 결과는 산출된 면역 나이가 최초의 노화 면역력 값인 U-value보다 출생 나이를 반영하고 있어, 보다 현실적으로 면역 수준을 나타내는 지수로 사용될 수 있음을 시사한다. Figure 9 shows the immune age and actual birth age expressed as a scatter plot, and it was observed that the minimum value of the immune age was 20 and the maximum value was 83. These results suggest that the calculated immune age reflects the age at birth rather than the U-value, which is the first aging immunity value, and can be used as an index representing the level of immunity more realistically.

3-2. 면역 노화도 산출3-2. Calculate immune aging

Z-score를 이용하여 [수학식 5]를 통해 면역 노화도(ri-Degree)를 구하였다. Using Z-score, the degree of immune senescence (ri-Degree) was obtained through [Equation 5].

[수학식 5][Equation 5]

도 10은 면역 노화도와 출생 나이에 대해 산점도로 표현한 것이다.Figure 10 shows a scatter plot of immune aging and birth age.

3-3. 면역 노화 스코어 산출3-3. Calculation of immune aging score

S-value를 이용하여 [수학식 6]을 통해 면역 노화 스코어(ri-Score)를 구하였다. Using S-value, the immune aging score (ri-Score) was obtained through [Equation 6].

[수학식 6][Equation 6]

도 11은 면역 노화 스코어와 출생 나이에 대해 산점도로 표현한 것이다.Figure 11 is a scatterplot representation of the immune aging score and birth age.

3-4. 면역 노화 지수 산출3-4. Calculation of immune aging index

면역 나이와 출생 나이를 이용하여 [수학식 7]을 통해 면역 노화 지수(ri-Index)를 구하였다.Using the immune age and birth age, the immune aging index (ri-Index) was calculated through [Equation 7].

[수학식 7][Equation 7]

도 12는 면역 노화 지수와 출생 나이에 대해 산점도로 표현한 것이다.Figure 12 is a scatterplot representation of the immune aging index and birth age.

3-5. 면역 나이 차이 산출3-5. Immune age difference calculation

면역 나이(ciAge)와 출생 나이(cAge)를 이용하여 [수학식 8]을 통해 면역 나이 차이 (IAD)를 구하였다.Using the immune age (ciAge) and birth age (cAge), the immune age difference (IAD) was calculated through [Equation 8].

[수학식 8][Equation 8]

면역 나이 차이는 하기 표 7 및 도 13과 같이 6 구간으로 분류하여 면역학적 상태를 진단하고 위험 질환을 예상하는데 활용 가능하다.The difference in immune age can be classified into 6 sections as shown in Table 7 and Figure 13 below and can be used to diagnose immunological status and predict risk diseases.

면역 나이 차이
범위
immune age difference
range
면역력 구간Immunity section 면역학적 상태immunological status 대상위험 질환Target risk disease
-14 미만less than -14 과다면역 주의 (N3)Beware of hyperimmunity (N3) 지나친 면역활성excessive immune activation 자가면역질환, 알레르기Autoimmune disease, allergy -14 이상 -7 미만-14 and above -7 and above 관리면역 (N2)Controlled immunity (N2) 건강한 정상인 범위이지만 면역활성 강세Healthy normal range, but strong immune activity 없음doesn't exist -7 이상 0 이하-7 or more and 0 or less 안정면역 (N1)Stable immunity (N1) 온화한 면역활성 우세Mild immune activity predominance 0 초과 +7 이하Above 0 but below +7 안정면역 (P1)Stable immunity (P1) 온화한 면역억제 우세Mild immunosuppression predominates. +7 초과 +14 이하Above +7 and below +14 관리면역 (P2)Controlled Immunity (P2) 건강한 정상인 범위이지만 면역저하 강세Healthy normal range, but strongly weakened immune system +14 초과+14 over 면역저하 주의 (P3)Beware of decreased immunity (P3) 지나친 면역저하excessively low immunity 암, 감염질환Cancer, infectious diseases

이와 같이 면역 노화 평가 지수를 산출하는 알고리즘을 요약하면, 도 14와 같다.The algorithm for calculating the immune aging evaluation index is summarized as shown in FIG. 14.

