KR20240056436A - Biomarker composition for early diagnosis of kidney disease and method of providing information for early diagnosis of kidney disease using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 신장 질환 조기 진단을 위한 바이오마커 및 이의 용도에 관한 것으로, 일 양상에 따른 조성물, 키트, 및 방법에 의하면 신장 질환 또는 신장 질환의 위험을 보다 높은 정확도, 민감도 및 특이도로 조기에 진단할 수 있다. 특히, 본 발명에 의하면, 국제신장학회(International Renal Interest Society, IRIS)의 만성 신장 질환(Chronic kidney disease; CKD)의 병기 구분 가이드라인을 기준으로 정상군과 위험군(위험 요소를 내재한 단계), 만성 신장 질환 1단계(IRIS 1단계), 또는 만성 신장 질환 2 내지 4 단계(IRIS 2 내지 4 단계)를 90% 이상의 민감도와 95% 이상의 특이도로 구분할 수 있다.The present invention relates to a biomarker for early diagnosis of kidney disease and its use, and according to a composition, kit, and method according to one aspect, kidney disease or the risk of kidney disease can be diagnosed early with higher accuracy, sensitivity, and specificity. You can. In particular, according to the present invention, based on the International Renal Interest Society (IRIS) staging guidelines for chronic kidney disease (CKD), a normal group and a risk group (stage with inherent risk factors), Chronic kidney disease stage 1 (IRIS stage 1), or chronic kidney disease stages 2 to 4 (IRIS stages 2 to 4) can be distinguished with a sensitivity of over 90% and specificity of over 95%.
Description
본 발명은 신장 질환의 조기 진단을 위한 바이오마커 조성물 및 이를 이용한 신장 질환의 조기 진단에 필요한 정보를 제공하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a biomarker composition for early diagnosis of kidney disease and a method of providing information necessary for early diagnosis of kidney disease using the same.
신장은 인체 내 허리 부위에 있는 척추의 양옆에 2개가 위치해 있으며, 체내 대사산물 및 노폐물을 걸러서 소변으로 배출하는 주 기능 이외에 체내 수분량과 전해질, 산성도 등을 좁은 범위 안에서 일정하게 유지하는 생체 항상성 유지 기능, 그리고 혈압 유지, 빈혈 교정 및 칼슘과 인 대사에 중요한 여러 가지 호르몬을 생산하고 활성화시키는 내분비 기능 등을 갖는다.Two kidneys are located on either side of the spine in the lumbar region of the human body. In addition to their main function of filtering metabolites and waste products from the body and excreting them through urine, they also have the function of maintaining biological homeostasis by maintaining the amount of water, electrolytes, and acidity in the body within a narrow range. , and has an endocrine function that produces and activates various hormones important for maintaining blood pressure, correcting anemia, and metabolism of calcium and phosphorus.
이러한 신장 기능의 약화를 초래하는 신장 질환에는 사구체 신염, 만성 신부전, 급성 신부전, 신증후군, 신우신염, 신장결석, 신장암 등이 있다. 신장 기능의 악화가 진행되는 속도에 따라 크게 급성 신장 손상(AKI: acute kidney injury)과 만성 신장 질환(CKD: chronic kidney disease)으로 나눌 수 있다.Kidney diseases that cause weakening of kidney function include glomerulonephritis, chronic renal failure, acute renal failure, nephrotic syndrome, pyelonephritis, kidney stones, and kidney cancer. Depending on the rate at which kidney function deteriorates, it can be broadly divided into acute kidney injury (AKI) and chronic kidney disease (CKD).
만성 신장 질환의 경우, 신장 기능의 감소가 수개월에 걸쳐서 서서히 이루어지며 대개 회복이 불가능하고 진행성이며 종종 투석요법이나 신장이식이 필요한 상태인 말기 신장 질환으로 진행한다. 이에 반해, 급성 신장 손상은 신장 기능이 수일 혹은 수주 내에 급격히 나빠지는 것으로 흔한 원인으로는 탈수 또는 저혈압, 신독성 물질이나 약물, 요로 폐쇄 등이 있다. 대개는 수액 보충을 통한 탈수증 개선이나 신장에 무리를 일으킨 원인을 제거하는 보존적 치료로서 원래 신기능을 회복하지만, 원인 질환의 심각성에 따라서 일부에서는 만성 신부전으로 진행할 수 있다.In chronic kidney disease, the decline in kidney function occurs slowly over several months and progresses to end-stage renal disease, a condition that is usually irreversible and progressive and often requires dialysis or a kidney transplant. On the other hand, acute kidney injury is a condition in which kidney function deteriorates rapidly within days or weeks. Common causes include dehydration or low blood pressure, nephrotoxic substances or drugs, and urinary tract obstruction. In most cases, original renal function is restored through conservative treatment that improves dehydration through fluid supplementation or removes the cause of kidney strain, but in some cases, depending on the severity of the causative disease, it may progress to chronic renal failure.
현대의학의 발전에도 불구하고, 병원에 입원하는 많은 환자들이 신장 기능의 저하로 인하여 많은 고통을 받고 있으며, 특히 병의 중증도가 높은 환자는 신장 기능의 저하로 인하여 신대체요법이 필요한 경우가 많이 있다. 급성 신장 손상의 유병률은 입원환자의 약 5%에서, 중환자실에 입원하는 환자의 약 30-50%까지 보고되고 있으며 이러한 유병률은 새로운 치료법의 개발에도 불구하고 꾸준히 증가하고 있는 추세에 있다 (Lameire et al., Lancet, 2005; Devarajan, Contrib Nephrol, 2007).Despite the advancement of modern medicine, many patients admitted to hospitals suffer from a decline in kidney function. In particular, patients with high disease severity often require renal replacement therapy due to a decline in kidney function. . The prevalence of acute kidney injury has been reported to range from approximately 5% of hospitalized patients to approximately 30-50% of patients admitted to intensive care units, and this prevalence rate is steadily increasing despite the development of new treatments (Lameire et al., Lancet, 2005; Devarajan, Contrib Nephrol, 2007).
급성 신장 손상의 높은 사망률에는 여러 가지 원인이 있을 수 있지만, 급성 신장 손상을 조기에 진단할 수 있는 방법의 부재로 인하여 적절한 치료 시점을 놓치는 것이 주된 원인이 될 수 있다. 전통적인 신장 기능의 평가 방법은 혈청 크레아티닌을 측정함으로써 이를 통하여 신장 기능의 정도를 간접적으로 반영하는 것이다. 하지만, 혈청 크레아티닌은 개개인의 체중, 나이, 성별, 근육량, 단백질의 섭취 정도, 약물 등에 의해서 영향을 받게 되기 때문에 신장 기능의 변화를 실시간으로 반영하지 못하는 단점이 있다. 다시 말해서, 신장 기능이 50% 이상 저하되어야만 혈청 크레아티닌이 상승하게 되므로 혈청 크레아티닌을 이용한 진단 방법은 급성 신장 손상을 조기에 진단하는 데는 한계가 있다 (Belcher et al., Am J Kidney Dis, 2011; Endre and Westhuyzen, Nephrology,2008). 다행히 최근에는 기능적 유전체학과 프로테오믹스와 같은 혁신적 첨단기술이 개발 적용되면서 바이오마커로 여러 가지 단백질과 유전자산물 등의 가능성이 제시되고 있으나 아직 임상적 효능이 검증되지 않은 한계가 있다.There may be several reasons for the high mortality rate of acute kidney injury, but the main cause may be missing the timing of appropriate treatment due to the lack of a method to diagnose acute kidney injury early. The traditional way to evaluate kidney function is to indirectly reflect the degree of kidney function through measuring serum creatinine. However, serum creatinine has the disadvantage of not reflecting changes in kidney function in real time because it is influenced by an individual's weight, age, gender, muscle mass, protein intake level, and medications. In other words, since serum creatinine rises only when kidney function declines by more than 50%, the diagnostic method using serum creatinine has limitations in diagnosing acute kidney injury early (Belcher et al., Am J Kidney Dis, 2011; Endre and Westhuyzen, Nephrology, 2008). Fortunately, with the recent development and application of innovative cutting-edge technologies such as functional genomics and proteomics, the possibility of various proteins and gene products as biomarkers has been proposed, but there is a limitation that clinical efficacy has not yet been verified.
NGAL (Neutrophil gelatinase-associated lipocalin)은 호중구나 신장 세뇨관의 상피와 결합되어 있는 25 kDa 당단백질로서, 여러 가지 원인으로 급성 신장 손상이 있게 되면 급속하게 증가하는 생물학적 표지자(biomarker)이다. 현재는 주로 신장 기능 이상을 진단하고 신장이식 환자의 예후를 판단하는 물질로도 활용되고 있다.NGAL (Neutrophil gelatinase-associated lipocalin) is a 25 kDa glycoprotein bound to the epithelium of neutrophils or renal tubules, and is a biological marker that increases rapidly when acute kidney injury occurs for various reasons. Currently, it is mainly used as a substance to diagnose kidney function abnormalities and determine the prognosis of kidney transplant patients.
또한, KIM-1(Kidney Injury Molecule-1)은 정상신장에서는 발현되지 않지만 허혈 및 재관류 신손상, 신독성 약물, 신질환 환자의 신세뇨관에서 신장 손상 후 수 시간부터 강하게 발현되는 단백질이다. KIM-1은 세포질내 도메인(cytoplasmic domain)과 세포외 도메인(ectodomain)으로 구성되어 있으며 이중 세포외 도메인(ectodomain)은 뇨 중으로 배출되어, 신장 질환의 진단용 바이오 마커로써 많은 연구가 이루어지고 있다.In addition, KIM-1 (Kidney Injury Molecule-1) is a protein that is not expressed in normal kidneys but is strongly expressed in the renal tubules of patients with ischemia and reperfusion renal injury, nephrotoxic drugs, or renal disease, starting several hours after kidney injury. KIM-1 is composed of a cytoplasmic domain and an extracellular domain, of which the ectodomain is excreted in urine, and is being studied as a diagnostic biomarker for kidney disease.
그러나, 종래의 NGAL 및/또는 KIM-1 뿐만 아니라, 혈청 크레아티닌, SDMA(Symmetric Dimethylarginine) 등을 이용한 임상병리학적 신장 질환의 진단 기술로는 정상군과 신장 질환 위험군을 감별할 수는 없었다.However, conventional clinicopathological kidney disease diagnosis techniques using not only NGAL and/or KIM-1, but also serum creatinine and SDMA (Symmetric Dimethylarginine), were unable to distinguish between a normal group and a risk group for kidney disease.
이에, 본 발명자들은 신장 질환군을 조기에 진단할 수 있고, 특히 정상군과 신장 질환의 위험군을 감별할 수 있는 최적 지표(index)를 개발하기 위해 연구 노력하였고, 개체의 체액 시료 내 NGAL 및 KIM-1 각각의 농도를 측정한 후, 상기 NGAL 및 KIM-1 각각의 농도를 포함한 각 변수가 유병여부에 영향을 미치는 정도를 crude logistic regression analysis (단변량 로지스틱 회귀분석)를 통해 확인하고, 유의수준 0.05에서 유의한 변수만을 조합하여 multiple logistic regression analysis (다중 로지스틱 회귀분석)를 통해 변수간 함수관계를 파악하여 추정한 값으로 pseudo R2 (설명력, 종속변수와 독립변수들간의 관계의 강도)가 가장 높은 최적 모델 (함수)을 도출하였으며, 상기 도출된 최적 모델을 이용하는 경우 신장 질환 조기 진단의 정확도, 민감도 및 특이도가 현저히 높은 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors made research efforts to develop an optimal index that can diagnose the kidney disease group at an early stage and, in particular, distinguish the normal group from the risk group of kidney disease, and NGAL and KIM in the body fluid sample of the individual. -1 After measuring each concentration, the degree to which each variable, including the concentration of each of the above NGAL and KIM-1, influences the presence of disease is confirmed through crude logistic regression analysis (univariate logistic regression analysis), and the significance level is determined. It is a value estimated by identifying the functional relationship between variables through multiple logistic regression analysis by combining only the variables that are significant at 0.05, and has the highest pseudo R2 (explanatory power, strength of relationship between dependent and independent variables). An optimal model (function) was derived, and the present invention was completed after confirming that the accuracy, sensitivity, and specificity of early diagnosis of kidney disease were significantly high when using the derived optimal model.
일 양상은 NGAL(Neutrophil gelatinase-associated lipocalin) 단백질, KIM-1(Kidney injury molecule-1) 단백질 또는 이들의 조합, 또는 이를 암호화하는 유전자의 발현 수준을 측정할 수 있는 제제를 포함하는 신장 질환의 진단용 조성물을 제공하는 것이다.One aspect is a method for diagnosing kidney disease, including an agent capable of measuring the expression level of NGAL (Neutrophil gelatinase-associated lipocalin) protein, KIM-1 (Kidney injury molecule-1) protein, or a combination thereof, or a gene encoding the same. A composition is provided.
다른 양상은 상기 조성물을 포함하는 신장 질환의 진단용 키트를 제공하는 것이다.Another aspect is to provide a kit for diagnosing kidney disease comprising the composition.
또 다른 양상은 개체로부터 수득한 생물학적 샘플에서 개체로부터 수득한 생물학적 샘플에서 NGAL(Neutrophil gelatinase-associated lipocalin) 단백질, KIM-1(Kidney injury molecule-1) 단백질 또는 이들의 조합, 또는 이를 암호화하는 유전자의 발현 수준을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 발현 수준을 정상군의 단백질 또는 이들의 조합, 또는 이를 암호화하는 유전자의 발현 수준과 비교하는 단계;를 포함하는 신장 질환의 진단을 위한 정보 제공 방법을 제공하는 것이다.Another aspect is the detection of NGAL (Neutrophil gelatinase-associated lipocalin) protein, KIM-1 (Kidney injury molecule-1) protein, or a combination thereof, or a gene encoding the same in a biological sample obtained from an individual. measuring expression level; and comparing the measured expression level with the expression level of a protein or a combination thereof, or a gene encoding the same, in a normal group.
또 다른 양상은 개체로부터 수득한 생물학적 샘플에서 개체로부터 수득한 생물학적 샘플에서 NGAL(Neutrophil gelatinase-associated lipocalin) 단백질, KIM-1(Kidney injury molecule-1) 단백질 또는 이들의 조합, 또는 이를 암호화하는 유전자의 발현 수준을 측정하는 단계를 포함하는 신장 질환을 치료하는 방법을 제공하는 것이다.Another aspect is the detection of NGAL (Neutrophil gelatinase-associated lipocalin) protein, KIM-1 (Kidney injury molecule-1) protein, or a combination thereof, or a gene encoding the same in a biological sample obtained from an individual. To provide a method of treating kidney disease comprising measuring the expression level.
또 다른 양상은 개체로부터 수득한 생물학적 샘플에서 개체로부터 수득한 생물학적 샘플에서 NGAL(Neutrophil gelatinase-associated lipocalin) 단백질, KIM-1(Kidney injury molecule-1) 단백질 또는 이들의 조합, 또는 이를 암호화하는 유전자의 발현 수준을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 발현 수준을 정상군의 단백질 또는 이들의 조합, 또는 이를 암호화하는 유전자의 발현 수준과 비교하는 단계;를 포함하는 신장 질환을 진단하는 방법을 제공하는 것이다.Another aspect is the detection of NGAL (Neutrophil gelatinase-associated lipocalin) protein, KIM-1 (Kidney injury molecule-1) protein, or a combination thereof, or a gene encoding the same in a biological sample obtained from an individual. measuring expression level; and comparing the measured expression level with the expression level of a protein or a combination thereof, or a gene encoding the same, in a normal group.
또 다른 양상은 개체의 체액 시료로부터 측정된 NGAL(Neutrophil gelatinase-associated lipocalin) 및 KIM-1(Kidney injury molecule-1) 중에서 선택되는 1종 이상의 마커의 농도를 입력하거나, 또는 상기 마커의 농도와 함께 SDMA, 크레아티닌(Creatinine), 무기인(Phosphorus inorganic), 아밀라아제(Amylase) 및 BUN 중에서 선택되는 1종 이상의 마커의 농도를 입력하는 입력부; 상기 입력한 마커의 농도를 단수 또는 복수의 독립변수로 각각 설정하고, 국제신장학회(International Renal Interest Society, IRIS)의 만성 신장 질환(Chronic kidney disease; CKD)의 병기 구분 가이드라인 기준에서의 만성 신장 질환 위험군(위험 요소를 내재한 단계), 만성 신장 질환 1단계(IRIS 1단계), 또는 만성 신장 질환 2 내지 4 단계(IRIS 2 내지 4 단계)의 발병 여부를 종속변수로 설정하는 변수 설정부; 상기 복수의 독립변수들과 상기 종속변수의 관계를 로지스틱 회귀분석(Logistic Regression Analysis)을 통해 모델링하여 모델 식을 추론하는 추론엔진부; 및 상기 입력부로부터 입력된 마커들에 대한 데이터를 상기 추론된 모델 식의 독립변수에 각각 대입하여 값을 도출하고, 상기 도출한 값이 미리 결정된 컷오프(cutoff)값보다 크거나 같을 때, 상기 개체를 신장 질환의 위험군(위험 요소를 내재한 단계), 만성 신장 질환 1단계(IRIS 1단계), 또는 만성 신장 질환 2 내지 4 단계(IRIS 2 내지 4 단계)으로 판별하는 진단부;를 포함하는 신장 질환의 진단 시스템을 제공하는 것이다.Another aspect is inputting the concentration of one or more markers selected from NGAL (Neutrophil gelatinase-associated lipocalin) and KIM-1 (Kidney injury molecule-1) measured from a body fluid sample of an individual, or together with the concentration of the marker. An input unit for inputting the concentration of one or more markers selected from SDMA, creatinine, phosphorus inorganic, amylase, and BUN; The concentration of the input marker is set as a single or multiple independent variable, respectively, and chronic kidney disease is determined according to the guidelines for staging chronic kidney disease (CKD) of the International Renal Interest Society (IRIS). A variable setting unit that sets the disease risk group (stage with inherent risk factors), chronic kidney disease stage 1 (IRIS stage 1), or chronic kidney disease stage 2 to 4 (IRIS stage 2 to 4) as a dependent variable; an inference engine unit for inferring a model equation by modeling the relationship between the plurality of independent variables and the dependent variable through logistic regression analysis; And a value is derived by substituting the data on the markers input from the input unit into the independent variables of the inferred model equation, and when the derived value is greater than or equal to a predetermined cutoff value, the entity is Kidney disease, including a diagnostic section that determines a risk group for kidney disease (stage with inherent risk factors), chronic kidney disease stage 1 (IRIS stage 1), or chronic kidney disease stage 2 to 4 (IRIS stage 2 to 4) to provide a diagnostic system.
또 다른 양상은 상기 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체를 제공하는 것이다.Another aspect is to provide a computer-readable recording medium recording a computer program for executing the method on a computer.
일 양상은 NGAL(Neutrophil gelatinase-associated lipocalin) 단백질, KIM-1(Kidney injury molecule-1) 단백질 또는 이들의 조합, 또는 이를 암호화하는 유전자의 발현 수준을 측정할 수 있는 제제를 포함하는 신장 질환의 진단용 조성물을 제공한다.One aspect is a method for diagnosing kidney disease, including an agent capable of measuring the expression level of NGAL (Neutrophil gelatinase-associated lipocalin) protein, KIM-1 (Kidney injury molecule-1) protein, or a combination thereof, or a gene encoding the same. A composition is provided.
상기 NGAL(Neutrophil gelatinase-associated lipocalin; lipocalin-2)은 호중구나 신장 세뇨관의 상피와 결합되어 있는 25kDa 당단백질로, 신장 건강 또는 신장 손상의 평가에 중요한 역할은 하는 단백질으로 알려져 있다. 상기 NGAL은 신장의 근위세뇨관 손상 또는 네프론 손상 시에 발현되는 것일 수 있다.The NGAL (Neutrophil gelatinase-associated lipocalin; lipocalin-2) is a 25 kDa glycoprotein bound to the epithelium of neutrophils or renal tubules, and is known to be a protein that plays an important role in evaluating kidney health or kidney damage. The NGAL may be expressed when the proximal tubule of the kidney is damaged or the nephron is damaged.
상기 KIM-1(kidney injury molecule-1)은 정상적인 신장에서는 발현되지 않지만 허혈 및 재관류 신손상, 신독성 약물, 신질환 환자의 신세뇨관에서 신장 손상 후 수 시간부터 강하게 발현되는 단백질이다. 신장 손상을 나타내는 단백질 중 하나로, 주로 급성 신장 손상의 진단 또는 모니터링에 사용되는 바이오마커로 사용된다. 상기 KIM-1은 세포질내 도메인(cytoplasmic domain)과 세포외 도메인(ectodomain)으로 구성되어 있으며 이중 세포외 도메인(ectodomain)은 뇨 중으로 배출되는 것으로 알려져 있다. 상기 KIM-1은 근위 세뇨관 손상 시 발현이 증가하는 것일 수 있다.The KIM-1 (kidney injury molecule-1) is a protein that is not expressed in normal kidneys, but is strongly expressed in the renal tubules of patients with ischemia and reperfusion renal injury, nephrotoxic drugs, or renal disease from a few hours after kidney injury. It is one of the proteins that indicates kidney damage and is mainly used as a biomarker for diagnosis or monitoring of acute kidney injury. The KIM-1 is composed of a cytoplasmic domain and an extracellular domain, of which the ectodomain is known to be excreted in urine. The expression of KIM-1 may increase when proximal tubules are damaged.
본 명세서에서 용어 "마커(marker)" 또는 "바이오마커(biomarker)"란 정상군 개체와 질환을 가진 개체를 구분하여 진단할 수 있는 물질로, 본 발명의 신장 관련 질환을 가지는 개체에서 증가를 보이는 폴리펩티드, 단백질 또는 핵산, 유전자, 지질, 당지질, 당단백질 또는 당 등과 같은 유기 생체 분자들을 모두 포함할 수 있다. As used herein, the term "marker" or "biomarker" refers to a substance that can be used for diagnosis by distinguishing normal subjects from diseased subjects, and is found to be increased in subjects with kidney-related diseases of the present invention. It may include all organic biomolecules such as polypeptides, proteins or nucleic acids, genes, lipids, glycolipids, glycoproteins, or sugars.
일 구체예에 있어서, 상기 NGAL 또는 KIM-1은 신장 질환의 조기 진단을 위한 바이오마커로 사용되는 것일 수 있다.In one embodiment, NGAL or KIM-1 may be used as a biomarker for early diagnosis of kidney disease.
상기 조성물은 SDMA, BUN, 크레아티닌(creatinine), Phosphorus inorganic, Amylase, 이눌린(inuline) 및 시스타틴 C(cystatin C)로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 단백질 또는 이를 암호화하는 유전자의 발현 수준을 측정하는 제제를 추가로 포함하는 것일 수 있다.The composition is an agent that measures the expression level of one or more proteins selected from the group consisting of SDMA, BUN, creatinine, Phosphorus inorganic, Amylase, inulin, and cystatin C, or the gene encoding the same. It may additionally include.
상기 SDMA, BUN, 크레아티닌, 이눌린 및 시스타틴 C는 사구체 여과율을 평가하는 바이오마커로 상용화되어 사용하는 것일 수 있다.The SDMA, BUN, creatinine, inulin, and cystatin C may be commercially available and used as biomarkers for evaluating glomerular filtration rate.
본 명세서에서 용어 "사구체 여과율((Glomerular Filtration Rate; GFR)"은 신장의 기능을 나타내는 지표로, 신장이 혈액 속의 특정 물질을 여과하는 속도를 의미한다. 상기 사구체 여과율은 신장이 혈액 속에 포함된 노폐물과 물질들을 여과하여 소변으로 배출하는 능력을 나타내는 것일 수 있다.As used herein, the term "Glomerular Filtration Rate (GFR)" is an indicator of kidney function and refers to the speed at which the kidneys filter specific substances in the blood. The glomerular filtration rate refers to the rate at which the kidneys filter waste products contained in the blood. This may indicate the ability to filter and excrete substances through urine.
상기 단백질의 발현 수준을 측정할 수 있는 제제는 상기 단백질에 특이적으로 결합하는 모노클로날(monoclonal) 항체, 폴리클로날(polyclonal) 항체, 키메릭(chimeric) 항체, 리간드(ligand), PNA(peptide nucleic acid), 압타머(aptamer) 및 나노파티클(nanoparticle)로 구성된 군에서 선택되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Agents capable of measuring the expression level of the protein include monoclonal antibodies, polyclonal antibodies, chimeric antibodies, ligands, and PNA ( It may be selected from the group consisting of peptide nucleic acid, aptamer, and nanoparticle, but is not limited thereto.
상기 단백질 발현의 수준 측정 방법으로는 단백질 칩 분석, 면역측정법, 리간드 바인딩 어세이, MALDI-TOF(Matrix Desorption/Ionization Time of Flight Mass Spectrometry)분석, SELDI-TOF(Sulface Enhanced Laser Desorption/Ionization Time of Flight Mass Spectrometry)분석, 방사선 면역분석, 방사 면역 확산법, 오우크테로니 면역 확산법, 로케트 면역전기영동, 조직면역 염색, 보체 고정 분석법, 2차원 전기영동 분석, 액상 크로마토그래피-질량분석(liquid chromatography-Mass Spectrometry, LC-MS), LC-MS/MS(liquid chromatography-Mass Spectrometry/ Mass Spectrometry), 웨스턴 블랏, 및 ELISA(enzyme linked immunosorbentassay) 등이 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 따라서, 상기 단백질 수준을 측정하는 제제는 NGAL 단백질 또는 KIM-1 단백질에 특이적으로 결합하는 항체를 포함할 수 있다.Methods for measuring the level of protein expression include protein chip analysis, immunoassay, ligand binding assay, MALDI-TOF (Matrix Desorption/Ionization Time of Flight Mass Spectrometry) analysis, and SELDI-TOF (Sulface Enhanced Laser Desorption/Ionization Time of Flight). Mass Spectrometry analysis, radioimmunoassay, radioimmunodiffusion method, Ouchteroni immunodiffusion method, rocket immunoelectrophoresis, tissue immunostaining, complement fixation assay, two-dimensional electrophoresis analysis, liquid chromatography-mass spectrometry. Spectrometry, LC-MS), LC-MS/MS (liquid chromatography-Mass Spectrometry/Mass Spectrometry), Western blot, and ELISA (enzyme linked immunosorbent assay), etc., but are not limited thereto. Accordingly, the agent for measuring the protein level may include an antibody that specifically binds to the NGAL protein or KIM-1 protein.
본 명세서에서 용어 "항체"는 항원성 부위에 대해서 지시되는 특이적인 단백질 분자를 의미할 수 있다. 본 발명의 목적상, 항체는 상기 NGAL 단백질 또는 KIM-1 단백질에 대해 특이적으로 결합하는 항체를 의미하며, 다클론 항체, 단클론 항체 및 재조합 항체를 모두 포함한다. 항체를 생성하는 것은 당업계에 널리 공지된 기술을 이용하여 용이하게 제조할 수 있다. 또한 본 명세서의 항체는 2개의 전체 길이의 경쇄 및 2개의 전체 길이의 중쇄를 가지는 완전한 형태뿐만 아니라, 항체 분자의 기능적인 단편을 포함한다. 항체분자의 기능적인 단편이란 적어도 항원 결합 기능을 보유하고 있는 단편을 뜻하며, Fab, F(ab'), F(ab') 2 및 Fv 등이 있다.As used herein, the term “antibody” may refer to a specific protein molecule directed to an antigenic site. For the purposes of the present invention, an antibody refers to an antibody that specifically binds to the NGAL protein or KIM-1 protein, and includes polyclonal antibodies, monoclonal antibodies, and recombinant antibodies. Antibodies can be easily produced using techniques well known in the art. Antibodies herein also include intact forms with two full-length light chains and two full-length heavy chains, as well as functional fragments of the antibody molecule. Functional fragments of antibody molecules refer to fragments that possess at least an antigen-binding function, and include Fab, F(ab'), F(ab') 2, and Fv.
상기 단백질을 암호화하는 유전자의 발현 수준을 측정할 수 있는 제제는 상기 유전자에 특이적으로 결합하는 프라이머(primer) 쌍, 프로브(probe) 및 안티센스 뉴클레오타이드(antisense nucleotide)로 구성된 군에서 선택되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.An agent capable of measuring the expression level of the gene encoding the protein may be selected from the group consisting of a primer pair, probe, and antisense nucleotide that specifically binds to the gene. , but is not limited to this.
본 명세서에서 용어 "프라이머 쌍"은 표적 유전자 서열을 인지하는 정방향 및 역방향의 프라이머로 이루어진 모든 조합의 프라이머쌍을 포함하고, 상세하게는 특이성 및 민감성을 가지는 분석 결과를 제공하는 프라이머 쌍이다. 프라이머의 핵산 서열이 시료내 존재하는 비-표적 서열과 불일치하는 서열이어서, 상보적인 프라이머 결합 부위를 함유하는 표적 유전자 서열만 증폭하고 비특이적 증폭을 유발하지 않는 프라이머일 때, 높은 특이성을 부여할 수 있다.As used herein, the term “primer pair” includes all combinations of primer pairs consisting of forward and reverse primers that recognize the target gene sequence, and more specifically, a primer pair that provides analysis results with specificity and sensitivity. High specificity can be granted when the nucleic acid sequence of the primer is a sequence that is inconsistent with the non-target sequence present in the sample, so that the primer amplifies only the target gene sequence containing the complementary primer binding site and does not cause non-specific amplification. .
본 명세서에서 사용된 용어 "프로브"란 시료 내의 검출하고자 하는 표적 물질과 특이적으로 결합할 수 있는 물질을 의미하며, 상기 결합을 통하여 특이적으로 시료 내의 표적 물질의 존재를 확인할 수 있는 물질을 의미한다. 프로브 분자의 종류는 당업계에서 통상적으로 사용되는 물질로서 제한은 없으나, 바람직하게는 PNA (peptide nucleic acid), LNA (locked nucleic acid), 펩타이드, 폴리펩타이드, 단백질, RNA 또는 DNA 일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 프로브는 바이오 물질로서 생물에서 유래되거나 이와 유사한 것 또는 생체외에서 제조된 것을 포함하는 것으로 예를 들어, 효소, 단백질, 항체, 미생물, 동식물 세포 및 기관, 신경세포, DNA, 및 RNA일 수 있으며, DNA는 cDNA, 게놈 DNA, 올리고뉴클레오타이드를 포함하며, RNA는 게놈 RNA, mRNA, 올리고뉴클레오타이드를 포함하며, 단백질의 예로는 항체, 항원, 효소, 펩타이드 등을 포함할 수 있다.The term "probe" used herein refers to a substance that can specifically bind to a target substance to be detected in a sample, and refers to a substance that can specifically confirm the presence of the target substance in the sample through said binding. do. The type of probe molecule is not limited as it is a material commonly used in the art, but preferably may be PNA (peptide nucleic acid), LNA (locked nucleic acid), peptide, polypeptide, protein, RNA or DNA. More specifically, the probe is a biomaterial that is derived from or similar to living organisms or includes those produced in vitro, such as enzymes, proteins, antibodies, microorganisms, animal and plant cells and organs, nerve cells, DNA, and RNA. DNA may include cDNA, genomic DNA, and oligonucleotides, RNA may include genomic RNA, mRNA, and oligonucleotides, and examples of proteins may include antibodies, antigens, enzymes, peptides, etc.
본 명세서에서 용어, "안티센스 올리고뉴클레오티드"는 특정 mRNA의 서열에 상보적인 핵산 서열을 함유하고 있는 DNA 또는 RNA 또는 이들의 유도체로서, mRNA 내의 상보적인 서열에 결합하여 mRNA의 단백질로의 번역을 저해하는 작용을 한다. 안티센스 올리고뉴클레오티드 서열은 상기 유전자들의 mRNA에 상보적이고 상기 mRNA에 결합할 수 있는 DNA 또는 RNA 서열을 의미한다. 이는 상기 유전자 mRNA의 번역, 세포질 내로의 전위(translocation), 성숙(maturation) 또는 다른 모든 전체적인 생물학적 기능에 대한 필수적인 활성을 저해할 수 있다. 안티센스 올리고뉴클레오티드의 길이는 6 내지 100 염기, 바람직하게는 8 내지 60 염기, 보다 바람직하게는 10 내지 40 염기일 수 있다. 상기 안티센스 올리고뉴클레오티드는 통상의 방법으로 시험관 내에서 합성되어 생체 내로 투여하거나 생체 내에서 안티센스 올리고뉴클레오티드가 합성되도록 할 수 있다. 시험관 내에서 안티센스 올리고뉴클레오티드를 합성하는 한가지 예는 RNA 중합효소 I를 이용하는 것이다. 생체 내에서 안티센스 RNA가 합성되도록 하는 한 가지 예는 다중클로닝부위(MCS)의 기원이 반대 방향에 있는 벡터를 사용하여 안티센스 RNA가 전사되도록 하는 것이다. 상기 안티센스 RNA는 서열 내에 번역 중지 코돈이 존재하도록 하여 펩타이드 서열로 번역되지 않도록 하는 것이 바람직하다.As used herein, the term "antisense oligonucleotide" is DNA or RNA or a derivative thereof containing a nucleic acid sequence complementary to the sequence of a specific mRNA, and binds to the complementary sequence in the mRNA and inhibits the translation of the mRNA into a protein. It works. Antisense oligonucleotide sequence refers to a DNA or RNA sequence that is complementary to the mRNA of the genes and is capable of binding to the mRNA. This may inhibit translation, translocation into the cytoplasm, maturation, or any other essential activity for overall biological functions of the gene mRNA. The length of the antisense oligonucleotide may be 6 to 100 bases, preferably 8 to 60 bases, and more preferably 10 to 40 bases. The antisense oligonucleotide can be synthesized in vitro using a conventional method and administered in vivo, or the antisense oligonucleotide can be synthesized in vivo. One example of synthesizing antisense oligonucleotides in vitro is using RNA polymerase I. One example of allowing antisense RNA to be synthesized in vivo is to transcribe the antisense RNA using a vector with the origin of the multiple cloning site (MCS) in the opposite direction. It is preferable that the antisense RNA has a translation stop codon within the sequence so that it is not translated into a peptide sequence.
일 구체예에 있어서, 상기 신장 질환은 급성 신장 손상(Acute kidney injury; AKI) 또는 만성 신장 질환(Chronic kidney disease; CKD)일 수 있다.In one embodiment, the kidney disease may be acute kidney injury (AKI) or chronic kidney disease (CKD).
상기 급성 신장 손상은 특별히 한정되는 것은 아니나, 급성 신부전증, 급성 세뇨관 괴사, 급성 세뇨관 간질성 신증, 허혈성 급성 신장손상, 급성 신우신염, 급성진행성신염 및 중독성 급성 신장손상으로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The acute kidney injury is not particularly limited, but is any one selected from the group consisting of acute renal failure, acute tubular necrosis, acute tubulointerstitial nephropathy, ischemic acute kidney injury, acute pyelonephritis, acute progressive nephritis, and toxic acute kidney injury. However, it is not limited to this.
상기 만성 신장 질환은 특별히 한정되는 것은 아니나, 신염 증후군, 세관 장애, 신성 고혈압, 요독증, 만성사구체신염, 신부전 및 만성 신부전으로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The chronic kidney disease is not particularly limited, but may be any one selected from the group consisting of nephritis syndrome, tubular dysfunction, renal hypertension, uremia, chronic glomerulonephritis, renal failure, and chronic renal failure, but is not limited thereto.
상기 신장 질환은 당뇨병성 신증, 고혈압성 신증, 사구체신염, 다낭성신종, 요로 폐색증, 신장 섬유화증, 신장염, 신우염, 신장암, 수신증, 신증후성 출혈열, 신장결핵, 소상사구체 경화증, 당뇨병성신증, 막성신증, 막성증식성사구체신염 및 네프로제증후군으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 질환을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The above kidney diseases include diabetic nephropathy, hypertensive nephropathy, glomerulonephritis, polycystic nephroma, urinary tract obstruction, renal fibrosis, nephritis, pyelonephritis, renal cancer, hydronephrosis, nephrotic hemorrhagic fever, renal tuberculosis, small glomerulosclerosis, diabetic nephropathy, membranous It may include, but is not limited to, one or more diseases selected from the group consisting of nephropathy, membranous proliferative glomerulonephritis, and nephrosis syndrome.
일 구체예에 있어서, 상기 단백질 또는 이를 암호화하는 유전자의 발현 수준은 개체의 체액 샘플에서 측정하는 것일 수 있다.In one embodiment, the expression level of the protein or the gene encoding it may be measured in a body fluid sample of an individual.
일 구체예에서, 상기 개체는 포유동물, 예를 들면, 사람, 개, 고양이, 소, 말, 돼지, 양 또는 염소일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment, the subject may be a mammal, for example, a human, dog, cat, cow, horse, pig, sheep or goat, but is not limited thereto.
상기 개체는 인간을 제외한 동물일 수 있다.The entity may be an animal other than a human.
상기 개체는 신전성(prerenal), 신성(intrinsic renal) 및 신후성(postrenal) 신장 손상 중에서 선택되는 1종 이상의 위험 인자가 사전에 존재함에 기초하여 신장 질환의 조기 진단을 위해 선택된 것일 수 있다.The subject may be selected for early diagnosis of kidney disease based on the prior presence of one or more risk factors selected from prerenal, intrinsic renal, and postrenal kidney damage.
본 명세서에서 용어 "신전성 신장 손상(Prerenal Kidney Injury)"은 손상은 신장 외적인 요인에 의해 발생하는 신장 손상을 의미한다. 주로 혈액 순환에 문제가 있는 경우에 발생하며, 이로 인해 신장에 충분한 혈액이 공급되지 않아 신장 기능이 저하되는 상태를 의미하는 것일 수 있다. 상기 신전성 신장 손상은 일반적으로 혈압 강하, 혈액량 감소, 혈액 점도 변화 등이 원인이 되어 나타나는 것일 수 있다.As used herein, the term “Prerenal Kidney Injury” refers to kidney damage caused by factors external to the kidney. It mainly occurs when there is a problem with blood circulation, which may mean that kidney function is reduced due to insufficient blood supply to the kidneys. The renal kidney damage may generally be caused by a drop in blood pressure, a decrease in blood volume, or a change in blood viscosity.
본 명세서에서 용어 "신성 신장 손상(Intrinsic Kidney Injury)"은 신장 자체적인 문제에 의해 발생하는 신장 손상을 의미하며, 신장 조직 자체에 손상이 발생하여 기능이 저하되는 것일 수 있다. 상기 신성 신장 손상은 신장 조직에 직접적으로 영향을 미치는 세포 손상, 염증, 독성 물질의 노출, 감염, 혈류학적인 이상 등에 인해 발생하는 것일 수 있다.As used herein, the term "Intrinsic Kidney Injury" refers to kidney damage caused by a problem with the kidney itself, and may result in damage to the kidney tissue itself, resulting in a decrease in function. The renal kidney damage may be caused by cell damage, inflammation, exposure to toxic substances, infection, hematologic abnormalities, etc. that directly affect kidney tissue.
본 명세서에서 용어 "신후성 신장 손상(Postrenal Kidney Injury)"은 신장 배출 시스템에서 발생하는 문제로 인해 발생하는 신장 손상을 의미하는 것으로, 주로 신장에서 생성된 소변이 비정상적으로 배출되지 못하고 쌓여서 발생할 수 있다. 상기 신후성 신장 손상은 요로 감염, 요관 폐색, 방광 폐색, 전립선 증대 등으로 인해 소변이 정상적으로 배출되지 않아 발생하는 것일 수 있다.As used herein, the term "Postrenal Kidney Injury" refers to kidney damage caused by problems occurring in the renal excretion system. It can mainly occur when urine produced in the kidneys is unable to be excreted abnormally and accumulates. . The post-renal kidney damage may occur when urine is not excreted normally due to urinary tract infection, ureteral obstruction, bladder obstruction, or enlarged prostate.
상기 위험 인자는, 울혈성 심부전, 전자간증, 경련, 진성 당뇨병, 고혈압, 관상 동맥 질환, 단백뇨, 신장 기능 부전, 정상 범위 미만의 신사구체 여과, 평균 범위 초과의 혈청 크레아티닌, 패혈증, 신장 기능에 대한 손상, 감소된 신장 기능, 및 급성 신부전(acute renal failure, ARF) 중에서 선택된 1종 이상의 기존 진단; 주요 혈관 수술, 관상 동맥 우회술, 및 심장 수술 중에서 선택된 1종 이상의 수술을 받은 경험; 또는 비스테로이드 항염증제, 사이클로스포린, 타크롤리무스, 아미노글리코시드, 포스카넷, 에틸렌 글리콜, 헤모글로빈, 미오글로빈, 이포스파미드, 중금속, 메토트렉세이트, 방사선 불투과성 조영제, 또는 스트렙토조토신에 대한 노출;일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.These risk factors include congestive heart failure, pre-eclampsia, convulsions, diabetes mellitus, hypertension, coronary artery disease, proteinuria, renal insufficiency, glomerular filtration below the normal range, serum creatinine above the average range, sepsis, and renal dysfunction. One or more pre-existing diagnoses selected from: impairment, reduced renal function, and acute renal failure (ARF); Experience with one or more surgeries selected from the following: major vascular surgery, coronary artery bypass grafting, and cardiac surgery; or exposure to nonsteroidal anti-inflammatory drugs, cyclosporine, tacrolimus, aminoglycosides, foscarnet, ethylene glycol, hemoglobin, myoglobin, ifosfamide, heavy metals, methotrexate, radiopaque contrast agents, or streptozotocin; It is not limited to this.
일 구체예에서, 상기 개체는 신장 대체 요법을 받고 있지 않은 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment, the individual may not be receiving renal replacement therapy, but is not limited thereto.
일 구체예에서, 상기 체액 샘플은 소변 또는 혈액일 수 있고, 바람직하게는 혈액일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 혈장 또는 혈청 시료일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment, the body fluid sample may be urine or blood, preferably blood, and more preferably plasma or serum sample, but is not limited thereto.
상기 조성물은 국제신장학회(International Renal Interest Society, IRIS)의 만성 신장 질환(Chronic kidney disease; CKD)의 병기 구분 가이드라인 기준에서의 위험군(위험 요소를 내재한 단계) 및 각 병기 단계를 구분할 수 있는 것일 수 있다.The composition is capable of distinguishing risk groups (stages with risk factors) and each stage according to the staging guidelines for chronic kidney disease (CKD) of the International Renal Interest Society (IRIS). It could be.
본 명세서에서, 용어 "국제신장학회(International Renal Interest Society; IRIS)의 만성 신장 질환(Chronic kidney disease; CKD)의 병기 구분 가이드라인" 또는 "IRIS CKD 단계(stage)"는 국제수의신장학회에서 제시하는 신장 질환 분류 기준을 의미한다.In this specification, the term "International Renal Interest Society (IRIS) Staging Guidelines for Chronic Kidney Disease (CKD)" or "IRIS CKD Stage" is provided by the International Society of Veterinary Nephrology. refers to the criteria for classifying kidney disease.
본 명세서에서, 용어 "신장 질환의 조기 진단"은 신장 질환 위험군(위험 요소를 내재한 단계), 만성 신장 질환 1단계(IRIS 1단계), 또는 만성 신장 질환 2 내지 4 단계(IRIS 2 내지 4 단계)의 판별, 또는 신장 손상 또는 신장 질환의 조기 진단을 포함하는 의미이다.As used herein, the term “early diagnosis of kidney disease” refers to a kidney disease risk group (stage with inherent risk factors), chronic kidney disease stage 1 (IRIS stage 1), or chronic kidney disease stages 2 to 4 (IRIS stages 2 to 4). ), or early diagnosis of kidney damage or kidney disease.
본 명세서에서, 용어 "신장 질환 위험군"은 아직 신장 질환이 있는 것은 아니지만 신장 질환의 위험요소(Risk factor)를 가지고 있는 단계를 의미한다.As used herein, the term “kidney disease risk group” refers to a stage in which a person does not yet have kidney disease but has risk factors for kidney disease.
본 명세서에서, 용어 “신장 질환 1단계”는 아직 신사구체 여과율 (GFR)은 정상이거나 정상에 가깝지만 병력, 신사구체 여과율의 지속적인 감소, 영상진단검사 등을 통해 만성 신장 질환이 진단되는 단계를 의미한다.In this specification, the term “kidney disease stage 1” refers to a stage in which the glomerular filtration rate (GFR) is still normal or close to normal, but chronic kidney disease is diagnosed through medical history, continuous decrease in glomerular filtration rate, diagnostic imaging tests, etc. .
다른 양상은 상기 조성물을 포함하는 신장 질환의 진단용 키트를 제공한다.Another aspect provides a kit for diagnosing kidney disease comprising the composition.
상기 조성물에 대해서는 상기에서 설명한 바와 같다.The composition is as described above.
상기 키트는 국제신장학회(International Renal Interest Society, IRIS)의 만성 신장 질환(Chronic kidney disease; CKD)의 병기 구분 가이드라인 기준에서의 만성 신장 위험군(위험 요소를 내재한 단계), 만성 신장 질환 1단계(IRIS 1단계), 또는 만성 신장 질환 2 내지 4 단계(IRIS 2 내지 4 단계)발병 유무에 대한 정보를 제공하는 것일 수 있다. 또한, 상기 키트는 국제신장학회의 만성 신장 질환의 병기 구분 가이드라인 기준에서의 병기를 구분할 수 있는 것일 수 있다.The kit is suitable for chronic kidney risk group (stage with inherent risk factors), chronic kidney disease stage 1 according to the International Renal Interest Society (IRIS) staging guideline for chronic kidney disease (CKD). It may provide information on the presence or absence of chronic kidney disease (IRIS stage 1), or chronic kidney disease stages 2 to 4 (IRIS stages 2 to 4). Additionally, the kit may be capable of distinguishing stages based on the International Society of Nephrology's staging guidelines for chronic kidney disease.
상기 키트는 Lateral Flow Assay, 또는 Indirect immunofluorescence Assay 등의 항원-항체 반응을 이용한 다양한 형태의 진단키트에 적용 가능한 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The kit may be applicable to various types of diagnostic kits using antigen-antibody reactions such as Lateral Flow Assay or Indirect immunofluorescence Assay, but is not limited thereto.
상기 키트에는 상기 단백질 또는 유전자의 발현 수준을 측정하기 위한 제제뿐만 아니라, 면역학적 분석에서 일반적으로 사용되는 도구, 시약 등이 포함될 수 있다.The kit may include tools and reagents commonly used in immunological analysis, as well as agents for measuring the expression level of the protein or gene.
상기 도구 또는 시약의 일 예로, 적합한 담체, 검출 가능한 신호를 생성할 수 있는 표지 물질, 발색단, 용해제, 세정제, 완충제, 안정화제 등이 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 표지 물질이 효소인 경우에는 효소 활성을 측정할 수 있는 기질 및 반응 정지제를 포함할 수 있다. 담체는 가용성 담체, 불용성 담체가 있고, 가용성 담체의 일 예로 당 분야에서 공지된 생리학적으로 허용되는 완충액, 예를 들어 PBS가 있고, 불용성 담체의 일 예로 폴리스틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리아크릴로니트릴, 불소 수지, 가교 덱스트란, 폴리사카라이드, 라텍스에 금속을 도금한 자성 미립자와 같은 고분자, 기타 종이, 유리, 금속, 아가로오스 및 이들의 조합일 수 있다.Examples of the tool or reagent may include, but is not limited to, a suitable carrier, a labeling substance capable of generating a detectable signal, a chromophore, a solubilizer, a detergent, a buffer, and a stabilizer. If the labeling substance is an enzyme, it may include a substrate that can measure enzyme activity and a reaction stopper. Carriers include soluble carriers and insoluble carriers. Examples of soluble carriers include physiologically acceptable buffers known in the art, such as PBS, and examples of insoluble carriers include polystyrene, polyethylene, polypropylene, polyester, and polyester. It may be acrylonitrile, fluororesin, cross-linked dextran, polysaccharide, polymers such as magnetic fine particles plated with metal on latex, other paper, glass, metal, agarose, and combinations thereof.