종합하면, 림프구 아형과 출생 나이 사이의 관계를 분석함으로써 면역 노화를 평가하기 위해 선택된 특정 노화 표지자 또는 이를 포함하는 림프구 아형을 기반으로 하여 출생 나이를 반영한 면역 수준을 나타내는 면역 나이, 면역 노화도, 면역 노화 스코어, 면역 노화 지수 및 면역 나이 차이를 산출할 수 있으며, 이러한 지수들은 면역 노화를 평가하기 위한 정보로 제공되어 면역력을 예측하는데 유용하게 활용될 수 있다. Taken together, immunosenescence, immunosenescence degree, and immunosenescence, which represent the level of immunity reflecting birth age based on specific aging markers or lymphocyte subtypes containing them, were selected to assess immunosenescence by analyzing the relationship between lymphocyte subtypes and birth age. Scores, immune aging indices, and immune age differences can be calculated, and these indices are provided as information to evaluate immune aging and can be usefully used to predict immunity.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, the present invention has been examined focusing on its preferred embodiments. A person skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered from an illustrative rather than a restrictive perspective. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the equivalent scope should be construed as being included in the present invention.

100: 시스템 110: 입력부
120: 처리부 121: 제1 처리부
122: 제2 처리부 123: 제3 처리부
130: 산출부 131: 제1 산출부
132: 제2 산출부 133: 제3 산출부
134: 제4 산출부 135: 제5 산출부
136: 제6 산출부 137: 제7 산출부
140: 표시부
100: system 110: input unit
120: processing unit 121: first processing unit
122: second processing unit 123: third processing unit
130: calculation unit 131: first calculation unit
132: second calculation unit 133: third calculation unit
134: fourth calculation unit 135: fifth calculation unit
136: 6th calculation unit 137: 7th calculation unit
140: display unit

Claims (15)

a) 피험자로부터 출생 나이 및 생물학적 시료를 수득하는 단계;
b) 상기 생물학적 시료로부터 림프구 아형을 측정하는 단계;
c) 상기 림프구 아형과 출생 나이의 상관관계 분석을 실시하여 결정계수(r2) ≥ 0.01이고, 유의확률(p value) < 0.05인 림프구 아형을 1차 선택하는 단계;
d) 상기 1차 선택된 림프구 아형 간의 다중공선성 진단을 실시하여 분산팽창계수(VIF) < 10 또는 공차한계 ≥ 0.1인 림프구 아형을 2차 선택하는 단계;
e) 상기 2차 선택된 림프구 아형에 대해 선형 다중회귀분석을 실시하여 결정계수가 가장 높은 것을 면역 노화 세포 아형으로 결정하는 단계; 및
f) 상기 면역 노화 세포 아형을 이용하여 면역 노화 평가 지수를 산출하는 단계를 포함하며,
상기 f) 단계는 i) 상기 면역 노화 세포 아형에 대한 선형 다중회귀분석에서 얻은 상수 및 노화 표지자에 대한 비표준화 계수를 하기 수학식 1에 적용하여 비표준화 예측값인 U-value를 산출하는 단계;
[수학식 1]

(상기 수학식 1에서, β0는 상수이고, βn는 n번째 노화 표지자에 대한 비표준화 계수이고, Xn은 유세포 분석을 통해 얻은 n번째 노화 표지자를 포함하는 면역 노화 세포 아형의 분포율 % 값이다)
ii) 상기 U-value을 하기 수학식 2에 적용하여 표준화한 S-value를 산출하는 단계;
[수학식 2]

(상기 수학식 2에서, X는 테스트 모집단 내 각 개체의 U-value이고, μ는 테스트 모집단 전체 U-value의 평균이고, σ는 테스트 모집단 전체 U-value의 표준편차이다)
iii) 상기 S-value를 하기 수학식 3에 적용하여 정규화한 Z-score를 산출하는 단계;
[수학식 3]

(상기 수학식 3에서, X는 테스트 모집단 내 각 개체의 S-value이고, Xmin은 테스트 모집단 전체 S-value의 최소값이고, Xmax는 테스트 모집단 전체 S-value의 최대값이다)
iv) 상기 Z-score와 출생 나이를 하기 수학식 4에 적용하여 면역 나이(ciAge)를 산출하는 단계;
[수학식 4]

v) 상기 Z-score를 하기 수학식 5에 적용하여 면역 노화도(ri-Degree)를 산출하는 단계;
[수학식 5]

vi) 상기 S-value를 하기 수학식 6에 적용하여 면역 노화 스코어(ri-Score)를 산출하는 단계;
[수학식 6]

vii) 상기 면역 나이(ciAge)와 출생 나이(cAge)를 하기 수학식 7에 적용하여 면역 노화 지수(ri-Index)를 산출하는 단계; 및
[수학식 7]

viii) 상기 면역 나이(ciAge)와 출생 나이(cAge)를 하기 수학식 8에 적용하여 면역 나이 차이(IAD)를 산출하는 단계를 포함하는 것인
[수학식 8]

면역 노화 평가를 위한 정보의 제공 방법.
a) Obtaining birth age and biological samples from the subject;
b) measuring lymphocyte subtypes from the biological sample;
c) conducting a correlation analysis between the lymphocyte subtype and birth age to first select a lymphocyte subtype with a coefficient of determination (r 2 ) ≥ 0.01 and a significance probability (p value) <0.05;
d) performing multicollinearity diagnosis among the first selected lymphocyte subtypes to secondarily select lymphocyte subtypes with variance inflation factor (VIF) <10 or tolerance limit ≥ 0.1;
e) performing a linear multiple regression analysis on the second selected lymphocyte subtypes and determining the one with the highest coefficient of determination as the immunosenescent cell subtype; and
f) calculating an immune senescence evaluation index using the immunosenescence cell subtype,
Step f) includes i) calculating a U-value, which is an unstandardized predictive value, by applying the constant obtained from the linear multiple regression analysis of the immune senescent cell subtype and the unstandardized coefficient for the aging marker to Equation 1 below;
[Equation 1]

(In Equation 1 above, β 0 is a constant, βn is the unnormalized coefficient for the nth aging marker, and Xn is the distribution percentage value of the immunosenescent cell subtype including the nth aging marker obtained through flow cytometry)
ii) calculating a standardized S-value by applying the U-value to Equation 2 below;
[Equation 2]

(In Equation 2 above,
iii) calculating a normalized Z-score by applying the S-value to Equation 3 below;
[Equation 3]

(In Equation 3 above, X is the S-value of each individual in the test population, Xmin is the minimum S-value of the entire test population, and
iv) calculating the immune age (ciAge) by applying the Z-score and birth age to Equation 4 below;
[Equation 4]

v) calculating the immune senescence degree (ri-Degree) by applying the Z-score to Equation 5 below;
[Equation 5]

vi) calculating an immune aging score (ri-Score) by applying the S-value to Equation 6 below;
[Equation 6]

vii) calculating the immune aging index (ri-Index) by applying the immune age (ciAge) and birth age (cAge) to Equation 7 below; and
[Equation 7]

viii) Calculating the immune age difference (IAD) by applying the immune age (ciAge) and birth age (cAge) to Equation 8 below.
[Equation 8]