상기 키트는 샘플 패드(sample pad), 컨쥬게이트 패드(conjugate pad), 스태킹 패드(stacking pad), 멤브레인, 흡수 패드(absorbent pad) 및 고체 지지대(backing card)를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The kit may include, but is limited to, a sample pad, conjugate pad, stacking pad, membrane, absorbent pad, and solid backing card. That is not the case.
상기 "샘플 패드"는 분석을 행할 샘플을 수용하여 확산 흐름이 가능한 패드를 의미하며, 분석을 행할 샘플을 수용하여 함유하기에 충분한 다공성을 갖는 물질로 구성된다. 이러한 다공성 물질로는 섬유성 종이, 셀룰로오스 물질로 된 미세 기공 멤브레인, 셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트와 같은 셀룰로오스 유도체, 니트로셀룰로오스, 유리섬유, 천연발생의 면(cotton), 나일론과 같은 직물 또는 다공성 겔 등이 있으나, 이에 제한되지 않는다.The “sample pad” refers to a pad that accommodates a sample to be analyzed and is capable of diffusing flow, and is made of a material with sufficient porosity to accommodate and contain the sample to be analyzed. Such porous materials include fibrous paper, microporous membranes made of cellulose materials, cellulose, cellulose derivatives such as cellulose acetate, nitrocellulose, glass fiber, naturally occurring cotton, fabrics such as nylon, or porous gels. , but is not limited to this.
상기 "컨쥬게이트 패드"는 샘플 패드로부터 확산되어 이동되는 샘플을 수용하는 패드를 의미한다. 상기 컨쥬게이트 패드는 샘플 패드와 마찬가지로 확산 흐름이 가능한 물질로 구성될수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The “conjugate pad” refers to a pad that accommodates a sample that diffuses and moves from the sample pad. The conjugate pad, like the sample pad, may be made of a material capable of diffusive flow, but is not limited thereto.
상기 "멤브레인"은 검체 내 분석물질을 포획하기 위한 검사선이 형성된 것일 수 있으며, 샘플 물질이 통과할 수 있는 것이라면 어떠한 물질로도 제조될 수 있다. 예를 들어, 천연, 합성, 또는 합성에 의해 변형된 천연 발생 물질, 예를 들어 폴리사카라이드(예: 셀룰로오스 물질, 종이, 셀룰로오스 아세테이트 및 니트로셀룰로오스와 같은 셀룰로오스 유도체); 폴리에테르 술폰; 폴리에틸렌; 나일론; 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF); 폴리에스테르; 폴리프로필렌; 실리카; 비닐 클로라이드, 비닐클로라이드-프로필렌 공중합체 및 비닐 클로라이드-비닐 아세테이트 공중합체와 같은 중합체와 함께 다공성 중합체 매트릭스에 균일하게 분산된 무기 물질, 예를 들어 불활성화된 알루미나, 규조토, MgSO4, 또는 다른 무기 미분 물질; 자연 발생(예: 면) 및 합성(예: 나일론 또는 레이온) 천; 다공성 겔, 예를 들어 실리카겔, 아가로스, 덱스트란 및 젤라틴; 중합체 필름, 예를 들어 폴리아크릴아미드 등의 물질로부터 형성될 수 있다. 일 구체예에서 상기 멤브레인은 니트로셀룰로스 멤브레인(nitrocellulose(NC) membrane), 유리섬유(glass fiber) 멤브레인, 폴리에테르술폰(polyethersulfone; PES) 멤브레인, 셀룰로스(cellulose) 멤브레인, 나일론(nylon) 멤브레인 또는 이들의 조합을 이용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The “membrane” may be formed with a test line to capture the analyte in the sample, and may be made of any material as long as the sample material can pass through it. For example, naturally occurring materials, whether natural, synthetic, or synthetically modified, such as polysaccharides (e.g., cellulosic materials, paper, cellulose derivatives such as cellulose acetate and nitrocellulose); polyether sulfone; polyethylene; nylon; polyvinylidene fluoride (PVDF); Polyester; polypropylene; silica; Inorganic materials uniformly dispersed in a porous polymer matrix together with polymers such as vinyl chloride, vinyl chloride-propylene copolymer and vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, such as deactivated alumina, diatomaceous earth, MgSO4, or other inorganic fine materials. ; Naturally occurring (such as cotton) and synthetic (such as nylon or rayon) fabrics; porous gels such as silica gel, agarose, dextran, and gelatin; It may be formed from materials such as polymer films, such as polyacrylamide. In one embodiment, the membrane is a nitrocellulose (NC) membrane, a glass fiber membrane, a polyethersulfone (PES) membrane, a cellulose membrane, a nylon membrane, or any of these. Combinations may be used, but are not limited thereto.
상기 멤브레인 상에는 상기 컨쥬게이트 패드로부터 상기 흡수 패드 방향으로 테스트 영역 및 컨트롤 영역이 순차적으로 형성되어 있을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.A test area and a control area may be sequentially formed on the membrane in the direction from the conjugate pad to the absorption pad, but are not limited thereto.
상기 "흡수 패드"는 상기 멤브레인의 말단에 또는 그 가까이에 인접해서 위치할 수 있다. 흡수 패드는 일반적으로 전체 멤브레인을 통해 이동하는 유체 샘플을 받아들인다. 흡수 패드는 멤브레인을 통한 모세관 작용 및 유체의 확산 유동을 촉진하는 데 도움을 줄 수 있다.The “absorbent pad” may be located adjacent to or near the end of the membrane. An absorbent pad typically accepts a fluid sample that moves across the entire membrane. Absorbent pads can help promote capillary action and diffusive flow of fluid through the membrane.
상기 고체 지지대는 상기한 샘플 패드, 컨쥬게이트 패드, 멤브레인, 스태킹 패드 및 흡수 패드를 지지 및 운반할 수 있다면 어떠한 물질로도 형성될 수 있다. 일 구체예에서, 상기 지지대는 상기 멤브레인을 통해 확산하는 샘플의 유체가 지지체를 통해 누출되지 않도록 액체 불투과성이다. 예컨대, 유리; 중합체물질, 예를 들어 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리부타디엔, 폴리비닐클로라이드, 폴리아미드, 폴리카르보네이트, 에폭시드, 메타크릴레이트, 폴리멜라민 등을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.The solid support may be formed of any material as long as it can support and carry the sample pad, conjugate pad, membrane, stacking pad, and absorbent pad. In one embodiment, the support is liquid impermeable so that fluid from the sample diffusing through the membrane does not leak through the support. For example, glass; Polymeric materials include, but are not limited to, polystyrene, polypropylene, polyester, polybutadiene, polyvinylchloride, polyamide, polycarbonate, epoxide, methacrylate, polymelamine, etc.
상기 키트는 상기한 샘플 패드, 컨쥬게이트 패드, 스태킹패드, 멤브레인 및 흡수 패드가 동일한 고체 지지대 상에 순차적으로 배치된 것일 수 있다.The kit may include the sample pad, conjugate pad, stacking pad, membrane, and absorption pad sequentially placed on the same solid support.
또 다른 양상은 개체로부터 수득한 생물학적 샘플에서 개체로부터 수득한 생물학적 샘플에서 NGAL(Neutrophil gelatinase-associated lipocalin) 단백질, KIM-1(Kidney injury molecule-1) 단백질 또는 이들의 조합, 또는 이를 암호화하는 유전자의 발현 수준을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 발현 수준을 정상군의 단백질 또는 이들의 조합, 또는 이를 암호화하는 유전자의 발현 수준과 비교하는 단계;를 포함하는 신장 질환의 진단을 위한 정보 제공 방법을 제공한다.Another aspect is the detection of NGAL (Neutrophil gelatinase-associated lipocalin) protein, KIM-1 (Kidney injury molecule-1) protein, or a combination thereof, or a gene encoding the same in a biological sample obtained from an individual. measuring expression level; and comparing the measured expression level with the expression level of a protein or a combination thereof, or a gene encoding the same, in a normal group.
일 구체예에 있어서, 상기 방법은 SDMA, 혈청 크레아티닌(serum Creatinine; sCr), Phosphorus inorganic, Amylase 및 BUN으로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 단백질 또는 이를 암호화하는 유전자의 발현 수준을 측정하여 독립변수로 설정하는 단계를 추가로 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the method measures the expression level of one or more proteins selected from the group consisting of SDMA, serum creatinine (sCr), Phosphorus inorganic, Amylase, and BUN, or the gene encoding them, and sets them as an independent variable. It may include an additional step.
상기 방법은 상기 측정된 단백질 또는 유전자의 발현 수준을 각각 독립변수로 설정하고, 국제신장학회(International Renal Interest Society, IRIS)의 만성 신장 질환(Chronic kidney disease; CKD)의 병기 구분 가이드라인 기준에서의 만성 신장 질환 위험군(위험 요소를 내재한 단계), 만성 신장 질환 1단계(IRIS 1단계), 또는 만성 신장 질환 2 내지 4 단계(IRIS 2 내지 4 단계)의 발병 여부를 종속변수로 설정하는 단계; 상기 독립변수 및 상기 종속변수의 관계를 로지스틱 회귀분석(Logistic Regression Analysis)을 통해 모델링하여 모델 식을 추론하는 단계; 및 상기 모델 식으로부터 도출한 값이 미리 결정된 컷오프(cutoff)값보다 크거나 같을 때, 상기 개체를 신장 질환의 위험군(위험 요소를 내재한 단계), 만성 신장 질환 1단계(IRIS 1단계), 또는 만성 신장 질환 2 내지 4 단계(IRIS 2 내지 4 단계)로 판별하는 단계;를 추가로 포함하는 것일 수 있다.The method sets the expression levels of the measured proteins or genes as independent variables, and determines the staging guidelines for chronic kidney disease (CKD) of the International Renal Interest Society (IRIS). Setting chronic kidney disease risk group (stage with inherent risk factors), chronic kidney disease stage 1 (IRIS stage 1), or chronic kidney disease stage 2 to 4 (IRIS stage 2 to 4) as a dependent variable; Inferring a model equation by modeling the relationship between the independent variable and the dependent variable through logistic regression analysis; And when the value derived from the model equation is greater than or equal to a predetermined cutoff value, the individual is classified into a risk group for kidney disease (stage with inherent risk factors), chronic kidney disease stage 1 (IRIS stage 1), or It may further include the step of determining chronic kidney disease stages 2 to 4 (IRIS stages 2 to 4).
일 구체예에서, 상기 로지스틱 회귀분석이란 신장 질환과 관련된 마커들에 대한 데이터와 신장 질환 위험군(위험 요소를 내재한 단계), 만성 신장 질환 1단계(IRIS 1단계), 또는 만성 신장 질환 2 내지 4 단계(IRIS 2 내지 4 단계)의 관계를 모델링하기 위한 이분형 알고리즘이며, 기본 식은 다음과 같다.In one embodiment, the logistic regression analysis refers to data on markers related to kidney disease, kidney disease risk group (stage with inherent risk factors), chronic kidney disease stage 1 (IRIS stage 1), or chronic kidney disease 2 to 4. It is a binary algorithm for modeling the relationship between stages (IRIS 2 to 4 stages), and the basic equation is as follows.
이때, 기본 식의 종속변수 P는 만성 신장 질환의 위험군(위험 요소를 내재한 단계), 만성 신장 질환 1단계(IRIS 1단계), 또는 만성 신장 질환 2 내지 4 단계(IRIS 2 내지 4 단계)에 해당할 확률 값이고, 종속변수 1-P는 정상에 해당할 확률 값이며, 독립변수들 X1 내지 Xn은 상기 개체의 신장 질환과 관련된 마커들에 대한 변수들이다.At this time, the dependent variable P in the basic equation is in the risk group of chronic kidney disease (stage with inherent risk factors), chronic kidney disease stage 1 (IRIS stage 1), or chronic kidney disease stages 2 to 4 (IRIS stage 2 to 4). The dependent variable 1-P is the probability value corresponding to normal, and the independent variables X1 to Xn are variables for markers related to kidney disease of the subject.
상기 개체의 신장 질환과 관련된 마커들은 NGAL, KIM-1, SDMA, 크레아티닌, Phosphorus inorganic, Amylase 및 BUN 각각의 농도를 해당 단위로 치환하여 사용되는는 것일 수 있다.Markers related to kidney disease in the subject may be used by replacing the respective concentrations of NGAL, KIM-1, SDMA, creatinine, Phosphorus inorganic, Amylase, and BUN with corresponding units.
즉, 상기 개체의 신장 질환과 관련된 마커들은 만성 신장 질환 위험군(위험 요소를 내재한 단계), 만성 신장 질환 1단계(IRIS 1단계), 또는 만성 신장 질환 2 내지 4 단계(IRIS 2 내지 4 단계)에 대한 확률 값의 관계를 로지스틱 회귀분석을 통해 모델링하여 상기 기본 식의 추정계수를 도출하여 모델 식을 만든다.That is, the markers associated with kidney disease in the subject are chronic kidney disease risk group (stage with inherent risk factors), chronic kidney disease stage 1 (IRIS stage 1), or chronic kidney disease stages 2 to 4 (IRIS stages 2 to 4). The relationship between probability values for is modeled through logistic regression analysis to derive the estimation coefficient of the basic equation and create a model equation.
일 구체예에서, 상기 모델 식은 로지스틱 회귀분석법에서 설명력(유사 결정계수; Pseudo R2)이 가장 높은 식일 수 있다.In one embodiment, the model equation may be the equation with the highest explanatory power (pseudo R2) in the logistic regression method.
일 구체예에서, 상기 컷오프 값은 수용자 작동 특성(ROC, receiver operating characteristic) 곡선에서 일치 확률 방식(concordance probability method)에 따라 "민감도×특이도"가 최대값을 나타내는 지점을 환산하여 결정하는 것일 수 있다.In one embodiment, the cutoff value may be determined by converting the point where “sensitivity × specificity” represents the maximum value according to the consensus probability method on the receiver operating characteristic (ROC) curve. there is.
일 구체예에서, 상기 모델 식은 아래 계산식 1 내지 6 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다:In one embodiment, the model equation may be any one selected from equations 1 to 6 below:
[계산식 1][Calculation Formula 1]
RNK(y) = 1.648 × pNGAL (ng/mL) + 3.287 × pKIM-1 (ng/mL) - 12.2RNK(y) = 1.648 × pNGAL (ng/mL) + 3.287 × pKIM-1 (ng/mL) - 12.2
[계산식 2][Calculation Formula 2]
RNKC(y) = 1.71 × pNGAL (ng/mL) + 3.306 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.9716 × sCr (mg/dl) - 13.22RNKC(y) = 1.71 × pNGAL (ng/mL) + 3.306 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.9716 × sCr (mg/dl) - 13.22
[계산식 3][Calculation Formula 3]
RNKS(y) = 1.928 × pNGAL (ng/mL) + 3.948 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.4207 × SDMA (μμg/dl) - 19.09RNKS(y) = 1.928 × pNGAL (ng/mL) + 3.948 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.4207 × SDMA (μμg/dl) - 19.09
[계산식 4][Calculation Equation 4]
RNKA = 1.398 × pNGAL (ng/mL) + 3.989 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.5979 × 나이 (year) - 17.02RNKA = 1.398 × pNGAL (ng/mL) + 3.989 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.5979 × age (year) - 17.02
[계산식 5][Calculation Equation 5]
RNKR = 2.832 × pNGAL (ng/mL) + 4.726 × pKIM-1 (ng/mL) + 8.756 × CRP (mg/dl) - 21.36RNKR = 2.832 × pNGAL (ng/mL) + 4.726 × pKIM-1 (ng/mL) + 8.756 × CRP (mg/dl) - 21.36
[계산식 6][Calculation Equation 6]
RNKCS = 2.15 × pNGAL (ng/mL) + 4.178 × pKIM-1 (ng/mL) + 1.798 × sCr (mg/dl) + 0.4377 × SDMA (μg/dl) - 21.97RNKCS = 2.15 × pNGAL (ng/mL) + 4.178 × pKIM-1 (ng/mL) + 1.798 × sCr (mg/dl) + 0.4377 × SDMA (μg/dl) - 21.97
일 구체예에서, 상기 컷오프 값은 상기 계산식 1 내지 6 중에서 선택된 어느 하나의 계산식으로부터 도출된 값이 신장 질환이 없는 정상 개체에게서 나타나는 정도를 초과하도록 결정된 값으로서, 상기 값이 컷오프 값보다 크거나 같다면, 이는 신장이 손상되어 신장 질환이 있거나 신장 질환의 위험이 있다는 것을 의미한다. 구체적으로는 국제신장학회(International Renal Interest Society, IRIS)의 만성 신장 질환(Chronic kidney disease; CKD)의 병기 구분 가이드라인 기준에서의 만성 신장 질환 위험요소를 가지거나 만성 신장 질환 1 내지 4 단계(IRIS 1-4 단계)에 해당한다는 것을 의미한다.In one embodiment, the cutoff value is a value determined such that the value derived from any one of the calculation formulas selected from formulas 1 to 6 exceeds the degree seen in normal individuals without kidney disease, and the value is greater than or equal to the cutoff value. If so, this means your kidneys are damaged and you have or are at risk for kidney disease. Specifically, those with risk factors for chronic kidney disease according to the International Renal Interest Society (IRIS) staging guidelines for chronic kidney disease (CKD) or those with chronic kidney disease stages 1 to 4 (IRIS) It means that it corresponds to steps 1-4).
바람직한 일 구체예에서, 상기 계산식 1 (RNK)의 컷오프 값의 범위는 -1.94 내지 1.58 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 바람직하게는 -1.50 내지 1.58 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 더욱 바람직하게는 0 내지 1.58 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 더욱 바람직하게는 1.40 내지 1.58 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 더욱 바람직하게는 1.58이다.In a preferred embodiment, the range of the cutoff value of Calculation Formula 1 (RNK) is any number selected from -1.94 to 1.58, preferably any number selected from -1.50 to 1.58, more preferably 0. Any number selected from to 1.58, more preferably any number selected from 1.40 to 1.58, more preferably 1.58.
바람직한 일 구체예에서, 상기 계산식 2 (RNKC)의 컷오프 값의 범위는 -2.02 내지 1.49 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 바람직하게는 -1.00 내지 1.49 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 더욱 바람직하게는 0.00 내지 1.49 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 더욱 바람직하게는 1.26 내지 1.49 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 더욱 바람직하게는 1.49이다.In a preferred embodiment, the range of the cutoff value of Equation 2 (RNKC) is any number selected from -2.02 to 1.49, preferably any number selected from -1.00 to 1.49, more preferably 0.00. It is any number selected from 1.49 to 1.49, more preferably 1.26 to 1.49, more preferably 1.49.
바람직한 일 구체예에서, 상기 계산식 3 (RNKS)의 컷오프 값의 범위는 -3.57 내지 2.09 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 바람직하게는 0.00 내지 2.09 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 더욱 바람직하게는 1.93 내지 2.09 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 더욱 바람직하게는 2.085이다.In a preferred embodiment, the range of the cutoff value of Calculation Formula 3 (RNKS) is any number selected from -3.57 to 2.09, preferably any number selected from 0.00 to 2.09, more preferably 1.93 to 1.93. Any number selected from 2.09, more preferably 2.085.
바람직한 일 구체예에서, 상기 계산식 4 (RNKA)의 컷오프 값의 범위는 -3.33 내지 0.54 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 바람직하게는 -2.77 내지 0.53 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 더욱 바람직하게는 -0.36 내지 0.52중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 더욱 바람직하게는 0.00 내지 0.51 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 더욱 바람직하게는 0.51이다.In a preferred embodiment, the range of the cutoff value of Equation 4 (RNKA) is any number selected from -3.33 to 0.54, preferably any number selected from -2.77 to 0.53, more preferably - It is any number selected from 0.36 to 0.52, more preferably any number selected from 0.00 to 0.51, more preferably 0.51.
바람직한 일 구체예에서, 상기 계산식 5 (RNKR)의 [컷오프 값]의 범위는 -3.49 내지 -0.04 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 바람직하게는 -0.30 내지 -0.05 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 더욱 바람직하게는 -0.077이다.In a preferred embodiment, the range of the [cutoff value] of the calculation formula 5 (RNKR) is any number selected from -3.49 to -0.04, preferably any number selected from -0.30 to -0.05, further Preferably it is -0.077.
바람직한 일 구체예에서, 상기 계산식 6 (RNKCS)의 컷오프 값의 범위는 -4.27 내지 2.50 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 바람직하게는 -2.35 내지 2.40 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 더욱 바람직하게는 2.03 내지 2.30 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 더욱 바람직하게는 2.10 내지 2.20 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 더욱 바람직하게는 2.11이다.In a preferred embodiment, the range of the cutoff value of Equation 6 (RNKCS) is any number selected from -4.27 to 2.50, preferably any number selected from -2.35 to 2.40, more preferably 2.03. It is any number selected from 2.30 to 2.30, more preferably any number selected from 2.10 to 2.20, and more preferably 2.11.
일 구체예에서, 상기 계산식 1 내지 6으로부터 도출된 어느 하나의 값은 지수함수를 이용하여 1과 0의 감에 수렴하도록 변환되는 것일 수 있다. 이때, 지수함수를 이용하여 실장 질환 위험군 및 IRIS 1-4 단계(1의 값을 나타냄)과 정상인(0의 값을 나타냄)으로 분류되는 예측 수식은 하기 계산식 7과 같다. 아래 계산식 7에서, p 값은 백분율로 0~1까지의 분포를 보이며, 0.5 미만이면 신장 질환 위험이 없고, 0.5 이상이면 신장 질환 위험군 이상이라고 판별할 수 있다.In one specific example, any one value derived from Equations 1 to 6 may be converted to converge to the sense of 1 and 0 using an exponential function. At this time, the prediction formula using the exponential function to classify into the functional disease risk group and IRIS stages 1-4 (representing a value of 1) and normal people (representing a value of 0) is as shown in Equation 7 below. In equation 7 below, the p value is distributed as a percentage from 0 to 1. If it is less than 0.5, there is no risk of kidney disease, and if it is more than 0.5, it can be determined that the person is at risk for kidney disease or higher.
[계산식 7][Calculation Equation 7]
p = exp(y) / [exp(y) + 1]p = exp(y) / [exp(y) + 1]
상기 식에서, y는 상기 계산식 1 내지 6으로부터 도출된 값이다.In the above equation, y is a value derived from the above calculation equations 1 to 6.
일 구체예에서, 상기 모델 식은 아래 계산식 8 내지 13 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다:In one embodiment, the model equation may be any one selected from equations 8 to 13 below:
[계산식 8][Calculation Equation 8]
SNK(y) = 0.5541 × pNGAL (ng/mL) + 0.3766 × pKIM-1 (ng/mL) - 2.614SNK(y) = 0.5541 × pNGAL (ng/mL) + 0.3766 × pKIM-1 (ng/mL) - 2.614
[계산식 9][Calculation Equation 9]
SNKC(y) = 0.5522 × pNGAL (ng/mL) + 0.3146 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.4417 × sCr (mg/dl) - 2.792SNKC(y) = 0.5522 × pNGAL (ng/mL) + 0.3146 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.4417 × sCr (mg/dl) - 2.792
[계산식 10][Calculation Equation 10]
SNKS(y) = 0.442 × pNGAL (ng/mL) + 0.001992 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.2562 × SDMA (μg/dl) - 4.079SNKS(y) = 0.442 × pNGAL (ng/mL) + 0.001992 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.2562 × SDMA (μg/dl) - 4.079
[계산식 11][Calculation Equation 11]
SNKA(y) = 0.447 × pNGAL (ng/mL) + 0.2079 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.2108 × Age (year) - 3.55SNKA(y) = 0.447 × pNGAL (ng/mL) + 0.2079 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.2108 × Age (year) - 3.55
[계산식 12][Calculation 12]
SNKP(y) = 0.4599 × pNGAL (ng/mL) + 0.3363 × pKIM-1 (ng/mL) + 1.004 × Phosphorus Inorganic (mg/dl) - 5.678SNKP(y) = 0.4599 × pNGAL (ng/mL) + 0.3363 × pKIM-1 (ng/mL) + 1.004 × Phosphorus Inorganic (mg/dl) - 5.678
[계산식 13][Calculation Equation 13]
SNKCS(y) = 0.4406 × pNGAL (ng/mL) + 0.007931 × pKIM-1 (ng/mL) - 0.07766 × sCr (mg/dl) + 0.258 × SDMA (μg/dl) - 4.048SNKCS(y) = 0.4406
일 구체예에서, 상기 컷오프 값은 상기 계산식 8 내지 13 중에서 선택된 어느 하나의 계산식으로부터 도출된 값이 신장 질환이 없는 정상 개체 또는 신장 질환 위험군에 해당하는 개체에게서 나타나는 정도를 초과하도록 결정된 값으로서, 상기 값이 컷오프 값보다 크거나 같다면, 이는 신사구체 여과율은 정상이거나 정상과 가깝지만 신장이 손상되어 신장 질환이 있다는 것을 의미한다. 구체적으로는 국제신장학회(International Renal Interest Society, IRIS)의 만성 신장 질환(Chronic kidney disease; CKD)의 병기 구분 가이드라인 기준에서의 만성 신장 질환 1 내지 4 단계(IRIS 1 내지 4 단계)에 해당한다는 것을 의미한다. 본 발명의 IRIS 1 내지 4 단계를 판별하기 위한 상기 계산식 8 내지 13 중에서 선택된 어느 하나의 계산식으로부터 도출된 값에 대한 컷오프 값은 -1.67 내지 4.26 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자이다.In one embodiment, the cutoff value is a value determined such that the value derived from any one of the calculation formulas 8 to 13 exceeds the degree seen in normal individuals without kidney disease or individuals in the kidney disease risk group, If the value is greater than or equal to the cutoff value, this means that the glomerular filtration rate is normal or close to normal, but the kidneys are damaged and kidney disease is present. Specifically, it corresponds to chronic kidney disease stages 1 to 4 (IRIS stages 1 to 4) according to the International Renal Interest Society (IRIS) staging guideline for chronic kidney disease (CKD). means that The cutoff value for the value derived from any one of the calculation formulas 8 to 13 for determining IRIS stages 1 to 4 of the present invention is any number selected from -1.67 to 4.26.
바람직한 일 구체예에서, 상기 계산식 8 (SNK)의 컷오프 값의 범위는 -0.74 내지 4.40 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 바람직하게는 0.00 내지 4.00 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 더욱 바람직하게는 0.30 내지 1.00 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 더욱 바람직하게는 0.89이다.In a preferred embodiment, the range of the cutoff value of Equation 8 (SNK) is any number selected from -0.74 to 4.40, preferably any number selected from 0.00 to 4.00, more preferably 0.30 to 0.30. Any number selected from 1.00, more preferably 0.89.
바람직한 일 구체예에서, 상기 계산식 9 (SNKC)의 컷오프 값의 범위는 -0.70 내지 4.26 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 더욱 바람직하게는 0.83이다.In a preferred embodiment, the range of the cutoff value in Equation 9 (SNKC) is any number selected from -0.70 to 4.26, more preferably 0.83.
바람직한 일 구체예에서, 상기 계산식 10 (SNKS)의 컷오프 값의 범위는 -1.25 내지 3.30 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 더욱 바람직하게는 0.49이다.In a preferred embodiment, the range of the cutoff value in Equation 10 (SNKS) is any number selected from -1.25 to 3.30, more preferably 0.49.
바람직한 일 구체예에서, 상기 계산식 11 (SNKA)의 컷오프 값의 범위는 -1.67 내지 4.10 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 더욱 바람직하게는 0.96이다.In a preferred embodiment, the range of the cutoff value of Equation 11 (SNKA) is any number selected from -1.67 to 4.10, more preferably 0.96.
바람직한 일 구체예에서, 상기 계산식 12 (SNKP)의 컷오프 값의 범위는 -0.76 내지 3.65 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 더욱 바람직하게는 0.76이다.In a preferred embodiment, the range of the cutoff value in Equation 12 (SNKP) is any number selected from -0.76 to 3.65, more preferably 0.76.
바람직한 일 구체예에서, 상기 계산식 13 (SNKCS)의 컷오프 값의 범위는 -1.26 내지 3.30 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 더욱 바람직하게는 0.48이다.In a preferred embodiment, the range of the cutoff value in Equation 13 (SNKCS) is any number selected from -1.26 to 3.30, more preferably 0.48.
일 구체예에서, 상기 계산식 8 내지 13로부터 도출된 어느 하나의 값은 지수함수를 이용하여 1과 0의 값에 수렴하도록 변환되는 것일 수 있다. 이때, 지수함수를 이용하여 만성 신장 질환 1 내지 4 단계(IRIS 1~4 단계, 1의 값을 나타냄)과 정상인 및 신장 질환 위험군(0의 값을 나타냄)으로 분류되는 예측 수식은 하기 계산식 14과 같다. 아래 계산식 14에서, p 값은 백분율로 0~1까지의 분포를 보이며, 0.5 미만이면 신장 질환이 없거나 위험군(위험 요소를 내재한 단계)이고, 0.5 이상이면 만성 신장 질환 1 내지 4 단계라고 판별하는 것일 수 있다.In one specific example, any one value derived from Equations 8 to 13 may be converted to converge to the values of 1 and 0 using an exponential function. At this time, the prediction formula using the exponential function to classify chronic kidney disease stages 1 to 4 (IRIS stages 1 to 4, indicating a value of 1) and normal people and kidney disease risk groups (representing a value of 0) is the following calculation formula 14 same. In Calculation Formula 14 below, the p value is distributed as a percentage from 0 to 1. If it is less than 0.5, it is determined that there is no kidney disease or a risk group (stage with inherent risk factors), and if it is more than 0.5, it is determined that it is chronic kidney disease stages 1 to 4. It could be.
[계산식 14][Calculation Equation 14]
p = exp(y) / [exp(y) + 1]p = exp(y) / [exp(y) + 1]
상기 식에서, y는 상기 계산식 8 내지 13로부터 도출된 값이다.In the above equation, y is a value derived from the above calculation equations 8 to 13.
일 구체예에서, 상기 모델 식은 아래 계산식 15 내지 23 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다:In one embodiment, the model equation may be any one selected from equations 15 to 23 below:
[계산식 15][Calculation Equation 15]
TNK(y) = 0.03031 × pNGAL (ng/mL) + 1.187 × pKIM-1 (ng/mL) - 5.538TNK(y) = 0.03031 × pNGAL (ng/mL) + 1.187 × pKIM-1 (ng/mL) - 5.538
[계산식 16][Calculation Equation 16]
TNKC(y) = -0.01621 × pNGAL (ng/mL) + 0.9737 × pKIM-1 (ng/mL) + 3.773 × sCr (mg/dl) - 8.309TNKC(y) = -0.01621 × pNGAL (ng/mL) + 0.9737 × pKIM-1 (ng/mL) + 3.773 × sCr (mg/dl) - 8.309
[계산식 17][Calculation Equation 17]
TNKS(y) = -0.01627 × pNGAL (ng/mL) + 0.631 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.4914 × sCr (mg/dl) - 10.55TNKS(y) = -0.01627 × pNGAL (ng/mL) + 0.631 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.4914 × sCr (mg/dl) - 10.55
[계산식 18][Calculation Equation 18]
TNKA(y) = 0.02812 × pNGAL (ng/mL) + 1.078 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.2033 × Age (year) - 7.344TNKA(y) = 0.02812 × pNGAL (ng/mL) + 1.078 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.2033 × Age (year) - 7.344
[계산식 19][Calculation Equation 19]
TNKP(y) = -0.1125 × pNGAL (ng/mL) + 1.42 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.7162 × Phosphorus Inorganic (mg/dl) - 8.453TNKP(y) = -0.1125 × pNGAL (ng/mL) + 1.42 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.7162 × Phosphorus Inorganic (mg/dl) - 8.453
[계산식 20][Calculation Equation 20]
TNKAm(y) = -0.05275 × pNGAL (ng/mL) + 1.001 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.001492 × Amylase (U/L) - 5.468TNKAm(y) = -0.05275 × pNGAL (ng/mL) + 1.001 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.001492 × Amylase (U/L) - 5.468
[계산식 21][Calculation Equation 21]
TNKCS(y) = -0.05199 × pNGAL (ng/mL) + 0.2173 × pKIM-1 (ng/mL) + 9.823 × sCr (mg/dl) + 0.9584 × SDMA (μg/dl) - 26.57TNKCS(y) = -0.05199 × pNGAL (ng/mL) + 0.2173 × pKIM-1 (ng/mL) + 9.823 × sCr (mg/dl) + 0.9584 × SDMA (μg/dl) - 26.57
[계산식 22][Calculation Equation 22]
TNKB(y) = -0.0266 × pNGAL (ng/mL) + 1 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.11 × BUN (mg/dl) - 7.155TNKB(y) = -0.0266 × pNGAL (ng/mL) + 1 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.11 × BUN (mg/dl) - 7.155
[계산식 23][Calculation Equation 23]
TNKCSB(y) = -0.08838 × pNGAL (ng/mL) + 0.2262 × pKIM-1 (ng/mL) + 8.739 × sCr (mg/dl) + 0.961 × SDMA (μg/dl) + 0.04618 × BUN (mg/dL) - 26.28TNKCSB(y) = -0.08838 × pNGAL (ng/mL) + 0.2262 × pKIM-1 (ng/mL) + 8.739 × sCr (mg/dl) + 0.961 × SDMA (μg/dl) + 0.04618 × BUN (mg/ dL) - 26.28
일 구체예에서, 상기 컷오프 값은 상기 계산식 15지 23에서 선택된 어느 하나의 계산식으로부터 도출된 값이 신장 질환이 없는 정상 개체, 위험군 또는 IRIS 1 단계에 해당하는 개체에게서 나타나는 정도를 초과하도록 결정된 값으로서, 기 값이 컷오프 값보다 크거나 같다면, 이는 신장이 손상되어 신장 질환이 있다는 것을 의미한다. 구체적으로는 국제신장학회(International Renal Interest Society, IRIS)의 만성 신장 질환(Chronic kidney disease; CKD)의 병기 구분 가이드라인 기준에서의 만성 신장 질환 2 내지 4 단계(IRIS 2 내지 4 단계)에 해당한다는 것을 의미한다. 본 발명의 IRIS 2 내지 4 단계를 판별하기 위한 상기 계산식 15내지 23 중에서 선택된 어느 하나의 계산식으로부터 도출된 값에 대한 컷오프 값은 -5.17 내지 2.23 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자이다. In one embodiment, the cutoff value is a value determined such that the value derived from any one of the calculation formulas selected from calculation formulas 15 and 23 exceeds the degree seen in normal individuals without kidney disease, risk groups, or individuals corresponding to IRIS stage 1. , if the value is greater than or equal to the cutoff value, it means that the kidneys are damaged and there is kidney disease. Specifically, it corresponds to chronic kidney disease stages 2 to 4 (IRIS stages 2 to 4) according to the International Renal Interest Society (IRIS) staging guideline for chronic kidney disease (CKD). means that The cutoff value for the value derived from any one of the calculation formulas 15 to 23 for determining IRIS stages 2 to 4 of the present invention is any number selected from -5.17 to 2.23.
바람직한 일 구체예에서, 상기 계산식 15 (TNK)의 컷오프 값의 범위는 -5.17 내지 -4.08 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 더욱 바람직하게는 -4.83이다.In a preferred embodiment, the range of the cutoff value of Equation 15 (TNK) is any number selected from -5.17 to -4.08, more preferably -4.83.
바람직한 일 구체예에서, 상기 계산식 16 (TNKC)의 컷오프 값의 범위는 -3.72 내지 1.31 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 더욱 바람직하게는 -0.14이다.In a preferred embodiment, the range of the cutoff value of Equation 16 (TNKC) is any number selected from -3.72 to 1.31, more preferably -0.14.
바람직한 일 구체예에서, 상기 계산식 17 (TNKS)의 컷오프 값의 범위는 -3.57 내지 -0.05 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 더욱 바람직하게는 -0.08이다.In a preferred embodiment, the range of the cutoff value in Equation 17 (TNKS) is any number selected from -3.57 to -0.05, more preferably -0.08.
바람직한 일 구체예에서, 상기 계산식 18 (TNKA)의 컷오프 값의 범위는 -4.28 내지 1.65 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 더욱 바람직하게는 -0.30이다.In a preferred embodiment, the range of the cutoff value in equation 18 (TNKA) is any number selected from -4.28 to 1.65, more preferably -0.30.
바람직한 일 구체예에서, 상기 계산식 19 (TNKP)의 컷오프 값의 범위는 -1.78 내지 1.31 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 더욱 바람직하게는 -0.52이다.In a preferred embodiment, the range of the cutoff value in Equation 19 (TNKP) is any number selected from -1.78 to 1.31, more preferably -0.52.
바람직한 일 구체예에서, 상기 계산식 20 (TNKAm)의 컷오프 값의 범위는 -2.12 내지 1.37 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 더욱 바람직하게는 -0.51이다.In a preferred embodiment, the range of the cutoff value of Equation 20 (TNKAm) is any number selected from -2.12 to 1.37, more preferably -0.51.
바람직한 일 구체예에서, 상기 계산식 21 (TNKCS)의 컷오프 값의 범위는 -0.76 내지 2.23 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 더욱 바람직하게는 -0.76이다.In a preferred embodiment, the range of the cutoff value in Equation 21 (TNKCS) is any number selected from -0.76 to 2.23, more preferably -0.76.
바람직한 일 구체예에서, 상기 계산식 22 (TNKB)의 컷오프 값의 범위는 -4.18 내지 1.73 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 더욱 바람직하게는 0.13이다.In a preferred embodiment, the range of the cutoff value in Equation 22 (TNKB) is any number selected from -4.18 to 1.73, more preferably 0.13.
바람직한 일 구체예에서, 상기 계산식 23 (TNKCSB)의 컷오프 값의 범위는 -1.66 내지 1.51 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자, 더욱 바람직하게는 -0.52이다.In a preferred embodiment, the range of the cutoff value in Equation 23 (TNKCSB) is any number selected from -1.66 to 1.51, more preferably -0.52.
일 구체예에서, 상기 계산식 15 내지 23로부터 도출된 어느 하나의 값은 지수함수를 이용하여 1과 0의 값에 수렴하도록 변환되는 것일 수 있다. 이때, 지수함수를 이용하여 만성 신장 질환 2 내지 4 단계(IRIS 2~4 단계, 1의 값을 나타냄)과 정상인, 신장 질환 위 험군(위험 요소를 내재한 단계) 및 만성 신장 질환 1단계(IRIS 1단계)(0의 값을 나타냄)으로 분류되는 예측 수식은 하기 계산식 24와 같다. 아래 계산식 24에서, p 값은 백분율로 0~1까지의 분포를 보이며, 0.5 미만이면 신장 질환 1단계 이하이고, 0.5 이상이면 신장 질환 2단계 이상이라고 판별하는 것일 수 있다.In one specific example, any one value derived from Equations 15 to 23 may be converted to converge to the values of 1 and 0 using an exponential function. At this time, using the exponential function, chronic kidney disease stages 2 to 4 (IRIS stages 2 to 4, indicating a value of 1), normal people, kidney disease risk group (stage with inherent risk factors), and chronic kidney disease stage 1 (IRIS) The prediction formula classified as level 1) (indicating a value of 0) is as shown in Equation 24 below. In calculation formula 24 below, the p value shows a percentage distribution from 0 to 1. If it is less than 0.5, it can be judged as kidney disease stage 1 or lower, and if it is 0.5 or more, it can be judged as kidney disease stage 2 or higher.
[계산식 24][Calculation Formula 24]
p = exp(y) / [exp(y) + 1]p = exp(y) / [exp(y) + 1]
상기 식에서, y는 상기 계산식 15 내지 23로부터 도출된 값이다.In the above equation, y is a value derived from the above calculation equations 15 to 23.
본 발명의 정보 제공 방법은 상기 종속변수가 만성 신장 질환 위험군(위험 요소를 내재한 단계)인 경우, 정상군과, 만성 신장 질환 위험군를 90% 이상의 민감도와 95% 이상의 특이도로 구분할 수 있다. 따라서, 본 발명은 개체의 신장 기능 이상, 특히 만성 신장 질환 위험군(위험 요소를 내재한 단계)를 조기에 발견하여 신속한 치료가 가능하게 할 수 있다.The information provision method of the present invention can distinguish between a normal group and a chronic kidney disease risk group with a sensitivity of 90% or more and a specificity of 95% or more when the dependent variable is a chronic kidney disease risk group (stage with inherent risk factors). Therefore, the present invention can detect an individual's kidney function abnormality, especially the chronic kidney disease risk group (stage with inherent risk factors) at an early stage and enable rapid treatment.
본 발명의 정보 제공 방법은 상기 종속변수가 IRIS 1 단계의 발병 여부인 경우, 정상군 및 만성 신장 질환 위험군과, IRIS 1 단계를 85% 이상의 민감도와 90% 이상의 특이도로 구분할 수 있다. 따라서, 본 발명은 개체의 신장 기능 이상, 특히 만성 신장 질환 1단계(IRIS 1단계)를 조기에 발견하여 신속한 치료가 가능하게 할 수 있다.The information provision method of the present invention can distinguish IRIS stage 1 from the normal group and chronic kidney disease risk group when the dependent variable is the occurrence of IRIS stage 1 with a sensitivity of 85% or more and a specificity of 90% or more. Therefore, the present invention can detect an individual's kidney function abnormality, especially chronic kidney disease stage 1 (IRIS stage 1), at an early stage and enable rapid treatment.
또한, 본 발명의 정보 제공 방법은 상기 종속변수가 IRIS 2 내지 4 단계의 발병 여부인 경우, 정상군, 만성 신장 질환 위험군(위험 요소를 내재한 단계) 및 만성 신장 질환 1단계(IRIS 1단계)와, IRIS 2 내지 4 단계를 90% 이상의 민감도와 90% 이상의 특이도로 구분하는 것일 수 있다.In addition, the information provision method of the present invention is used when the dependent variable is the occurrence of IRIS stages 2 to 4, normal group, chronic kidney disease risk group (stage with inherent risk factors), and chronic kidney disease stage 1 (IRIS stage 1). Wow, IRIS stages 2 to 4 can be distinguished with a sensitivity of over 90% and a specificity of over 90%.
또 다른 양상은 개체로부터 수득한 생물학적 샘플에서 개체로부터 수득한 생물학적 샘플에서 NGAL(Neutrophil gelatinase-associated lipocalin) 단백질, KIM-1(Kidney injury molecule-1) 단백질 또는 이들의 조합, 또는 이를 암호화하는 유전자의 발현 수준을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 발현 수준을 정상군의 단백질 또는 이들의 조합, 또는 이를 암호화하는 유전자의 발현 수준과 비교하는 단계;를 포함하는 신장 질환을 진단하는 방법을 제공한다.Another aspect is the detection of NGAL (Neutrophil gelatinase-associated lipocalin) protein, KIM-1 (Kidney injury molecule-1) protein, or a combination thereof, or a gene encoding the same in a biological sample obtained from an individual. measuring expression level; and comparing the measured expression level with the expression level of a protein or a combination thereof, or a gene encoding the same, in a normal group.
또 다른 양상은 개체로부터 수득한 생물학적 샘플에서 개체로부터 수득한 생물학적 샘플에서 NGAL(Neutrophil gelatinase-associated lipocalin) 단백질, KIM-1(Kidney injury molecule-1) 단백질 또는 이들의 조합, 또는 이를 암호화하는 유전자의 발현 수준을 측정하는 단계를 포함하는 신장 질환을 치료하는 방법을 제공한다.Another aspect is the detection of NGAL (Neutrophil gelatinase-associated lipocalin) protein, KIM-1 (Kidney injury molecule-1) protein, or a combination thereof, or a gene encoding the same in a biological sample obtained from an individual. A method of treating kidney disease is provided, comprising measuring the expression level.
또 다른 양상은 개체의 체액 시료로부터 측정된 NGAL(Neutrophil gelatinase-associated lipocalin) 및 KIM-1(Kidney injury molecule-1) 중에서 선택되는 1종 이상의 마커의 농도를 입력하거나, 또는 상기 마커의 농도와 함께 SDMA, 크레아티닌(Creatinine), Phosphorus inorganic, Amylase 및 BUN 중에서 선택되는 1종 이상의 마커의 농도를 입력하는 입력부; 상기 입력한 마커의 농도를 단수 또는 복수의 독립변수로 각각 설정하고, 국제신장학회(International Renal Interest Society, IRIS)의 만성 신장 질환(Chronic kidney disease; CKD)의 병기 구분 가이드라인 기준에서의 만성 신장 위험군(위험 요소를 내재한 단계), 만성 신장 질환 1단계(IRIS 1단계), 또는 만성 신장 질환 2 내지 4 단계(IRIS 2 내지 4 단계)을 종속변수로 설정하는 변수 설정부; 상기 복수의 독립변수들과 상기 종속변수의 관계를 로지스틱 회귀분석(Logistic Regression Analysis)을 통해 모델링하여 모델 식을 추론하는 추론엔진부; 및 상기 입력부로부터 입력된 마커들에 대한 데이터를 상기 추론된 모델 식의 독립변수에 각각 대입하여 값을 도출하고, 상기 도출한 값이 미리 결정된 컷오프(cutoff)값보다 크거나 같을 때, 상기 개체를 신장 질환 위험군(위험 요소를 내재한 단계), 만성 신장 질환 1단계(IRIS 1단계), 또는 만성 신장 질환 2 내지 4 단계(IRIS 2 내지 4 단계)로 판별하는 진단부;를 포함하는 신장 질환의 조기 진단 시스템을 제공한다.Another aspect is inputting the concentration of one or more markers selected from NGAL (Neutrophil gelatinase-associated lipocalin) and KIM-1 (Kidney injury molecule-1) measured from a body fluid sample of an individual, or together with the concentration of the marker. An input unit for inputting the concentration of one or more markers selected from SDMA, Creatinine, Phosphorus inorganic, Amylase, and BUN; The concentration of the input marker is set as a single or multiple independent variable, respectively, and chronic kidney disease is determined according to the guidelines for staging chronic kidney disease (CKD) of the International Renal Interest Society (IRIS). A variable setting unit that sets a risk group (stage with inherent risk factors), chronic kidney disease stage 1 (IRIS stage 1), or chronic kidney disease stage 2 to 4 (IRIS stage 2 to 4) as a dependent variable; an inference engine unit for inferring a model equation by modeling the relationship between the plurality of independent variables and the dependent variable through logistic regression analysis; And a value is derived by substituting the data on the markers input from the input unit into the independent variables of the inferred model equation, and when the derived value is greater than or equal to a predetermined cutoff value, the entity is Kidney disease, including a diagnosis section that determines kidney disease risk group (stage with inherent risk factors), chronic kidney disease stage 1 (IRIS stage 1), or chronic kidney disease stage 2 to 4 (IRIS stage 2 to 4) Provides an early diagnosis system.
또 다른 양상은 상기 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체를 제공한다.Another aspect provides a computer-readable recording medium recording a computer program for executing the method on a computer.
상기 기록매체는 애플리케이션(또는 프로그램)으로 구현되고 단말장치(또는 컴퓨터)로 읽을 수 있는 것일 수 있다. 구체적으로 상기 기록매체는 컴퓨팅 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치 또는 매체를 포함할 수 있다.The recording medium may be implemented as an application (or program) and readable by a terminal device (or computer). Specifically, the recording medium may include all types of recording devices or media that store data that can be read by a computing system.
본 발명에 따르면 신장 질환 또는 신장 질환의 위험을 보다 높은 정확도, 민감도 및 특이도로 조기에 진단할 수 있다. 특히, 본 발명에 의하면, 국제신장학회(International Renal Interest Society, IRIS)의 만성 신장 질환(Chronic kidney disease; CKD)의 병기 구분 가이드라인을 기준으로 정상군과 만성 신장 질환 위험군(위험 요소를 내재한 단계), 만성 신장 질환 1단계(IRIS 1단계), 또는 만성 신장 질환 2 내지 4 단계(IRIS 2 내지 4 단계)를 85% 이상의 민감도와 90% 이상의 특이도로 구분할 수 있다.According to the present invention, kidney disease or the risk of kidney disease can be diagnosed early with higher accuracy, sensitivity, and specificity. In particular, according to the present invention, a normal group and a chronic kidney disease risk group (those with inherent risk factors) are divided into a normal group and a chronic kidney disease risk group (with inherent risk factors) based on the guidelines for staging chronic kidney disease (CKD) of the International Renal Interest Society (IRIS). stage), chronic kidney disease stage 1 (IRIS stage 1), or chronic kidney disease stages 2 to 4 (IRIS stages 2 to 4) can be distinguished with a sensitivity of more than 85% and a specificity of more than 90%.