Methods for providing information for the assessment of immune aging.
청구항 1에 있어서,
상기 a) 단계의 생물학적 시료는 혈액, 혈장, 혈청, 림프액, 조직액, 림프절 및 암조직으로 이루어진 군에 선택된 1종 이상인 것인 방법.
In claim 1,
A method wherein the biological sample in step a) is one or more selected from the group consisting of blood, plasma, serum, lymph fluid, tissue fluid, lymph nodes, and cancer tissue.
청구항 1에 있어서,
상기 b) 단계의 림프구 아형은 CD3, CD8, CD56, CD27, CD28, CD45RO, CD57, CD62L, CD70, CD95, CD197, TIGIT, VISTA 및 CD85j로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 발현하거나 발현하지 않는 것인 방법.
In claim 1,
The lymphocyte subtype in step b) expresses or does not express one or more types selected from the group consisting of CD3, CD8, CD56, CD27, CD28, CD45RO, CD57, CD62L, CD70, CD95, CD197, TIGIT, VISTA and CD85j. How to do it.
청구항 1에 있어서,
상기 b) 단계의 측정은 유세포 분석기를 이용하는 것인 방법.
In claim 1,
The method of measuring step b) using a flow cytometer.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 피험자의 출생 나이 및 림프구 아형에 대한 정보를 입력하는 입력부;
상기 정보를 이용하여 면역 노화 세포 아형을 선별하는 처리부; 및
상기 면역 노화 세포 아형을 이용하여 면역 노화 평가 지수를 산출하는 산출부를 포함하며,
상기 처리부는 림프구 아형과 출생 나이의 상관관계 분석을 실시하여 결정계수(r2) ≥ 0.01이고, 유의확률(p value) < 0.05인 림프구 아형을 1차 선택하는 제1 처리부;
상기 1차 선택된 림프구 아형 간의 다중공선성 진단을 실시하여 분산팽창계수(VIF) < 10 또는 공차한계 ≥ 0.1인 림프구 아형을 2차 선택하는 제2 처리부; 및
상기 2차 선택된 림프구 아형에 대해 선형 다중회귀분석을 실시하여 결정계수가 가장 높은 것을 면역 노화 세포 아형으로 선택하는 제3 처리부를 포함하는 것이고,
상기 산출부는 상기 면역 노화 세포 아형에 대한 선형 다중회귀분석을 통해 U-value를 산출하고, 이를 표준화하여 S-value를 산출하는 제1 산출부;
상기 S-value를 정규화하여 Z-score를 산출하는 제2 산출부;
상기 Z-score와 출생 나이에 대해 일대일 대응을 실시하여 면역 나이(ciAge)를 산출하는 제3 산출부;
상기 Z-score를 백분율로 변환하여 면역 노화도(ri-Degree)를 산출하는 제4 산출부;
상기 S-value에 -1을 곱하여 면역 노화 스코어(ri-Score)를 산출하는 제5 산출부;
상기 면역 나이와 출생 나이 사이의 비율로 면역 노화 지수(ri-Index)를 산출하는 제6 산출부; 및
상기 면역 나이와 출생 나이 사이의 차이로 면역 나이 차이(IAD)를 산출하는 제7 산출부를 포함하는 것인
면역 노화 평가를 위한 시스템.
An input unit for inputting information about the subject's birth age and lymphocyte subtype;
a processing unit that selects immunosenescent cell subtypes using the information; and
It includes a calculation unit that calculates an immune senescence evaluation index using the immune senescence cell subtype,
The processing unit includes a first processing unit that performs a correlation analysis between lymphocyte subtypes and birth age to first select a lymphocyte subtype with a determination coefficient (r 2 ) ≥ 0.01 and a significance probability (p value) <0.05;
a second processing unit that performs multicollinearity diagnosis among the first selected lymphocyte subtypes to secondarily select lymphocyte subtypes with a variance inflation factor (VIF) <10 or a tolerance limit ≥0.1; and
A third processing unit that performs linear multiple regression analysis on the second selected lymphocyte subtypes and selects the one with the highest coefficient of determination as the immune senescent cell subtype,
The calculation unit includes a first calculation unit that calculates a U-value through linear multiple regression analysis for the immune senescent cell subtype and normalizes it to calculate an S-value;
a second calculation unit that normalizes the S-value to calculate a Z-score;
a third calculation unit that calculates immune age (ciAge) by performing a one-to-one correspondence between the Z-score and birth age;
a fourth calculation unit that converts the Z-score into a percentage to calculate an immune senescence degree (ri-Degree);
a fifth calculation unit that calculates an immune aging score (ri-Score) by multiplying the S-value by -1;
a sixth calculation unit that calculates an immune aging index (ri-Index) based on the ratio between the immune age and birth age; and
A seventh calculation unit that calculates an immune age difference (IAD) as the difference between the immune age and birth age.
A system for assessing immune aging.
청구항 12에 있어서,
상기 림프구 아형에 대한 정보는 유세포 분석기로부터 얻은 것인 시스템.
In claim 12,
A system wherein the information about the lymphocyte subtype is obtained from flow cytometry.
삭제delete 청구항 12에 있어서,
상기 시스템은 처리부 및 산출부에서 산출된 면역 노화 평가 지수를 표시하는 표시부를 더 포함하는 것인 시스템.
In claim 12,
The system further includes a display unit that displays the immune aging evaluation index calculated by the processing unit and the calculation unit.
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