도 1은 반려견의 혈장 내 NGAL (pNGAL) 및 KIM-1 (pKIM-1) 농도와 기존 바이오마커인 creatinine (Cr) 및 SDMA 농도의 상관관계에 대한 log scale의 scatter plot 분석 결과이다.
도 2는 도 1의 scatter plot을 log로 변환 (log transformation)한 후 통계 분석한 결과이다.
도 3은 진단 정확도 평가를 위한 신장 질환 위험군 내지 IRIS 1-4단계에서의 ROC (receiver operating characteristic) 곡선 분석 결과이다.
도 4는 질환 상태의 기준 단계별 진단 정확도 평가를 위한 IRIS 1-4 단계에서의 ROC (receiver operating characteristic) 곡선 분석 결과이다.
도 5는 질환 상태의 기준 단계별 진단 정확도 평가를 위한 IRIS 2-4 단계에서의 ROC (receiver operating characteristic) 곡선 분석 결과이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 신장 질환 진단용 키트의 구조를 간단히 나타낸 모식도이고, 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 신장 질환 진단용 키트의 작동 원리를 간단히 나타낸 그림이다.Figure 1 shows the results of a log scale scatter plot analysis of the correlation between the concentrations of NGAL (pNGAL) and KIM-1 (pKIM-1) in the plasma of dogs and the concentrations of existing biomarkers, creatinine (Cr) and SDMA.
Figure 2 shows the results of statistical analysis after log transformation of the scatter plot in Figure 1.
Figure 3 shows the results of ROC (receiver operating characteristic) curve analysis in the kidney disease risk group or IRIS stages 1-4 for evaluating diagnostic accuracy.
Figure 4 shows the results of ROC (receiver operating characteristic) curve analysis in IRIS stages 1-4 for evaluating diagnostic accuracy by disease state criteria.
Figure 5 shows the results of ROC (receiver operating characteristic) curve analysis at IRIS stages 2-4 for evaluating diagnostic accuracy by disease state criteria.
Figure 6a is a schematic diagram simply showing the structure of a kit for diagnosing kidney disease according to an embodiment of the present invention, and Figure 6b is a diagram briefly showing the operating principle of the kit for diagnosing kidney disease according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다. 실시예들은 다양한 변환을 가할 수 있는 바, 실시예들은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.Below, preferred embodiments are presented to aid understanding of the present invention. However, the following examples are provided only to make the present invention easier to understand, and the content of the present invention is not limited by the following examples. The embodiments may be subject to various changes, and the embodiments are not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various forms.
실시예 1. 신장 질환의 진단Example 1. Diagnosis of kidney disease
1.1. 실험 대상 선정1.1. Selection of experimental subjects
2018년 7월 1일부터 2022년 8월 31일까지 건국대학교 부속 동물병원에 반입된 개의 혈장 샘플과 의료 기록을 사용하였다. 연구 기간 동안 개의 체중과 품종의 영향을 최소화하고, 주로 소형견을 키우는 우리나라의 특성을 반영하고자, 체중 10 kg 미만의 소형견만 연구에 포함하였다. 또한, 분석에 필요한 용량이 충분하지 않거나 용혈이 있는 혈장 샘플은 효소 결합 면역 흡착 분석 결과에 영향을 미칠 수 있으므로 대상에서 제외하였다. 다음으로, 상기 소형견 개체군 중에서 혈장 SDMA, BUN 및 혈장 크레아티닌(creatinine; Cr) 수준에 대한 테스트를 거친 개들을 포함시켰다. 마지막으로, SDMA 검사를 거치지 않았지만, 임상 증상이나 임상병리학적 검사 결과에 큰 이상이 없고 장기간의 투약이나 기저질환이 없이 일반 검진 또는 경미한 절뚝거림 때문에 방문한 개를 정상 대조군으로 하였다.Plasma samples and medical records from dogs brought to the Konkuk University Animal Hospital from July 1, 2018 to August 31, 2022 were used. To minimize the influence of dog weight and breed during the study period and to reflect the characteristics of Korea, which mainly raises small dogs, only small dogs weighing less than 10 kg were included in the study. In addition, plasma samples with insufficient volume for analysis or with hemolysis were excluded because they may affect the results of enzyme-linked immunosorbent assay. Next, we included dogs from the small dog population that were tested for plasma SDMA, BUN, and plasma creatinine (Cr) levels. Lastly, dogs that did not undergo SDMA testing, but had no major abnormalities in clinical symptoms or clinicopathological test results, were not on long-term medication or had underlying diseases, and visited for general examination or mild limping were used as normal controls.
1.2. 시료 처리 및 바이오마커 분석1.2. Sample processing and biomarker analysis
상기 실시예 1.1에서 실험 대상을 선정하기 위한 조건을 만족하는 개의 임상 검사 후 잔여 혈장 샘플을 이용하여 pNGAL 및 pKIM-1 농도를 분석하였다.Concentrations of pNGAL and pKIM-1 were analyzed using residual plasma samples after clinical examination of dogs that met the conditions for selecting test subjects in Example 1.1 above.
구체적으로, 리튬-헤파린 튜브에 채취한 정맥혈을 실온에서 3,000 rpm으로 6분 동안 원심분리하여 혈장을 분리하였다. 상기 혈장의 크레아티닌, BUN, SDMA, Phosphorus inorganic, Amylase 수준은 Catalyst One chemistry analyzer(IDEXX Laboratories)을 사용하여 시료 수집 직후 측정하였다. 이후, 남은 혈장 샘플을 6시간 이내에 동결시켜 -78℃에서 보관하였으며, 대조군의 SDMA 농도는 동결된 혈장 샘플을 이용하여 Catalyst One 분석기로 측정하였다.Specifically, venous blood collected in a lithium-heparin tube was centrifuged at 3,000 rpm for 6 minutes at room temperature to separate plasma. The levels of creatinine, BUN, SDMA, Phosphorus inorganic, and Amylase in the plasma were measured immediately after sample collection using a Catalyst One chemistry analyzer (IDEXX Laboratories). Afterwards, the remaining plasma samples were frozen within 6 hours and stored at -78°C, and the SDMA concentration of the control group was measured using the frozen plasma samples with a Catalyst One analyzer.
pNGAL 및 pKIM-1 농도는 제조사의 지침에 따라 개-특이적 sandwich ELISA(enzyme-linked immunosorbent assay) 키트 (ab205084 and ab205085, respectively; Abcam, Cambridge, UK)를 이용하여 측정하였다. 이를 위해, 상기 신선하게 동결시킨 혈장 샘플을 37℃의 수조에서 신속하게 해동하였다. 이후, pKIM-1 농도 측정을 위해 상기 혈장 샘플을 희석제를 이용하여 1:10의 비율로 희석하였고, pNGAL 농도 측정을 위해 상기 혈장 샘플을 희석제를 이용하여 1:50의 비율로 희석하였다. 다음으로, 상기 희석 샘플들에 대하여 제조사의 지침에 따라 마이크로플레이트 리더(Tecan, Zurich, Switzerland)를 이용하여 450nm에서 흡광도를 측정하였다. 이어서, 표준물질의 흡광도 측정값으로 계산한 표준 곡선(4 parameter logistic curve)으로부터 pNGAL 및 pKIM-1의 농도를 산출하였다.pNGAL and pKIM-1 concentrations were measured using dog-specific sandwich ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) kits (ab205084 and ab205085, respectively; Abcam, Cambridge, UK) according to the manufacturer's instructions. For this purpose, the freshly frozen plasma samples were rapidly thawed in a water bath at 37°C. Then, to measure pKIM-1 concentration, the plasma sample was diluted at a ratio of 1:10 using a diluent, and to measure pNGAL concentration, the plasma sample was diluted at a ratio of 1:50 using a diluent. Next, the absorbance of the diluted samples was measured at 450 nm using a microplate reader (Tecan, Zurich, Switzerland) according to the manufacturer's instructions. Next, the concentrations of pNGAL and pKIM-1 were calculated from a standard curve (4 parameter logistic curve) calculated from the absorbance measurements of the standard substances.
1.3. 신장 질환의 병기 및 그룹 분류1.3. Stages and grouping of kidney disease
상기 실시예 1.1의 조건으로 선정된 연구 모집단을 2019년에 발표된 국제신장학회(IRIS)에 따른 만성 신장 질환(CKD)의 병기 구분 가이드라인에 기반하여 4 단계로 분류하였다. 참고로, 위험군(risk group)은 신장 질환의 위험 인자 (risk factor)를 가져 대조군의 조건을 만족하지 않지만 정상 범위의 혈장 크레아티닌 및 SDMA 농도를 갖는 개체로 이루어졌다. 위험군의 판단 근거로는 이첨판 폐쇄부전(MMVD, Myxomatous Mitral Valve Disease), 간문맥전신단락증 (Portosystemic shunt), 만성 심부전(Chronic heart failure), 부신피질(기능)항진증 (HAC, Hyperadrenocorticism), 당뇨병(diabetes mellitus), 바베시아증 (Babesiosis) 등이 있다. 상기 MMVD 및 HAC를 포함한 기저 질환들은 신체검사, 임상병리학적 분석 및/또는 방사선 검사 등의 의료 기록들을 이용하여 확인하였다. 또한, 4 단계의 대상자들은 수가 현저히 적었기 때문에 3-4 단계 군으로 통합하였다. 이에 따라, 15마리는 위험군, 43 마리는 IRIS 1 단계, 33 마리는 2 단계, 16 마리는 3-4 단계로 분류하였다.The study population selected under the conditions of Example 1.1 above was classified into 4 stages based on the staging guidelines for chronic kidney disease (CKD) according to the International Society of Renal Diseases (IRIS) published in 2019. For reference, the risk group consisted of individuals who had risk factors for kidney disease and did not meet the conditions of the control group, but had plasma creatinine and SDMA concentrations within the normal range. The basis for determining the risk group is Myxomatous Mitral Valve Disease (MMVD), Portosystemic shunt, Chronic heart failure, Hyperadrenocorticism (HAC), and diabetes. mellitus), babesiosis, etc. Underlying diseases, including MMVD and HAC, were confirmed using medical records such as physical examination, clinicopathological analysis, and/or radiological examination. Additionally, because the number of subjects in stage 4 was significantly small, they were combined into the stage 3-4 group. Accordingly, 15 dogs were classified into the risk group, 43 dogs were classified into IRIS stage 1, 33 dogs were classified into stage 2, and 16 dogs were classified into stage 3-4.
1.4. 통계 분석 및 최적 모델 도출1.4. Statistical analysis and optimal model derivation
GraphPad Prism(버전 9.3.1; GraphPad Software, San Diego, CA, USA)를 사용하여 통계 분석 및 최적 진단 모델 도출을 수행하였다.Statistical analysis and derivation of the optimal diagnostic model were performed using GraphPad Prism (version 9.3.1; GraphPad Software, San Diego, CA, USA).
성별 및 신체 상태 점수와 같은 범주형 변수는 카이제곱 검정을 사용하여 분석하였다. 이때, 환자의 나이는 시료 채취일을 기준으로 소수점으로 환산하여 연속변수로 간주하였다. 로그 변환 데이터를 포함하여 정규 분포를 따르는 변수들의 4개 그룹 간 차이는 일원배치 분산분석에 이은 Bonferroni 사후검정을 수행하여 분석하였다.Categorical variables such as gender and body condition score were analyzed using the chi-square test. At this time, the patient's age was converted to a decimal based on the sample collection date and considered as a continuous variable. Differences between the four groups in variables following normal distribution, including log-transformed data, were analyzed by performing one-way analysis of variance followed by Bonferroni's post hoc test.
최적 진단 모델 도출은 단변량 로지스틱 회귀분석(simple logistic regression analysis, crude logistic regression analysis)을 통해 복수의 독립변수가 종속변수에 영향을 미치는 정도를 확인하고, 유의수준 0.05에서 유의한 변수만을 조합하였고, 다중 로지스틱 회귀분석(multiple logistic regression analysis)을 통해 모델링하여 계산식을 추론하였다.To derive the optimal diagnostic model, the extent to which multiple independent variables influence the dependent variable was confirmed through univariate logistic regression analysis (simple logistic regression analysis, crude logistic regression analysis), and only variables significant at the significance level of 0.05 were combined. The calculation formula was deduced by modeling through multiple logistic regression analysis.
상기 4개의 신장 질환 바이오마커 및 도출된 모델에 대한 진단 정확도는 수용자 작동 특성(ROC, receiver operating characteristic) 곡선을 사용하여 분석하였고, 일치 확률 방식(concordance probability method, "민감도×특이도")에서의 최고값을 이용하여 최적의 컷오프 값을 선택하였다.The diagnostic accuracy of the four kidney disease biomarkers and the derived model was analyzed using a receiver operating characteristic (ROC) curve, and the concordance probability method (“sensitivity × specificity”) The optimal cutoff value was selected using the highest value.
실험예 1. NGAL 및 KIM-1과 기존 바이오마커의 비교Experimental Example 1. Comparison of NGAL and KIM-1 with existing biomarkers
반려견의 혈장 내 SDMA 및 creatinine 농도와 NGAL 및 KIM-1 농도를 비교 분석하고, 또한 신장 질환이 없는 정상 반려견(대조군)에서 측정한 농도와의 상관관계를 분석하였다.We compared and analyzed the concentrations of SDMA and creatinine in the plasma of dogs and the concentrations of NGAL and KIM-1, and also analyzed the correlation with the concentrations measured in normal dogs without kidney disease (control group).
구체적으로, 상기 혈장 내 NGAL (pNGAL) 및 KIM-1 (pKIM-1) 농도와 기존 바이오마커인 creatinine (Cr) 및 SDMA 농도의 동등성 및 차이를 scatter plot을 통해 log scale로 분석하였다 (도 1 및 도 2).Specifically, the equivalence and difference between the concentrations of NGAL (pNGAL) and KIM-1 (pKIM-1) in the plasma and the concentrations of creatinine (Cr) and SDMA, which are existing biomarkers, were analyzed on a log scale through scatter plot (Figures 1 and Figure 2).
도 1은 반려견의 혈장 내 NGAL (pNGAL) 및 KIM-1 (pKIM-1) 농도와 기존 바이오마커인 creatinine (Cr) 및 SDMA 농도의 상관관계를 scatter plot으로 나타낸 그래프이고, 도 2는 도 1의 scatter plot을 log scale로 변환하여 신장질환 단계별 바이오마커 농도의 차이를 나타낸 그래프이다.Figure 1 is a graph showing the correlation between the concentrations of NGAL (pNGAL) and KIM-1 (pKIM-1) in the plasma of dogs and the concentrations of creatinine (Cr) and SDMA, which are existing biomarkers, as a scatter plot, and Figure 2 is a graph of Figure 1. This is a graph showing the difference in biomarker concentration by stage of kidney disease by converting the scatter plot to log scale.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 상기 pNGAL 및 pKIM-1는 IRIS 3-4 단계에서는 기존 바이오마커인 sCr 및 SDMA과 유의한 차이를 나타내지 않았지만, 위험군(risk) 및 IRIS 1 단계에서는 유의한 차이를 나타내는 것을 확인할 수 있다. 특히, 기존 바이오마커는 정상 대조군과 위험군 사이에 유의한 차이를 나타내지 않는 반면, 본 발명의 pNGAL 및 pKIM-1는 유의한 차이를 나타내었다.As shown in Figures 1 and 2, the pNGAL and pKIM-1 of the present invention did not show significant differences from the existing biomarkers sCr and SDMA in the IRIS 3-4 stage, but in the risk group and IRIS 1 stage It can be confirmed that there is a significant difference. In particular, while existing biomarkers did not show significant differences between the normal control group and the risk group, pNGAL and pKIM-1 of the present invention showed significant differences.
이러한 결과는, 본 발명의 pNGAL 및 pKIM-1를 기존 바이오마커로는 감별할 수 없었던, 정상 대조군과 신장 질환 위험군 또는 IRIS 1 단계 간의 구분이 가능한 신장 질환의 조기 진단용 바이오마커로 활용할 수 있음을 의미한다.These results mean that pNGAL and pKIM-1 of the present invention can be used as biomarkers for early diagnosis of kidney disease that can distinguish between normal control groups and kidney disease risk groups or IRIS stage 1, which cannot be distinguished using existing biomarkers. do.
실험예 2. 신장 질환 위험군 진단을 위한 최적 모델Experimental Example 2. Optimal model for diagnosing kidney disease risk groups
정상군과 신장 질환 위험군의 두 그룹에 있어 통계적인 유의성을 보이는 바이오마커들이 유의미한 정보를 제공할 수 있도록 이를 조합하고 두 그룹의 차이점을 수식으로 구분 지을 수 있는 알고리즘을 발명하게 되었다. 본 발명에 이용된 수식 모형은 이분형 로지스틱 회귀분석에 기초한 것이다. 본 발명자들은 다양한 조합의 바이오마커를 이용하여 역시 다양한 회귀분석 모델을 얻을 수 있었으며, 정상군과 신장 질환 위험군을 감별하는데 높은 민감도와 특이도를 나타내어 신장 손상 또는 신장 질환을 조기에 진단하는 기술이 가능하다는 것을 확인하게 되었다.We invented an algorithm that combines biomarkers that show statistical significance in the two groups, the normal group and the kidney disease risk group, to provide meaningful information and distinguishes the differences between the two groups using a formula. The mathematical model used in the present invention is based on binary logistic regression analysis. The present inventors were able to obtain various regression analysis models using various combinations of biomarkers, and showed high sensitivity and specificity in differentiating normal groups from kidney disease risk groups, making it possible to diagnose kidney damage or kidney disease early. I confirmed that it does.
실험예 2.1. 신장 질환 위험군 진단 모델 도출 - 정상군 vs 위험군 및 IRIS 1-4 단계의 감별Experimental Example 2.1. Derivation of diagnostic model for kidney disease risk group - Differentiation of normal group vs. risk group and IRIS stages 1-4
신장 질환 위험군의 감별(정상군 vs 위험군 및 IRIS 1-4 단계)을 위한 최적 지표 (index)를 도출하고자 하였다. 구체적으로, 신장 질환과 관련된 마커(화학 검사 결과 또는 임상적 지표 포함)들을 복수의 독립변수들로 각각 설정하고, 위험군 이상을 종속변수로 설정한 후, Graphpad Prism 프로그램의 단변량 로지스틱 회귀분석 (crude logistic regression analysis)을 통해, 상기 복수의 독립변수가 상기 종속변수에 영향을 미치는 정도를 확인하고, 유의수준 0.05에서 유의한 변수만을 조합하였다(표 1). Crude 분석 결과, sCr, BUN을 제외하면 종속변수가 NGAL, KIM-1, SDMA 및 CRP 독립변수와 상관관계를 보이므로, 상기 6개의 변수를 이용하여 최적 조합을 구성하였다.We sought to derive the optimal index for differentiation of kidney disease risk groups (normal group vs. risk group and IRIS stages 1-4). Specifically, markers related to kidney disease (including chemical test results or clinical indicators) were set as multiple independent variables, and the risk group or higher was set as the dependent variable, and then univariate logistic regression analysis (crude) of the Graphpad Prism program was performed. Through logistic regression analysis, the extent to which the multiple independent variables affected the dependent variable was confirmed, and only variables significant at the significance level of 0.05 were combined (Table 1). As a result of crude analysis, except for sCr and BUN, the dependent variables showed correlations with the independent variables NGAL, KIM-1, SDMA, and CRP, so the optimal combination was created using the six variables.
*p<.05 **p<.01 ***p<.001Crude: Univariate logistic, Simple logistic
*p<.05 **p<.01 ***p<.001
상기 표의 상단 항목에서 n은 관측치의 숫자, S.E.는 표준오차 (standard error), 95% CI(confidence interval)는 추정된 계수의 95% 신뢰구간의 하한값과 상한값, z는 추정계수를 SE로 나눈값으로 t분포 통계량, p는 귀무가설을 기각할 수 있는 정도에 대한 검정 통계량, Pesudo R2은 종속변수가 독립변수들에 의해 설명되는 정도, 즉 설명력(예측력)을 의미한다.In the upper part of the table, n is the number of observations, S.E. is the standard error, 95% CI (confidence interval) is the lower and upper limits of the 95% confidence interval of the estimated coefficient, and z is the estimated coefficient divided by SE. t distribution statistic, p is the test statistic for the degree to which the null hypothesis can be rejected, and Pesudo R2 means the degree to which the dependent variable is explained by independent variables, that is, explanatory power (predictive power).
상기 조합한 독립변수 및 종속변수 간 함수관계를 상기 Graphpad Prism 프로그램의 다중 로지스틱 회귀분석(multiple logistic regression analysis)을 통해 모델링하여 계산식을 추론하였다. 여기서, 로지스틱 회귀분석이란 위험 인자들에 대한 데이터와 신장 질환 위험의 관계를 모델링하기 위한 이분형 알고리즘이다.The functional relationship between the combined independent and dependent variables was modeled through multiple logistic regression analysis in the Graphpad Prism program, and the calculation formula was deduced. Here, logistic regression is a binary algorithm for modeling the relationship between data on risk factors and kidney disease risk.
상기 모델링을 통해, pseudo R2 (설명력, 종속변수와 독립변수들 간의 관계의 강도)가 가장 높은 최적 모델 (함수)인, RNK, RNKC, RNKS, RNKA, RNKR 및 RNKCS를 도출하였다(표 2 내지 표 7). 참고로, 상기 RNK는 pNGAL 및 pKIM-1을 이용한 함수이고, RNKC는 pNGAL, pKIM-1 및 sCr을 이용한 함수이며, RNKS는 pNGAL, pKIM-1 및 SDMA를 이용한 함수이고, RNKA는 pNGAL, pKIM-1 및 나이를 이용한 함수이며, RNKR은 pNGAL, pKIM-1 및 CRP를 이용한 함수이고, RNKCS는 pNGAL, pKIM-1, sCr 및 SDMA를 이용한 함수이다.Through the above modeling, RNK, RNKC, RNKS, RNKA, RNKR, and RNKCS, which are the optimal models (functions) with the highest pseudo R2 (explanatory power, strength of relationship between dependent and independent variables) were derived (Tables 2 to 2). 7). For reference, RNK is a function using pNGAL and pKIM-1, RNKC is a function using pNGAL, pKIM-1, and sCr, RNKS is a function using pNGAL, pKIM-1, and SDMA, and RNKA is a function using pNGAL, pKIM-1. 1 and age, RNKR is a function using pNGAL, pKIM-1, and CRP, and RNKCS is a function using pNGAL, pKIM-1, sCr, and SDMA.
상기 표의 상단 항목에서 Coef.는 독립변수가 종속변수에 미치는 영향력의 크기를 나타내는 회귀계수(추정계수, regression coefficient), S.E.는 표준오차 (standard error), 95% CI(confidence interval)는 추정된 계수의 95% 신뢰구간의 하한값과 상한값, z는 추정계수를 SE로 나눈값으로 t분포 통계량, p는 귀무가설을 기각할수 있는 정도에 대한 검정 통계량, Pesudo R2은 종속변수가 독립변수들에 의해 설명되는 정도, 즉 설명력(예측력)을 의미한다.In the top item of the table above, Coef. is the regression coefficient (estimated coefficient) indicating the size of the influence of the independent variable on the dependent variable, S.E. is the standard error, and 95% CI (confidence interval) is the estimated coefficient. The lower and upper limits of the 95% confidence interval, z is the estimated coefficient divided by SE, which is the t distribution statistic, p is the test statistic for the extent to which the null hypothesis can be rejected, and Pesudo R2 is the dependent variable explained by the independent variables. It means the degree to which it is possible, that is, the explanatory power (predictive power).
상기 모델 1(RNK)의 로지스틱 회귀분석을 통한 추정 함수식은 아래와 같다.The estimated function equation through logistic regression analysis of Model 1 (RNK) is as follows.
[계산식 1][Calculation Formula 1]
RNK(y) = 1.648 × pNGAL (ng/mL) + 3.287 × pKIM-1 (ng/mL) - 12.2RNK(y) = 1.648 × pNGAL (ng/mL) + 3.287 × pKIM-1 (ng/mL) - 12.2
상기 모델 2(RNKC)의 로지스틱 회귀분석을 통한 추정 함수식은 아래와 같다.The estimated function equation for Model 2 (RNKC) through logistic regression analysis is as follows.
[계산식 2][Calculation Formula 2]
RNKC(y) = 1.71 × pNGAL (ng/mL) + 3.306 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.9716 × sCr (mg/dl) - 13.22RNKC(y) = 1.71 × pNGAL (ng/mL) + 3.306 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.9716 × sCr (mg/dl) - 13.22
상기 모델 3(RNKCS)의 로지스틱 회귀분석을 통한 추정 함수식은 아래와 같다.The estimated function equation for model 3 (RNKCS) through logistic regression analysis is as follows.
[계산식 3][Calculation Formula 3]
RNKS(y) = 1.928 × pNGAL (ng/mL) + 3.948 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.4207 × SDMA (μμg/dl) - 19.09RNKS(y) = 1.928 × pNGAL (ng/mL) + 3.948 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.4207 × SDMA (μμg/dl) - 19.09
상기 모델 4(RNKA)의 로지스틱 회귀분석을 통한 추정 함수식은 아래와 같다.The estimated function equation for model 4 (RNKA) through logistic regression is as follows.
[계산식 4][Calculation Equation 4]
RNKA = 1.398 × pNGAL (ng/mL) + 3.989 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.5979 × 나이 (year) - 17.02RNKA = 1.398 × pNGAL (ng/mL) + 3.989 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.5979 × age (year) - 17.02
상기 모델 5(RNKR)의 로지스틱 회귀분석을 통한 추정 함수식은 아래와 같다.The estimated function equation for Model 5 (RNKR) through logistic regression analysis is as follows.
[계산식 5][Calculation Equation 5]
RNKR = 2.832 × pNGAL (ng/mL) + 4.726 × pKIM-1 (ng/mL) + 8.756 × CRP (mg/dl) - 21.36RNKR = 2.832 × pNGAL (ng/mL) + 4.726 × pKIM-1 (ng/mL) + 8.756 × CRP (mg/dl) - 21.36
상기 모델 6(RNKS)의 로지스틱 회귀분석을 통한 추정 함수식은 아래와 같다.The estimated function equation for Model 6 (RNKS) through logistic regression analysis is as follows.
[계산식 6][Calculation Equation 6]
RNKCS = 2.15 × pNGAL (ng/mL) + 4.178 × pKIM-1 (ng/mL) + 1.798 × sCr (mg/dl) + 0.4377 × SDMA (μg/dl) - 21.97RNKCS = 2.15 × pNGAL (ng/mL) + 4.178 × pKIM-1 (ng/mL) + 1.798 × sCr (mg/dl) + 0.4377 × SDMA (μg/dl) - 21.97
상기 표 2 내지 표 7를 살펴보면, pNGAL 및 pKIM-1 등과 함께 Age를 구성한 모델 4(RNKA)가 79.06%의 높은 설명력(Pseudo R2)을 보여 최적모델(함수)인 것으로 나타났다.Looking at Tables 2 to 7 above, Model 4 (RNKA), which consists of Age along with pNGAL and pKIM-1, showed a high explanatory power (Pseudo R2) of 79.06% and was found to be the optimal model (function).
상기 함수식들에서, 각 계수 (상수)는 설명력이 가장 높은 모델을 도출하기 위한 값으로, 그 자체로 어떤 변수가 더 민감하거나 중요한지를 나타내는 것은 아니다.In the above functional formulas, each coefficient (constant) is a value for deriving a model with the highest explanatory power, and does not in itself indicate which variable is more sensitive or important.
이후, 선형 방정식 모델인 상기 계산식 1 내지 4로부터 도출된 어느 하나의 값을 지수함수를 이용하여 1과 0의 값에 수렴하도록 변환할 수 있다. 이때, 지수함수를 이용하여 신장 질환 위험군(IRIS 1 단계, 1의 값을 나타냄)과 정상인(0의 값을 나타냄)으로 분류되는 예측 수식은 하기 계산식 7과 같다. 아래 계산식 5에서, p 값은 백분율로 0~1까지의 분포를 보이며, 0.5 미만이면 신장 질환 위험이 없고, 0.5 이상이면 신장 질환 위험군이라고 판별할 수 있다.Afterwards, any one value derived from equations 1 to 4, which is a linear equation model, can be converted to converge to the values of 1 and 0 using an exponential function. At this time, the prediction formula for classifying people into kidney disease risk groups (IRIS stage 1, indicating a value of 1) and normal people (representing a value of 0) using an exponential function is as shown in Equation 7 below. In Calculation Formula 5 below, the p value is distributed as a percentage from 0 to 1. If it is less than 0.5, there is no risk of kidney disease, and if it is more than 0.5, it can be determined that the person is at risk for kidney disease.
[계산식 7][Calculation Equation 7]
p = exp(y) / [exp(y) + 1]p = exp(y) / [exp(y) + 1]
상기 식에서, y는 상기 계산식 1 내지 6으로부터 도출된 값이다.In the above equation, y is a value derived from the above calculation equations 1 to 6.
실험예 2.2. 신장 질환 위험군 진단을 위한 컷오프값 범위Experimental Example 2.2. Cutoff value range for diagnosing kidney disease risk groups
상기 2-1에서 도출된 신장 질환 위험군 진단을 위한 최적 모델의 정확도를 평가하기 위해 GraphPad Prism 프로그램을 이용하여 ROC (receiver operating characteristic) curve를 분석하고, NGAL, 및 KIM-1, 및 상기 2-1에서 도출한 RNK, RNKC, RNKS, RNKA, RNKR 및 RNKCS 모델의 신장 질환 위험군 진단(정상군 vs 위험군 및 IRIS 1~4 단계)을 위한 컷오프 값을 하기 표 8 내지 표 15에 나타내었다.To evaluate the accuracy of the optimal model for diagnosing kidney disease risk groups derived in 2-1 above, the ROC (receiver operating characteristic) curve was analyzed using the GraphPad Prism program, and NGAL, KIM-1, and 2-1 above were analyzed. The cutoff values for kidney disease risk group diagnosis (normal group vs. risk group and IRIS stages 1 to 4) of the RNK, RNKC, RNKS, RNKA, RNKR, and RNKCS models derived from are shown in Tables 8 to 15 below.
상기 표 8에 나타낸 바와 같이, 신장 질환 위험군을 감별하기 위한 pNGAL 농도의 컷오프 값 범위는 1.451 ng/mL (민감도 99.02%, 특이도 10%) 내지 4.026 ng/mL (민감도 69.61%, 특이도 100%)일 수 있다. 바람직하게는, 상기 컷오프 값은 3.30 (민감도 81.37%, 특이도 90%) 일 수 있다.As shown in Table 8, the cutoff value of pNGAL concentration for differentiating kidney disease risk groups ranges from 1.451 ng/mL (sensitivity 99.02%, specificity 10%) to 4.026 ng/mL (sensitivity 69.61%, specificity 100%). ) can be. Preferably, the cutoff value may be 3.30 (sensitivity 81.37%, specificity 90%).
상기 표 9에 나타낸 바와 같이, 신장 질환 위험군을 감별하기 위한 pKIM-1 농도의 컷오프 값 범위는 1.705 ng/mL (민감도 100%, 특이도 10%) 내지 3.321 ng/mL (민감도 66.04%, 특이도 100%)일 수 있다.As shown in Table 9 above, the cutoff value of pKIM-1 concentration for differentiating kidney disease risk groups ranges from 1.705 ng/mL (sensitivity 100%, specificity 10%) to 3.321 ng/mL (sensitivity 66.04%, specificity 100%).
상기 표 10에 나타낸 바와 같이, 신장 질환 위험군을 감별하기 위한 RNK의 컷오프 값 범위는 -1.941 (민감도 100%, 특이도 22.22%) 내지 1.584 (민감도 92.16%, 특이도 100.0%)일 수 있다.As shown in Table 10, the cutoff value of RNK for distinguishing kidney disease risk groups may range from -1.941 (sensitivity 100%, specificity 22.22%) to 1.584 (sensitivity 92.16%, specificity 100.0%).
상기 표 11에 나타낸 바와 같이, 신장 질환 위험군을 감별하기 위한 RNKC의 컷오프 값 범위는 -2.024 (민감도 100%, 특이도 22.22%) 내지 1.490 (민감도 93.14%, 특이도 100.0%)일 수 있다.As shown in Table 11 above, the cutoff value of RNKC for differentiating kidney disease risk groups may range from -2.024 (sensitivity 100%, specificity 22.22%) to 1.490 (sensitivity 93.14%, specificity 100.0%).
상기 표 12에 나타낸 바와 같이, 신장 질환 위험군을 감별하기 위한 RNKS의 컷오프 값 범위는 -3.574 (민감도 100%, 특이도 11.11%) 내지 2.085 (민감도 93.14%, 특이도 100.0%)일 수 있다.As shown in Table 12, the cutoff value of RNKS for distinguishing kidney disease risk groups may range from -3.574 (sensitivity 100%, specificity 11.11%) to 2.085 (sensitivity 93.14%, specificity 100.0%).
상기 표 13에 나타낸 바와 같이, 신장 질환 위험군을 감별하기 위한 RNKA의 컷오프 값 범위는 -3.334 (민감도 100%, 특이도 0%) 내지 0.5082 (민감도 99.02%, 특이도 100.0%)일 수 있다.As shown in Table 13 above, the cutoff value of RNKA for differentiating kidney disease risk groups may range from -3.334 (sensitivity 100%, specificity 0%) to 0.5082 (sensitivity 99.02%, specificity 100.0%).
상기 표 14에 나타낸 바와 같이, 신장 질환 위험군을 감별하기 위한 RNKR의 컷오프 값 범위는 -3.490 (민감도 100%, 특이도 14.29%) 내지 -0.07702 (민감도 97.96%, 특이도 100.0%)일 수 있다.As shown in Table 14 above, the cutoff value of RNKR for distinguishing kidney disease risk groups may range from -3.490 (sensitivity 100%, specificity 14.29%) to -0.07702 (sensitivity 97.96%, specificity 100.0%).
상기 표 15에 나타낸 바와 같이, 신장 질환 위험군을 감별하기 위한 RNKCS의 컷오프 값 범위는 -4.266 (민감도 100%, 특이도 11.11%) 내지 2.110 (민감도 93.14%, 특이도 100.0%)일 수 있다.As shown in Table 15 above, the cutoff value of RNKCS for differentiating kidney disease risk groups may range from -4.266 (sensitivity 100%, specificity 11.11%) to 2.110 (sensitivity 93.14%, specificity 100.0%).
2.3. 도출된 최적 모델의 신장 질환 위험군 진단 정확도 평가2.3. Evaluation of the diagnostic accuracy of the derived optimal model for kidney disease risk groups
GraphPad Prism 프로그램을 이용하여 ROC (receiver operating characteristic) curve를 분석하여 진단 정확도를 도출하고, 상기 2-2에서 도출된 pNGAL, pKIM-1, 지표 RNK, RNKC, RNKS, RNKA, RNKR, RNKCS의 컷오프 값 범위로부터 concordance probability 방법을 통해 민감도 × 특이도 값이 가장 높은 최적 컷오프 값을 도출하여 진단적 가치를 평가하였다 (도 3). 또한, 정상 대조군 및 위험군 내지 IRIS 1-4 단계의 구분을 위한 진단 민감도, 특이도, 정확도 및 참고기준의 범위를 하기 표 16에 나타내었다. IRIS 2019에 따르면, 18 < SDMA(μg/dl) < 35 또는 1.4 < sCr(mg/dl) < 2.8은 CKD 2 단계이고, 36 < SDMA < 54 또는 2.9 < sCr < 5.0은 CKD 3 단계이며, 54 < SDMA 또는 5.0 < sCr은 CKD 4 단계로서 전신 징후 및 요독 위기의 위험이 증가함을 의미한다.Diagnostic accuracy was derived by analyzing the ROC (receiver operating characteristic) curve using the GraphPad Prism program, and the cutoff values of pNGAL, pKIM-1, indicators RNK, RNKC, RNKS, RNKA, RNKR, and RNKCS derived in 2-2 above. Diagnostic value was evaluated by deriving the optimal cutoff value with the highest sensitivity × specificity value from the range using the concordance probability method (Figure 3). In addition, the diagnostic sensitivity, specificity, accuracy, and range of reference standards for discriminating between normal control group and risk group and IRIS stages 1-4 are shown in Table 16 below. According to IRIS 2019, 18 < SDMA (μg/dl) < 35 or 1.4 < sCr (mg/dl) < 2.8 is CKD stage 2, 36 < SDMA < 54 or 2.9 < sCr < 5.0 is CKD stage 3, and 54 < SDMA or 5.0 < sCr indicates CKD stage 4 and increased risk of systemic manifestations and uremic crisis.
(unit)Cut-off
(unit)
(95% CI)AUC
(95% CI)
(95% CI)Sensitivity %
(95% CI)
(95% CI)Specificity %
(95% CI)
(72.73-87.74)81.37
(72.73-87.74)
상기 도 3 및 표 16을 살펴보면, 위험군 내지 IRIS 1-4 단계에 대한 진단 정확도(AUC, area under curve)는 sCr < SMDA < pNGAL = pKIM-1 < RNKC = RNK < RNKS = RNKR = RNKCS < RNKA 순으로 높게 나타났다.Looking at Figure 3 and Table 16, the diagnostic accuracy (AUC, area under curve) for the risk group or IRIS stages 1-4 is in the order of sCr < SMDA < pNGAL = pKIM-1 < RNKC = RNK < RNKS = RNKR = RNKCS < RNKA appeared high.
구체적으로, 본 발명의 RNK의 AUC(곡선 아래 영역)는 0.97이고, 그 값 아래에서는 신장 질환이 아닌 것인 컷오프 값은 1.584이었다. 상기 컷오프 값에서 진단 민감도는 92.16%이고, 진단 특이도는 100.0%이었다. LR+는(양성 가능성 비율)은 계산 불가능하며 (무한대), LR-(음성 가능성 비율)은 0.08이다. Specifically, the AUC (area under the curve) of RNK of the present invention was 0.97, and the cutoff value below that value indicating no kidney disease was 1.584. At the above cutoff value, diagnostic sensitivity was 92.16% and diagnostic specificity was 100.0%. LR+ (Positive Likelihood Ratio) is incalculable (infinity), and LR- (Negative Likelihood Ratio) is 0.08.
반면, pNGAL의 AUC은 0.90이고, 컷오프 값은 3.30 ng/mL이었다. 상기 컷오프 값에서 진단 민감도는 81.37%이고, 진단 특이도는 90%이었다. LR+는(양성 가능성 비율)은 8.14이며, LR-(음성 가능성 비율)은 0.21이다. On the other hand, the AUC of pNGAL was 0.90, and the cutoff value was 3.30 ng/mL. At the above cutoff value, diagnostic sensitivity was 81.37% and diagnostic specificity was 90%. LR+ (positive likelihood ratio) is 8.14, and LR- (negative likelihood ratio) is 0.21.
또한, pKIM-1의 AUC는 0.90이고, 컷오프 값은 3.32 ng/mL이었다. 상기 컷오프 값에서 진단 민감도는 66.04%이고, 진단 특이도는 100%이었다. LR+는(양성 가능성 비율)은 계산 불가능하며 (무한대), LR-(음성 가능성 비율)은 0.34이다. Additionally, the AUC of pKIM-1 was 0.90, and the cutoff value was 3.32 ng/mL. At the above cutoff value, diagnostic sensitivity was 66.04% and diagnostic specificity was 100%. LR+ (Positive Likelihood Ratio) is incalculable (infinity), and LR- (Negative Likelihood Ratio) is 0.34.
상기한 결과는, 본 발명의 pNGAL 및 pKIM-1은 기존 지표인 sCr 및 SDMA보다 높은 정확도로 신장 손상 혹은 신장 질환 위험군을 감별할 수 있으며, 또한 RNK가 pNGAL 및 pKIM-1에 비해 현저히 높은 민감도 및 특이도로 신장 질환 위험군을 감별할 수 있음을 의미한다.The above results show that pNGAL and pKIM-1 of the present invention can distinguish kidney damage or kidney disease risk groups with higher accuracy than the existing indicators sCr and SDMA, and also that RNK has significantly higher sensitivity and higher sensitivity than pNGAL and pKIM-1. Specificity means that it is possible to differentiate risk groups for kidney disease.
추가적으로, sCr, SMDA, pNGAL 및 pKIM-1의 질환 상태의 기준 단계별 임상적 유효성을 비교하기 위한 실험을 진행하였다. 상기와 같이 질환 상태를 위험군 및 IRIS 1-4기를 포함하는 상태로 하여 진단 정확도를 확인한 경우(도 3), 전반적으로 pKIM-1 및 pNGAL 간의 AUC, 민감도 및 특이도가 유사했으며, SDMA 및 sCr보다 높은 것을 확인하였다.Additionally, an experiment was conducted to compare the clinical effectiveness of sCr, SMDA, pNGAL, and pKIM-1 by baseline stage of disease status. When the diagnostic accuracy was confirmed with the disease state including the risk group and IRIS stages 1-4 as described above (Figure 3), overall, the AUC, sensitivity, and specificity between pKIM-1 and pNGAL were similar, and were higher than those of SDMA and sCr. It was confirmed that it was high.
질환 상태를 IRIS 1단계 이상으로 하는 경우, 진단 민감도, 특이도, 정확도 및 참고기준의 범위를 하기 표 17에 나타내었다.When the disease state is IRIS stage 1 or higher, the diagnostic sensitivity, specificity, accuracy, and range of reference standards are shown in Table 17 below.
(unit)Cut-off
(unit)
(95% CI)AUC
(95% CI)
(95% CI)Sensitivity %
(95% CI)
(95% CI)Specificity %
(95% CI)
도 4에 나타낸 바와 같이 pNGAL의 AUC는 SDMA보다 높았으며, pKIM-1의 AUC는 sCr보다 높은 것을 확인하였다.As shown in Figure 4, the AUC of pNGAL was higher than that of SDMA, and the AUC of pKIM-1 was confirmed to be higher than that of sCr.
또한, 질환 상태를 IRIS 2단계 이상으로 하는 경우, 진단 민감도, 특이도, 정확도 및 참고기준의 범위를 하기 표 18에 나타내었다.In addition, when the disease state is IRIS stage 2 or higher, the diagnostic sensitivity, specificity, accuracy, and range of reference standards are shown in Table 18 below.
(unit)Cut-off
(unit)
(95% CI)AUC
(95% CI)
(95% CI)Sensitivity %
(95% CI)
(95% CI)Specificity %
(95% CI)
(ng/mL)4.14
(ng/mL)
도 5에 나타낸 바와 같이, sCr 및 SDMA를 IRIS 단계의 기준으로 사용하기 때문에 SDMA 및 sCr의 정확도가 다른 바이오마커에 비해 높은 것을 확인하였다.As shown in Figure 5, since sCr and SDMA are used as the standard for the IRIS stage, it was confirmed that the accuracy of SDMA and sCr is higher than that of other biomarkers.
실험예 3. 신장 질환 1단계 진단을 위한 최적 모델Experimental Example 3. Optimal model for diagnosis of stage 1 kidney disease
실험예 3.1. 신장 질환 1단계 진단 모델 도출 - 정상군 및 위험군 vs IRIS 1-4 단계의 감별Experimental Example 3.1. Derivation of kidney disease stage 1 diagnosis model - Differentiation between normal and risk groups vs. IRIS stages 1-4
신장 질환 1단계군의 감별(정상군 및 위험군 vs IRIS 1-4 단계)을 위한 최적 지표 (index)를 도출하고자 하였다. 구체적으로, 신장 질환과 관련된 위험인자(화학 검사 결과 또는 임상적 지표 포함)들을 복수의 독립변수들로 각각 설정하고, IRIS 1-4 단계의 유병률(발병 가능성)을 종속변수로 설정한 후, Graphpad Prism 프로그램의 단변량 로지스틱 회귀분석 (crude logistic regression analysis)을 통해, 상기 복수의 독립변수가 상기 종속변수에 영향을 미치는 정도를 확인하고, 유의수준 0.05에서 유의한 변수만을 조합하였다 (표 19).We sought to derive the optimal index for differentiation of stage 1 kidney disease groups (normal group and risk group vs. IRIS stages 1-4). Specifically, risk factors related to kidney disease (including chemical test results or clinical indicators) are set as multiple independent variables, and the prevalence (probability of onset) of IRIS stages 1-4 is set as the dependent variable, and then Graphpad Through univariate logistic regression analysis of the Prism program, the degree to which the plurality of independent variables influenced the dependent variable was confirmed, and only variables significant at the significance level of 0.05 were combined (Table 19).
상기 조합한 독립변수 및 종속변수 간 함수관계를 상기 Graphpad Prism 프로그램의 다중 로지스틱 회귀분석(multiple logistic regression analysis)을 통해 모델링하여 계산식을 추론하였다. 여기서, 로지스틱 회귀분석이란 위험 인자들에 대한 데이터와 신장 질환 발병 가능성의 관계를 모델링하기 위한 이분형 알고리즘이다.The functional relationship between the combined independent and dependent variables was modeled through multiple logistic regression analysis in the Graphpad Prism program, and the calculation formula was deduced. Here, logistic regression is a binary algorithm for modeling the relationship between data on risk factors and the likelihood of developing kidney disease.
상기 모델링을 통해, pseudo R2 (설명력, 종속변수와 독립변수들 간의 관계의 강도)가 가장 높은 최적 모델 (함수)인, SNK, SNKC, SNKS, SNKA, SNKP 및 SNKCS를 도출하였다(표 20 내지 표 25). 참고로, 상기 SNK는 pNGAL 및 pKIM-1을 이용한 함수이고, SNKC는 pNGAL, pKIM-1 및 sCr을 이용한 함수이며, SNKS는 pNGAL, pKIM-1 및 SMDA을 이용한 함수이며, SNKA는 pNGAL, pKIM-1 및 나이를 이용한 함수이고, SNKP는 pNGAL, pKIM-1 및 Phosphorus Inorganic을 이용한 함수이며, SNKCS는 pNGAL, pKIM-1, sCr 및 SDMA를 이용한 함수이다.Through the above modeling, SNK, SNKC, SNKS, SNKA, SNKP, and SNKCS, which are the optimal models (functions) with the highest pseudo R2 (explanatory power, strength of relationship between dependent and independent variables) were derived (Tables 20 to 20) 25). For reference, SNK is a function using pNGAL and pKIM-1, SNKC is a function using pNGAL, pKIM-1, and sCr, SNKS is a function using pNGAL, pKIM-1, and SMDA, and SNKA is a function using pNGAL, pKIM-1. 1 and age, SNKP is a function using pNGAL, pKIM-1, and Phosphorus Inorganic, and SNKCS is a function using pNGAL, pKIM-1, sCr, and SDMA.
상기 표의 상단 항목에서 Coef.는 독립변수가 종속변수에 미치는 영향력의 크기를 나타내는 회귀계수(추정계수, regression coefficient), S.E.는 표준오차 (standard error), 95% CI(confidence interval)는 추정된 계수의 95% 신뢰구간의 하한값과 상한값, z는 추정계수를 SE로 나눈값으로 t분포 통계량, p는 귀무가설을 기각할수 있는 정도에 대한 검정 통계량, Pesudo R2은 종속변수가 독립변수들에 의해 설명되는 정도, 즉 설명력(예측력)을 의미한다.In the top item of the table above, Coef. is the regression coefficient (estimated coefficient) indicating the size of the influence of the independent variable on the dependent variable, S.E. is the standard error, and 95% CI (confidence interval) is the estimated coefficient. The lower and upper limits of the 95% confidence interval, z is the estimated coefficient divided by SE, which is the t distribution statistic, p is the test statistic for the degree to which the null hypothesis can be rejected, and Pesudo R2 is the dependent variable explained by the independent variables. It means the degree to which it is possible, that is, the explanatory power (predictive power).
상기 모델 7(SNK)의 로지스틱 회귀분석을 통한 추정 함수식은 아래와 같다.The estimated function equation for Model 7 (SNK) through logistic regression analysis is as follows.
[계산식 8][Calculation Equation 8]
SNK(y) = 0.5541 × pNGAL (ng/mL) + 0.3766 × pKIM-1 (ng/mL) - 2.614SNK(y) = 0.5541 × pNGAL (ng/mL) + 0.3766 × pKIM-1 (ng/mL) - 2.614
상기 모델 8(SNKC)의 로지스틱 회귀분석을 통한 추정 함수식은 아래와 같다.The estimated function equation for Model 8 (SNKC) through logistic regression is as follows.
[계산식 9][Calculation Equation 9]
SNKC(y) = 0.5522 × pNGAL (ng/mL) + 0.3146 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.4417 × sCr (mg/dl) - 2.792SNKC(y) = 0.5522 × pNGAL (ng/mL) + 0.3146 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.4417 × sCr (mg/dl) - 2.792
상기 모델 9(SNKS)의 로지스틱 회귀분석을 통한 추정 함수식은 아래와 같다.The estimated function equation for model 9 (SNKS) through logistic regression analysis is as follows.
[계산식 10][Calculation Equation 10]
SNKS(y) = 0.442 × pNGAL (ng/mL) + 0.001992 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.2562 × SDMA (μg/dl) - 4.079SNKS(y) = 0.442 × pNGAL (ng/mL) + 0.001992 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.2562 × SDMA (μg/dl) - 4.079
상기 모델 10(SNKA)의 로지스틱 회귀분석을 통한 추정 함수식은 아래와 같다.The estimated function equation through logistic regression analysis of Model 10 (SNKA) is as follows.
[계산식 11][Calculation Equation 11]
SNKA(y) = 0.447 × pNGAL (ng/mL) + 0.2079 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.2108 × Age (year) - 3.55SNKA(y) = 0.447 × pNGAL (ng/mL) + 0.2079 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.2108 × Age (year) - 3.55
상기 모델 11(SNKP)의 로지스틱 회귀분석을 통한 추정 함수식은 아래와 같다.The estimated function equation for Model 11 (SNKP) through logistic regression analysis is as follows.
[계산식 12][Calculation Equation 12]
SNKP(y) = 0.4599 × pNGAL (ng/mL) + 0.3363 × pKIM-1 (ng/mL) + 1.004 × Phosphorus Inorganic (mg/dl) - 5.678SNKP(y) = 0.4599 × pNGAL (ng/mL) + 0.3363 × pKIM-1 (ng/mL) + 1.004 × Phosphorus Inorganic (mg/dl) - 5.678
상기 모델 12(SNKCS)의 로지스틱 회귀분석을 통한 추정 함수식은 아래와 같다.The estimated function equation through logistic regression analysis of Model 12 (SNKCS) is as follows.
[계산식 13][Calculation Equation 13]
SNKCS(y) = 0.4406 × pNGAL (ng/mL) + 0.007931 × pKIM-1 (ng/mL) - 0.07766 × sCr (mg/dl) + 0.258 × SDMA (μg/dl) - 4.048SNKCS(y) = 0.4406
상기 표 20 내지 표 25를 살펴보면, pNGAL 및 pKIM-1 등과 함께 Phosphorus Inorganic을 조합한 모델 11(SNKP)가 41.72%의 가장 높은 설명력(Pseudo R2)을 보여 최적모델(함수)인 것으로 나타났다.Looking at Tables 20 to 25, Model 11 (SNKP), which combines Phosphorus Inorganic with pNGAL and pKIM-1, showed the highest explanatory power (Pseudo R2) of 41.72%, showing that it was the optimal model (function).
이후, 선형 방정식 모델인 상기 계산식 8 내지 13으로부터 도출된 어느 하나의 값을 지수함수를 이용하여 1과 0의 값에 수렴하도록 변환할 수 있다. 이때, 지수함수를 이용하여 신장 질환 1단계(IRIS 1~4 단계, 1의 값을 나타냄)과 정상인 및 신장 질환 위험군(0의 값을 나타냄)으로 분류되는 예측 수식은 하기 계산식 14와 같다. 아래 계산식 14에서, p 값은 백분율로 0~1까지의 분포를 보이며, 0.5 미만이면 신장 질환이 없고, 0.5 이상이면 신장 질환 1단계라고 판별한다. Afterwards, any one value derived from Equations 8 to 13, which is a linear equation model, can be converted to converge to the values of 1 and 0 using an exponential function. At this time, the prediction formula using the exponential function to classify kidney disease stage 1 (IRIS stages 1 to 4, indicating a value of 1) and normal people and kidney disease risk groups (representing a value of 0) is as shown in Equation 14 below. In Calculation Equation 14 below, the p value is distributed as a percentage from 0 to 1. If it is less than 0.5, there is no kidney disease, and if it is more than 0.5, it is judged to be stage 1 kidney disease.
[계산식 14][Calculation Equation 14]
p = exp(y) / [exp(y) + 1]p = exp(y) / [exp(y) + 1]
상기 식에서, y는 상기 계산식 1 내지 6으로부터 도출된 값이다.In the above equation, y is a value derived from the above calculation equations 1 to 6.
실험예 3.2. 신장 질환 1단계 진단을 위한 컷오프값 범위Experimental Example 3.2. Cutoff value range for diagnosis of stage 1 kidney disease
상기 실험예 3.1에서 도출된 신장 질환 1단계 진단을 위한 최적 모델의 정확도를 평가하기 위해 GraphPad Prism 프로그램을 이용하여 ROC (receiver operating characteristic) curve를 분석하고, NGAL, 및 KIM-1, 및 상기 3-1에서 도출한 SNK, SNKC, SNKS, SNKA, SNKP 및 SNKCS 모델의 신장 질환 1단계 진단(정상군, 위험군 vs IRIS 1~4 단계)을 위한 컷오프 값을 하기 표 26 내지 표 33에 나타내었다.To evaluate the accuracy of the optimal model for diagnosing stage 1 kidney disease derived in Experimental Example 3.1, the ROC (receiver operating characteristic) curve was analyzed using the GraphPad Prism program, and NGAL, KIM-1, and 3- The cutoff values for kidney disease stage 1 diagnosis (normal group, risk group vs IRIS stages 1 to 4) of the SNK, SNKC, SNKS, SNKA, SNKP and SNKCS models derived in 1 are shown in Tables 26 to 33 below.
상기 표 26에 나타낸 바와 같이, 신장 질환 1단계를 감별하기 위한 pNGAL 농도의 컷오프 값 범위는 1.932 ng/mL (민감도 100%, 특이도 41.67%) 내지 9.722 ng/mL (민감도 34.09%, 특이도 100%)일 수 있다.As shown in Table 26 above, the cutoff value of pNGAL concentration for differentiating stage 1 kidney disease ranges from 1.932 ng/mL (sensitivity 100%, specificity 41.67%) to 9.722 ng/mL (sensitivity 34.09%, specificity 100 %).
상기 표 27에 나타낸 바와 같이, 신장 질환 1단계를 감별하기 위한 pKIM-1 농도의 컷오프 값 범위는 1.705 ng/mL (민감도 100%, 특이도 4.167%) 내지 5.138 ng/mL (민감도 33.7%, 특이도 100.0%)일 수 있다.As shown in Table 27 above, the cutoff value of pKIM-1 concentration for differentiating stage 1 kidney disease ranges from 1.705 ng/mL (sensitivity 100%, specificity 4.167%) to 5.138 ng/mL (sensitivity 33.7%, specificity It may also be 100.0%).
상기 표 28에 나타낸 바와 같이, 신장 질환 1단계를 감별하기 위한 SNK의 컷오프 값 범위는 -0.7360 (민감도 100%, 특이도 8.696%) 내지 4.229 (민감도 36.36%, 특이도 100.0%)일 수 있다.As shown in Table 28, the cutoff value of SNK for distinguishing stage 1 kidney disease may range from -0.7360 (sensitivity 100%, specificity 8.696%) to 4.229 (sensitivity 36.36%, specificity 100.0%).
상기 표 29에 나타낸 바와 같이, 신장 질환 1단계를 감별하기 위한 SNKC의 컷오프 값 범위는 -0.6980 (민감도 100%, 특이도 8.696%) 내지 4.256 (민감도 35.23%, 특이도 100.0%)일 수 있다.As shown in Table 29 above, the cutoff value of SNKC for differentiating stage 1 kidney disease ranges from -0.6980 (sensitivity 100%, specificity 8.696%) to 4.256 (sensitivity 35.23%, specificity 100.0%).
상기 표 30에 나타낸 바와 같이, 신장 질환 1단계를 감별하기 위한 SNKS의 컷오프 값 범위는 -1.246 (민감도 100%, 특이도 21.74%) 내지 3.307 (민감도 53.41%, 특이도 100.0%)일 수 있다.As shown in Table 30, the cutoff value of SNKS for distinguishing stage 1 kidney disease may range from -1.246 (sensitivity 100%, specificity 21.74%) to 3.307 (sensitivity 53.41%, specificity 100.0%).
상기 표 31에 나타낸 바와 같이, 신장 질환 1단계를 감별하기 위한 SNKA의 컷오프 값 범위는 -1.667 (민감도 100%, 특이도 13.04%) 내지 4.106 (민감도 39.77%, 특이도 100.0%)일 수 있다.As shown in Table 31, the cutoff value of SNKA for distinguishing stage 1 kidney disease may range from -1.667 (sensitivity 100%, specificity 13.04%) to 4.106 (sensitivity 39.77%, specificity 100.0%).
상기 표 30에 나타낸 바와 같이, 신장 질환 1단계를 감별하기 위한 SNKP의 컷오프 값 범위는 -0.7626 (민감도 100%, 특이도 25%) 내지 3.650 (민감도 56.36%, 특이도 100.0%)일 수 있다.As shown in Table 30, the cutoff value of SNKP for distinguishing stage 1 kidney disease may range from -0.7626 (sensitivity 100%, specificity 25%) to 3.650 (sensitivity 56.36%, specificity 100.0%).
상기 표 33에 나타낸 바와 같이, 신장 질환 1단계를 감별하기 위한 SNKCS의 컷오프 값 범위는 -1.258 (민감도 100%, 특이도 21.74%) 내지 3.298 (민감도 53.41%, 특이도 100.0%)일 수 있다.As shown in Table 33, the cutoff value of SNKCS for distinguishing stage 1 kidney disease may range from -1.258 (sensitivity 100%, specificity 21.74%) to 3.298 (sensitivity 53.41%, specificity 100.0%).
실험예 3.3. 도출된 최적 모델의 신장 질환 1단계 진단 정확도 평가Experimental Example 3.3. Evaluation of the diagnostic accuracy of stage 1 kidney disease of the derived optimal model
GraphPad Prism 프로그램을 이용하여 ROC (receiver operating characteristic) curve를 분석하고, 상기 실험예 3.2에서 도출된 NGAL, KIM-1, SNK, SNKC, SNKS, SNKA, SNKP 및 SNKCS의 컷오프 값 범위로부터 진단 정확도가 가장 높은 최적 컷오프 값을 도출하였다 (도 4). 또한, 정상 대조군 및 위험군과 만성 신장질환 1단계 (IRIS 1-4 단계)의 구분을 위한 진단 민감도, 특이도, 정확도 및 참고기준의 범위를 하기 표 34에 나타내었다.The ROC (receiver operating characteristic) curve was analyzed using the GraphPad Prism program, and the diagnostic accuracy was found to be the highest from the cutoff value ranges of NGAL, KIM-1, SNK, SNKC, SNKS, SNKA, SNKP, and SNKCS derived in Experimental Example 3.2. A high optimal cutoff value was derived (Figure 4). In addition, the diagnostic sensitivity, specificity, accuracy, and range of reference standards for distinguishing chronic kidney disease stage 1 (IRIS stages 1-4) from normal control groups and risk groups are shown in Table 34 below.
(unit)Cut-off
(unit)
(95% CI)AUC
(95% CI)
(95% CI)Sensitivity %
(95% CI)
(95% CI)Specificity %
(95% CI)
(mg/dL)0.95
(mg/dL)
상기 도 4 및 표 34을 살펴보면, IRIS 1-4 단계에 대한 진단 정확도(AUC, area under curve)는 sCr < pKIM-1 < SDMA < SNK = SNKC < pNGAL < SNKA < SNKP < SNKS = SNKCS 순으로 높게 나타났다.Looking at Figure 4 and Table 34, the diagnostic accuracy (AUC, area under curve) for IRIS stages 1-4 is high in the following order: sCr < pKIM-1 < SDMA < SNK = SNKC < pNGAL < SNKA < SNKP < SNKS = SNKCS appear.
구체적으로, 본 발명의 SNK의 AUC(곡선 아래 영역)는 0.87이고, 그 값 아래에서는 신장 질환 1단계가 아닌 것인 컷오프 값은 0.8887이었다. 상기 컷오프 값에서 진단 민감도는 81.82%이고, 진단 특이도는 86.96%이었다. LR+는(양성 가능성 비율)은 6.27이며, LR-(음성 가능성 비율)은 0.21이다. Specifically, the AUC (area under the curve) of SNK of the present invention was 0.87, and the cutoff value below that value indicating that the kidney disease was not stage 1 was 0.8887. At the above cutoff value, diagnostic sensitivity was 81.82% and diagnostic specificity was 86.96%. LR+ (positive likelihood ratio) is 6.27, and LR- (negative likelihood ratio) is 0.21.
또한, 본 발명의 SNKS의 AUC(곡선 아래 영역)는 0.91이고, 그 값 아래에서는 신장 질환 1단계가 아닌 것인 컷오프 값은 0.4947이었다. 상기 컷오프 값에서 진단 민감도는 88.64%이고, 진단 특이도는 82.61%이었다. LR+는(양성 가능성 비율)은 5.10이며, LR-(음성 가능성 비율)은 0.14이다.In addition, the AUC (area under the curve) of the SNKS of the present invention was 0.91, and the cutoff value below that value indicating that the kidney disease was not stage 1 was 0.4947. At the above cutoff value, diagnostic sensitivity was 88.64% and diagnostic specificity was 82.61%. LR+ (positive likelihood ratio) is 5.10, and LR- (negative likelihood ratio) is 0.14.
또한, 본 발명의 SNKCS의 AUC(곡선 아래 영역)는 0.91이고, 그 값 아래에서는 신장 질환 1단계가 아닌 것인 컷오프 값은 0.4832이었다. 상기 컷오프 값에서 진단 민감도는 88.64%이고, 진단 특이도는 82.61%이었다. LR+는(양성 가능성 비율)은 5.10, LR-(음성 가능성 비율)은 0.14이다.In addition, the AUC (area under the curve) of the SNKCS of the present invention was 0.91, and the cutoff value below that value indicating that the kidney disease was not stage 1 was 0.4832. At the above cutoff value, diagnostic sensitivity was 88.64% and diagnostic specificity was 82.61%. LR+ (positive likelihood ratio) is 5.10, and LR- (negative likelihood ratio) is 0.14.
반면, pNGAL의 AUC은 0.88이고, 컷오프 값은 4.19 ng/mL이었다. 상기 컷오프 값에서 진단 민감도는 76.14%이고, 진단 특이도는 87.5%이었다. LR+는(양성 가능성 비율)은 6.09이며, LR-(음성 가능성 비율)은 0.27이다. On the other hand, the AUC of pNGAL was 0.88, and the cutoff value was 4.19 ng/mL. At the above cutoff value, diagnostic sensitivity was 76.14% and diagnostic specificity was 87.5%. LR+ (positive likelihood ratio) is 6.09, and LR- (negative likelihood ratio) is 0.27.
또한, pKIM-1의 AUC은 0.72이고, 컷오프 값은 3.70 ng/mL이었다. 상기 컷오프 값에서 진단 민감도는 57.61%이고, 진단 특이도는 79.17%이었다. LR+는(양성 가능성 비율)은 2.77이며, LR-(음성 가능성 비율)은 0.54이다. Additionally, the AUC of pKIM-1 was 0.72, and the cutoff value was 3.70 ng/mL. At the above cutoff value, diagnostic sensitivity was 57.61% and diagnostic specificity was 79.17%. LR+ (positive likelihood ratio) is 2.77, and LR- (negative likelihood ratio) is 0.54.
상기한 결과는, 본 발명의 NGAL, SNK, SNKC, SNKS, SNKA, SNKP 및 SNKCS가 sCr 및 SDMA에 비해 더욱 높은 정확도, 민감도 및 특이도로 신장 질환 1단계를 감별할 수 있음을 의미한다. 즉, 본 발명의 지표가 기존 지표와 동등한 수준 또는 그 이상의 수준으로 신장 질환을 진단할 수 있음을 의미한다.The above results mean that NGAL, SNK, SNKC, SNKS, SNKA, SNKP and SNKCS of the present invention can differentiate stage 1 kidney disease with higher accuracy, sensitivity and specificity than sCr and SDMA. In other words, this means that the indicator of the present invention can diagnose kidney disease at a level equivalent to or higher than that of existing indicators.
실험예 4. 신장 질환 2단계 진단을 위한 최적 모델Experimental Example 4. Optimal model for diagnosis of stage 2 kidney disease
실험예 4.1. 신장 질환군 진단 모델 도출 - 정상군, 위험군 및 IRIS 1 단계 vs IRIS 2-4 단계의 감별Experimental Example 4.1. Derivation of diagnostic model for kidney disease group - Differentiation between normal group, risk group, and IRIS stage 1 vs. IRIS stage 2-4
신장 질환군의 감별(정상군 및 IRIS 1 단계 vs IRIS 2-4 단계)을 위한 최적 지표 (index)를 도출하고자 하였다. 구체적으로, 신장 질환과 관련된 위험인자(화학 검사 결과 또는 임상적 지표 포함)들을 복수의 독립변수들로 각각 설정하고, 신장 질환(IRIS 2-4 단계)의 유병률(발병 가능성)을 종속변수로 설정한 후, Graphpad Prism 프로그램의 단변량 로지스틱 회귀분석 (simple logistic regression analysis)을 통해, 상기 복수의 독립변수가 상기 종속변수에 영향을 미치는 정도를 확인하고, 유의수준 0.05에서 유의한 변수만을 조합하였다(표 35). Crude 분석 결과, 종속변수가 NGAL, KIM-1, SDMA, SDMA, sCr, Age, Amylase, Phosphorus Inorganic 및 BUN 독립변수와 상관관계를 보이므로, 상기 9개의 변수를 이용하여 최적 조합을 구성하였다.We attempted to derive the optimal index for differentiation of kidney disease groups (normal group and IRIS stage 1 vs. IRIS stage 2-4). Specifically, risk factors related to kidney disease (including chemical test results or clinical indicators) are set as multiple independent variables, and the prevalence (probability of onset) of kidney disease (IRIS stages 2-4) is set as the dependent variable. Afterwards, the extent to which the plurality of independent variables influence the dependent variable was confirmed through simple logistic regression analysis using the Graphpad Prism program, and only variables significant at the significance level of 0.05 were combined ( Table 35). As a result of crude analysis, the dependent variable showed a correlation with the independent variables NGAL, KIM-1, SDMA, SDMA, sCr, Age, Amylase, Phosphorus Inorganic, and BUN, so the optimal combination was created using the above nine variables.
상기 조합한 독립변수 및 종속변수 간 함수관계를 상기 Graphpad Prism 프로그램의 다중 로지스틱 회귀분석(multiple logistic regression analysis)을 통해 모델링하여 계산식을 추론하였다. 여기서, 로지스틱 회귀분석이란 위험 인자들에 대한 데이터와 신장 질환 발병 가능성의 관계를 모델링하기 위한 이분형 알고리즘이다.The functional relationship between the combined independent and dependent variables was modeled through multiple logistic regression analysis in the Graphpad Prism program, and the calculation formula was deduced. Here, logistic regression is a binary algorithm for modeling the relationship between data on risk factors and the likelihood of developing kidney disease.
상기 모델링을 통해, pseudo R2 (설명력, 종속변수와 독립변수들 간의 관계의 강도)가 가장 높은 최적 모델 (함수)인, TNK, TNKC, TNKS, TNKA, TNKP, TNKAm, TNKCS, TNKB 및 TNKCSB를 도출하였다(표 36 내지 표 44). 참고로, 상기 TNK는 pNGAL 및 pKIM-1을 이용한 함수이고, TNKC는 pNGAL, pKIM-1 및 sCr을 이용한 함수이며, TNKS는 pNGAL, pKIM-1 및 SDMA를 이용한 함수이고, TNKA는 pNGAL, pKIM-1 및 나이를 이용한 함수이며, TNKP는 pNGAL, pKIM-1 및 Phosphorus Inorganic을 이용한 함수이고, TNKAm는 pNGAL, pKIM-1 및 Amylase를 이용한 함수이며, TNKCS는 pNGAL, pKIM-1, sCr 및 SDMA를 이용한 함수이고, TNKB는 pNGAL, pKIM-1 및 BUN을 이용한 함수이며, TNKCSB는 pNGAL, pKIM-1, sCr, SDMA 및 BUN을 이용한 함수이다.Through the above modeling, TNK, TNKC, TNKS, TNKA, TNKP, TNKAm, TNKCS, TNKB, and TNKCSB, which are the optimal models (functions) with the highest pseudo R2 (explanatory power, strength of relationship between dependent and independent variables), were derived. (Tables 36 to 44). For reference, TNK is a function using pNGAL and pKIM-1, TNKC is a function using pNGAL, pKIM-1, and sCr, TNKS is a function using pNGAL, pKIM-1, and SDMA, and TNKA is a function using pNGAL, pKIM-1. 1 and age, TNKP is a function using pNGAL, pKIM-1, and Phosphorus Inorganic, TNKAm is a function using pNGAL, pKIM-1, and Amylase, and TNKCS is a function using pNGAL, pKIM-1, sCr, and SDMA. It is a function, TNKB is a function using pNGAL, pKIM-1, and BUN, and TNKCSB is a function using pNGAL, pKIM-1, sCr, SDMA, and BUN.
상기 표의 상단 항목에서 Coef.는 독립변수가 종속변수에 미치는 영향력의 크기를 나타내는 회귀계수(추정계수, regression coefficient), S.E.는 표준오차 (standard error), 95% CI(confidence interval)는 추정된 계수의 95% 신뢰구간의 하한값과 상한값, z는 추정계수를 SE로 나눈값으로 t분포 통계량, p는 귀무가설을 기각할수 있는 정도에 대한 검정 통계량, Pesudo R2은 종속변수가 독립변수들에 의해 설명되는 정도, 즉 설명력(예측력)을 의미한다.)In the top item of the table above, Coef. is the regression coefficient (estimated coefficient) indicating the size of the influence of the independent variable on the dependent variable, S.E. is the standard error, and 95% CI (confidence interval) is the estimated coefficient. The lower and upper limits of the 95% confidence interval, z is the estimated coefficient divided by SE, which is the t distribution statistic, p is the test statistic for the extent to which the null hypothesis can be rejected, and Pesudo R2 is the dependent variable explained by the independent variables. It means the degree to which it is possible, that is, the explanatory power (predictive power).)
상기 모델 13(TNK)의 로지스틱 회귀분석을 통한 추정 함수식은 아래와 같다. The estimated function equation for Model 13 (TNK) through logistic regression analysis is as follows.
[계산식 15][Calculation Equation 15]
TNK(y) = 0.03031 × pNGAL (ng/mL) + 1.187 × pKIM-1 (ng/mL) - 5.538TNK(y) = 0.03031 × pNGAL (ng/mL) + 1.187 × pKIM-1 (ng/mL) - 5.538
상기 모델 14(TNKC)의 로지스틱 회귀분석을 통한 추정 함수식은 아래와 같다.The estimated function equation for Model 14 (TNKC) through logistic regression analysis is as follows.
[계산식 16][Calculation Equation 16]
TNKC(y) = -0.01621 × pNGAL (ng/mL) + 0.9737 × pKIM-1 (ng/mL) + 3.773 × sCr (mg/dl) - 8.309TNKC(y) = -0.01621 × pNGAL (ng/mL) + 0.9737 × pKIM-1 (ng/mL) + 3.773 × sCr (mg/dl) - 8.309
상기 모델 15(TNKS)의 로지스틱 회귀분석을 통한 추정 함수식은 아래와 같다.The estimated function equation for Model 15 (TNKS) through logistic regression analysis is as follows.
[계산식 17][Calculation Equation 17]
TNKS(y) = -0.01627 × pNGAL (ng/mL) + 0.631 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.4914 × sCr (mg/dl) - 10.55TNKS(y) = -0.01627 × pNGAL (ng/mL) + 0.631 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.4914 × sCr (mg/dl) - 10.55
상기 모델 16(TNKA)의 로지스틱 회귀분석을 통한 추정 함수식은 아래와 같다.The estimated function equation for model 16 (TNKA) through logistic regression is as follows.
[계산식 18][Calculation Equation 18]
TNKA(y) = 0.02812 × pNGAL (ng/mL) + 1.078 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.2033 × Age (year) - 7.344TNKA(y) = 0.02812 × pNGAL (ng/mL) + 1.078 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.2033 × Age (year) - 7.344
상기 모델 17(TNKP)의 로지스틱 회귀분석을 통한 추정 함수식은 아래와 같다.The estimated function equation for model 17 (TNKP) through logistic regression analysis is as follows.
[계산식 19][Calculation Equation 19]
TNKP(y) = -0.1125 × pNGAL (ng/mL) + 1.42 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.7162 × Phosphorus Inorganic (mg/dl) - 8.453TNKP(y) = -0.1125 × pNGAL (ng/mL) + 1.42 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.7162 × Phosphorus Inorganic (mg/dl) - 8.453
상기 모델 18(TNKAm)의 로지스틱 회귀분석을 통한 추정 함수식은 아래와 같다.The estimated function equation for model 18 (TNKAm) through logistic regression analysis is as follows.
[계산식 20][Calculation Equation 20]
TNKAm(y) = -0.05275 × pNGAL (ng/mL) + 1.001 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.001492 × Amylase (U/L) - 5.468TNKAm(y) = -0.05275 × pNGAL (ng/mL) + 1.001 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.001492 × Amylase (U/L) - 5.468
상기 모델 19(TNKCS)의 로지스틱 회귀분석을 통한 추정 함수식은 아래와 같다.The estimated function equation for model 19 (TNKCS) through logistic regression analysis is as follows.
[계산식 21][Calculation Equation 21]
TNKCS(y) = -0.05199 × pNGAL (ng/mL) + 0.2173 × pKIM-1 (ng/mL) + 9.823 × sCr (mg/dl) + 0.9584 × SDMA (μg/dl) - 26.57TNKCS(y) = -0.05199 × pNGAL (ng/mL) + 0.2173 × pKIM-1 (ng/mL) + 9.823 × sCr (mg/dl) + 0.9584 × SDMA (μg/dl) - 26.57
상기 모델 20(TNKCB)의 로지스틱 회귀분석을 통한 추정 함수식은 아래와 같다.The estimated function equation for Model 20 (TNKCB) through logistic regression analysis is as follows.
[계산식 22][Calculation Equation 22]
TNKCB(y) = -0.0266 × pNGAL (ng/mL) + 1 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.11 × BUN (mg/dl) - 7.155TNKCB(y) = -0.0266 × pNGAL (ng/mL) + 1 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.11 × BUN (mg/dl) - 7.155
상기 모델 21(TNKCSB)의 로지스틱 회귀분석을 통한 추정 함수식은 아래와 같다.The estimated function equation for Model 21 (TNKCSB) through logistic regression is as follows.
[계산식 23][Calculation Equation 23]
TNKCSB(y) = -0.08838 × pNGAL (ng/mL) + 0.2262 × pKIM-1 (ng/mL) + 8.739 × sCr (mg/dl) + 0.961 × SDMA (μg/dl) + 0.04618 × BUN (mg/dL) - 26.28TNKCSB(y) = -0.08838 × pNGAL (ng/mL) + 0.2262 × pKIM-1 (ng/mL) + 8.739 × sCr (mg/dl) + 0.961 × SDMA (μg/dl) + 0.04618 × BUN (mg/ dL) - 26.28
상기 표 36 내지 표 44를 살펴보면, pNGAL 및 pKIM-1 등과 함께 Creatinine, SDMA 및 BUN을 조합한 모델 21(TNKCSB)가 84.33%의 가장 높은 설명력(Pseudo R2)을 보여 최적모델(함수)인 것으로 나타났다.Looking at Tables 36 to 44 above, Model 21 (TNKCSB), which combines Creatinine, SDMA, and BUN along with pNGAL and pKIM-1, showed the highest explanatory power (Pseudo R2) of 84.33%, showing that it was the optimal model (function). .
이후, 선형 방정식 모델인 상기 계산식 15 내지 23으로부터 도출된 어느 하나의 값을 지수함수를 이용하여 1과 0의 값에 수렴하도록 변환할 수 있다. 이때, 지수함수를 이용하여 신장 질환군(IRIS 2~4 단계, 1의 값을 나타냄)과 정상군 (정상, 위험군 및 신장 질환 1단계, 0의 값을 나타냄)으로 분류되는 예측 수식은 하기 계산식 24과 같다. 아래 계산식 24에서, p 값은 백분율로 0~1까지의 분포를 보이며, 0.5 미만이면 신장 질환이 없고, 0.5 이상이면 신장 질환군이라고 판별한다.Afterwards, any one value derived from equations 15 to 23, which is a linear equation model, can be converted to converge to the values of 1 and 0 using an exponential function. At this time, the prediction formula for classifying into the kidney disease group (IRIS stages 2 to 4, indicating a value of 1) and the normal group (normal, risk group and kidney disease stage 1, indicating a value of 0) using an exponential function is the following calculation formula. Same as 24. In Calculation Formula 24 below, the p value is distributed as a percentage from 0 to 1. If it is less than 0.5, there is no kidney disease, and if it is more than 0.5, it is determined that the kidney disease group is present.
[계산식 24][Calculation Formula 24]
p = exp(y) / [exp(y) + 1]p = exp(y) / [exp(y) + 1]
상기 식에서, y는 상기 계산식 15 내지 23로부터 도출된 값이다.In the above equation, y is a value derived from the above calculation equations 15 to 23.
실험예 4.2. 신장 질환 2단계 진단을 위한 컷오프값 범위Experimental Example 4.2. Cutoff value range for diagnosis of kidney disease stage 2
상기 실험예 4.1에서 도출된 신장 질환군 진단을 위한 최적 모델의 정확도를 평가하기 위해 GraphPad Prism 프로그램을 이용하여 ROC (receiver operating characteristic) curve를 분석하고, NGAL 및 KIM-1과 상기 3-1에서 도출한 TNK, TNKC, TNKS, TNKA, TNKP, TNKAm, TNKCS, TNKB 및 TNKCSB 모델의 신장 질환군 진단(정상군, 위험군, IRIS 1단계 vs IRIS 2~4 단계)을 위한 컷오프 값을 하기 표 45 내지 표 55에 나타내었다.To evaluate the accuracy of the optimal model for diagnosing the kidney disease group derived in Experimental Example 4.1, the ROC (receiver operating characteristic) curve was analyzed using the GraphPad Prism program, and derived from NGAL and KIM-1 and 3-1 above. The cutoff values for kidney disease diagnosis (normal group, risk group, IRIS stage 1 vs IRIS stage 2 to 4) of one TNK, TNKC, TNKS, TNKA, TNKP, TNKAm, TNKCS, TNKB and TNKCSB model are shown in Tables 45 to 45 below. Shown in 55.
상기 표 45에 나타낸 바와 같이, 신장 질환군을 감별하기 위한 pNGAL 농도의 컷오프 값 범위는 2.086 ng/mL (민감도 100%, 특이도 21.54%) 내지 40.64 ng/mL (민감도 6.383%, 특이도 100%)일 수 있다.As shown in Table 45 above, the cutoff value of pNGAL concentration for differentiating the kidney disease group ranges from 2.086 ng/mL (sensitivity 100%, specificity 21.54%) to 40.64 ng/mL (sensitivity 6.383%, specificity 100%) ) can be.
상기 표 46에 나타낸 바와 같이, 신장 질환군을 감별하기 위한 pKIM-1 농도의 컷오프 값 범위는 2.360 ng/mL (민감도 100%, 특이도 16.42%) 내지 5.323 ng/mL (민감도 55.1%, 특이도 100.0%)일 수 있다.As shown in Table 46 above, the cutoff value of pKIM-1 concentration for differentiating the kidney disease group ranges from 2.360 ng/mL (sensitivity 100%, specificity 16.42%) to 5.323 ng/mL (sensitivity 55.1%, specificity It may be 100.0%).
상기 표 47에 나타낸 바와 같이, 신장 질환군을 감별하기 위한 TNK의 컷오프 값 범위는 -5.169 (민감도 100%, 특이도 12.5%) 내지 -4.081 (민감도 23.4%, 특이도 100.0%)일 수 있다.As shown in Table 47 above, the cutoff value of TNK for distinguishing kidney disease groups may range from -5.169 (sensitivity 100%, specificity 12.5%) to -4.081 (sensitivity 23.4%, specificity 100.0%).
상기 표 48에 나타낸 바와 같이, 신장 질환군을 감별하기 위한 TNKC의 컷오프 값 범위는 -3.718 (민감도 100%, 특이도 15.63%) 내지 1.308 (민감도 70.21%, 특이도 100.0%)일 수 있다.As shown in Table 48 above, the cutoff value of TNKC for differentiating kidney disease groups may range from -3.718 (sensitivity 100%, specificity 15.63%) to 1.308 (sensitivity 70.21%, specificity 100.0%).
상기 표 49에 나타낸 바와 같이, 신장 질환군을 감별하기 위한 TNKS의 컷오프 값 범위는 -3.567 (민감도 100%, 특이도 39.06%) 내지 -0.08390 (민감도 87.23%, 특이도 100.0%)일 수 있다.As shown in Table 49 above, the cutoff value of TNKS for differentiating kidney disease groups may range from -3.567 (sensitivity 100%, specificity 39.06%) to -0.08390 (sensitivity 87.23%, specificity 100.0%).
상기 표 50에 나타낸 바와 같이, 신장 질환군을 감별하기 위한 TNKA의 컷오프 값 범위는 -4.284 (민감도 100%, 특이도 3.125%) 내지 1.647 (민감도 51.06%, 특이도 100.0%)일 수 있다.As shown in Table 50, the cutoff value of TNKA for distinguishing kidney disease groups may range from -4.284 (sensitivity 100%, specificity 3.125%) to 1.647 (sensitivity 51.06%, specificity 100.0%).
상기 표 51에 나타낸 바와 같이, 신장 질환군을 감별하기 위한 TNKP의 컷오프 값 범위는 -1.775 (민감도 100%, 특이도 54.29%) 내지 1.308 (민감도 70.21%, 특이도 100.0%)일 수 있다.As shown in Table 51, the cutoff value of TNKP for distinguishing kidney disease groups may range from -1.775 (sensitivity 100%, specificity 54.29%) to 1.308 (sensitivity 70.21%, specificity 100.0%).
상기 표 52에 나타낸 바와 같이, 신장 질환군을 감별하기 위한 TNKAm의 컷오프 값 범위는 -2.121 (민감도 100%, 특이도 50%) 내지 1.374 (민감도 47.06%, 특이도 100.0%)일 수 있다.As shown in Table 52, the cutoff value of TNKAm for differentiating kidney disease groups may range from -2.121 (sensitivity 100%, specificity 50%) to 1.374 (sensitivity 47.06%, specificity 100.0%).
상기 표 53에 나타낸 바와 같이, 신장 질환군을 감별하기 위한 TNKCS의 컷오프 값 범위는 -0.7587 (민감도 100%, 특이도 92.19%) 내지 2.234(민감도 80.85%, 특이도 100.0%)일 수 있다.As shown in Table 53 above, the cutoff value of TNKCS for differentiating kidney disease groups may range from -0.7587 (sensitivity 100%, specificity 92.19%) to 2.234 (sensitivity 80.85%, specificity 100.0%).
상기 표 54에 나타낸 바와 같이, 신장 질환군을 감별하기 위한 TNKB의 컷오프 값 범위는 -4.175 (민감도 100%, 특이도 4.688%) 내지 1.734(민감도 70.21%, 특이도 100.0%)일 수 있다.As shown in Table 54 above, the cutoff value of TNKB for differentiating kidney disease groups may range from -4.175 (sensitivity 100%, specificity 4.688%) to 1.734 (sensitivity 70.21%, specificity 100.0%).
상기 표 55에 나타낸 바와 같이, 신장 질환군을 감별하기 위한 TNKCSB의 컷오프 값 범위는 -1.657 (민감도 100%, 특이도 90.63%) 내지 1.506(민감도 85.11%, 특이도 100.0%)일 수 있다.As shown in Table 55 above, the cutoff value of TNKCSB for differentiating kidney disease groups may range from -1.657 (sensitivity 100%, specificity 90.63%) to 1.506 (sensitivity 85.11%, specificity 100.0%).
실험예 4.3. 도출된 최적 모델의 신장 질환 2단계 진단 정확도 평가Experimental Example 4.3. Evaluation of the diagnostic accuracy of the derived optimal model for stage 2 kidney disease
GraphPad Prism 프로그램을 이용하여 ROC (receiver operating characteristic) curve를 분석하고, 상기 4-2에서 도출된 pNGAL, pKIM-1, 지표 TNK, TNKC, TNKS, TNKA, TNKP, TNKAm, TNKCS, TNKB 및 TNKCSB의 컷오프 값 범위로부터 진단 정확도가 가장 높은 최적 컷오프 값을 도출하였다 (도 5). 또한, 정상 대조군, 위험군 및 IRIS 1단계와 IRIS 2-4 단계의 구분을 위한 진단 민감도, 특이도, 정확도 및 참고기준의 범위를 하기 표 56에 나타내었다.Analyze the ROC (receiver operating characteristic) curve using the GraphPad Prism program, and cutoff the pNGAL, pKIM-1, indicators TNK, TNKC, TNKS, TNKA, TNKP, TNKAm, TNKCS, TNKB, and TNKCSB derived in 4-2 above. From the value range, the optimal cutoff value with the highest diagnostic accuracy was derived (Figure 5). In addition, the diagnostic sensitivity, specificity, accuracy, and range of reference standards for distinguishing normal control group, risk group, IRIS stage 1 and IRIS stage 2-4 are shown in Table 56 below.
(unit)Cut-off
(unit)
(95% CI)AUC
(95% CI)
(95% CI)Sensitivity %
(95% CI)
(95% CI)Specificity %
(95% CI)
(mg/dL)1.25
(mg/dL)
(ng/mL)4.14
(ng/mL)
상기 도 5 및 표 56을 살펴보면, IRIS 2-4 단계에 대한 진단 정확도(AUC, area under curve)는 pNGAL < TNK < pKIM-1 < sCr < TNKAm < TNKA < TNKP = TNKB < TNKC < SDMA = TNKS < TNKCS = TNKCSB 순으로 높게 나타났다.Looking at Figure 5 and Table 56, the diagnostic accuracy (AUC, area under curve) for IRIS stages 2-4 is pNGAL < TNK < pKIM-1 < sCr < TNKAm < TNKA < TNKP = TNKB < TNKC < SDMA = TNKS < TNKCS = TNKCSB was highest in that order.
구체적으로, 본 발명의 TNK의 AUC(곡선 아래 영역)는 0.86이고, 그 값 아래에서는 신장 질환이 아닌 것인 컷오프 값은 -4.833이었다. 상기 컷오프 값에서 진단 민감도는 78.72%이고, 진단 특이도는 85.94%이었다. LR+는(양성 가능성 비율)은 5.60이며, LR-(음성 가능성 비율)은 0.25이다.Specifically, the AUC (area under the curve) of TNK of the present invention was 0.86, and the cutoff value below that value for not having kidney disease was -4.833. At the above cutoff value, diagnostic sensitivity was 78.72% and diagnostic specificity was 85.94%. LR+ (positive likelihood ratio) is 5.60, and LR- (negative likelihood ratio) is 0.25.
또한, 본 발명의 TNKCS의 AUC(곡선 아래 영역)는 0.99이고, 그 값 아래에서는 신장 질환이 아닌 것인 컷오프 값은 0.7587이었다. 상기 컷오프 값에서 진단 민감도는 100%이고, 진단 특이도는 92.19%이었다. LR+는(양성 가능성 비율)은 12.80이며, LR-(음성 가능성 비율)은 0이다.Additionally, the AUC (area under the curve) of TNKCS of the present invention was 0.99, and the cutoff value below that value indicating no kidney disease was 0.7587. At the above cutoff value, diagnostic sensitivity was 100% and diagnostic specificity was 92.19%. LR+ (Positive Likelihood Ratio) is 12.80, and LR- (Negative Likelihood Ratio) is 0.
또한, 본 발명의 TNKCSB의 AUC(곡선 아래 영역)는 0.99이고, 그 값 아래에서는 신장 질환이 아닌 것인 컷오프 값은 -0.5159이었다. 상기 컷오프 값에서 진단 민감도는 97.87%이고, 진단 특이도는 93.75%이었다. LR+는(양성 가능성 비율)은 15.66이며, LR-(음성 가능성 비율)은 0.02이다.Additionally, the AUC (area under the curve) of TNKCSB of the present invention was 0.99, and the cutoff value below that value indicating no kidney disease was -0.5159. At the above cutoff value, diagnostic sensitivity was 97.87% and diagnostic specificity was 93.75%. LR+ (positive likelihood ratio) is 15.66, and LR- (negative likelihood ratio) is 0.02.
반면, pNGAL의 AUC은 0.75이고, 컷오프 값은 4.14 ng/mL이었다. 상기 컷오프 값에서 진단 민감도는 82.98%이고, 진단 특이도는 60%이었다. LR+는(양성 가능성 비율)은 2.07이며, LR-(음성 가능성 비율)은 0.28이다. On the other hand, the AUC of pNGAL was 0.75, and the cutoff value was 4.14 ng/mL. At the above cutoff value, diagnostic sensitivity was 82.98% and diagnostic specificity was 60%. LR+ (positive likelihood ratio) is 2.07, and LR- (negative likelihood ratio) is 0.28.
또한, pKIM-1의 AUC은 0.88이고, 컷오프 값은 4.14 ng/mL이었다. 상기 컷오프 값에서 진단 민감도는 78.72%이고, 진단 특이도는 85.94%이었다. LR+는(양성 가능성 비율)은 5.93이며, LR-(음성 가능성 비율)은 0.24이다. Additionally, the AUC of pKIM-1 was 0.88, and the cutoff value was 4.14 ng/mL. At the above cutoff value, diagnostic sensitivity was 78.72% and diagnostic specificity was 85.94%. LR+ (positive likelihood ratio) is 5.93, and LR- (negative likelihood ratio) is 0.24.
상기한 결과는, 본 발명의 TNKS, TNKCS 및 TNKCSB가 sCr 및 SDMA에 비해 더욱 높은 정확도, 민감도 및 특이도로 신장 질환군을 감별할 수 있음을 의미한다. 즉, 본 발명의 지표가 기존 지표와 동등한 수준 또는 그 이상의 수준으로 신장 질환을 진단할 수 있음을 의미한다. The above results mean that TNKS, TNKCS and TNKCSB of the present invention can differentiate kidney disease groups with higher accuracy, sensitivity and specificity than sCr and SDMA. In other words, this means that the indicator of the present invention can diagnose kidney disease at a level equivalent to or higher than that of existing indicators.
이상의 결과로부터, 신장 질환의 진단용 키트를 제조하였다. 상기 키트는 도 6a에 나타낸 바와 같은 스트립의 구조로서 제조되며, 샘플 패드(sample pad), 컨쥬게이트 패드(conjugate pad), 스태킹 패드(stacking pad), NC 멤브레인, 흡수 패드(absorbent pad) 및 고체 지지대(backing card)를 포함한다.From the above results, a kit for diagnosing kidney disease was manufactured. The kit is manufactured as a structure of strips as shown in Figure 6a, comprising a sample pad, conjugate pad, stacking pad, NC membrane, absorbent pad and solid support. Includes (backing card).
도 6b에 나타낸 바와 같이, 대조선 및 시험선(KIM-1 및 NGAL)이 나타나는 조합에 따라 국제신장학회의 만성 신장 질환의 병기 구분 가이드라인 기준에서의 만성 신장 질환의 발명 유무에 대한 파악이 가능하다. 대조선이 존재하는 경우를 기준으로 정하였을 때, KIM-1 및 NGAL이 존재하지 않는 경우 정상군으로 판단할 수 있으며, KIM-1 및/또는 NGAL의 존재 유무에 따라 신장 질환군으로 판단할 수 있다.As shown in Figure 6b, depending on the combination of the control line and test line (KIM-1 and NGAL), it is possible to determine the presence or absence of chronic kidney disease according to the International Society of Nephrology's chronic kidney disease staging guideline standards. . When determining the presence of a control line as the standard, if KIM-1 and NGAL are not present, the group can be judged as normal, and depending on the presence or absence of KIM-1 and/or NGAL, it can be judged as a kidney disease group. .
비록 본 발명이 상기에 언급된 바람직한 실시예로서 설명되었으나, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 또한, 첨부된 청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함한다.Although the present invention has been described in terms of the above-mentioned preferred embodiments, various modifications and variations can be made without departing from the gist and scope of the invention. Furthermore, the appended claims cover such modifications or variations as fall within the subject matter of the present invention.
Claims (17)
상기 조성물은 국제신장학회(International Renal Interest Society, IRIS)의 만성 신장 질환(Chronic kidney disease; CKD)의 병기 구분 가이드라인 기준에서의 위험군(risk group) 및 각 병기 단계를 구분할 수 있는 것인, 신장 질환의 진단용 조성물.In claim 1,
The composition is capable of distinguishing risk groups and each stage according to the staging guidelines for chronic kidney disease (CKD) of the International Renal Interest Society (IRIS). Composition for diagnosing diseases.
SDMA, 크레아티닌(Creatinine), 무기인(Phosphorus inorganic), 아밀라아제(Amylase) 및 BUN으로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 단백질 또는 이를 암호화하는 유전자의 발현 수준을 측정할 수 있는 제제를 추가로 포함하는 것인, 신장 질환의 진단용 조성물.In claim 1,
It further comprises an agent capable of measuring the expression level of one or more proteins selected from the group consisting of SDMA, creatinine, phosphorus inorganic, amylase, and BUN, or the gene encoding the same. , Composition for diagnosis of kidney disease.
상기 단백질 또는 단백질을 암호화하는 유전자의 발현 수준을 측정할 수 있는 제제는 상기 단백질에 특이적으로 결합하는 항체, 리간드(ligand), PNA(peptide nucleic acid), 압타머(aptamer) 및 나노파티클(nanoparticle)로 구성된 군, 또는 상기 유전자에 특이적으로 결합하는 프라이머(primer) 쌍, 프로브(probe) 및 안티센스 뉴클레오타이드(antisense nucleotide)로 구성된 군에서 선택되는 것인, 신장 질환의 진단용 조성물.In claim 1,
Agents that can measure the expression level of the protein or the gene encoding the protein include antibodies, ligands, PNA (peptide nucleic acid), aptamers, and nanoparticles that specifically bind to the protein. ), or a composition for diagnosing kidney disease, which is selected from the group consisting of a primer pair, a probe, and an antisense nucleotide that specifically binds to the gene.
상기 신장 질환은 급성 신장 손상(Acute kidney injury; AKI) 또는 만성 신장 질환(Chronic kidney disease; CKD)인 것인, 신장 질환의 진단용 조성물.In claim 1,
A composition for diagnosing kidney disease, wherein the kidney disease is acute kidney injury (AKI) or chronic kidney disease (CKD).
상기 단백질 또는 이를 암호화하는 유전자의 발현 수준은 개체의 체액 샘플에서 측정하는 것인, 신장 질환의 진단용 조성물.In claim 1,
A composition for diagnosing kidney disease, wherein the expression level of the protein or the gene encoding it is measured in a body fluid sample of an individual.
상기 측정된 발현 수준을 정상군의 단백질 또는 이들의 조합, 또는 이를 암호화하는 유전자의 발현 수준과 비교하는 단계;를 포함하는 신장 질환의 진단을 위한 정보 제공 방법.Measuring the expression level of NGAL (Neutrophil gelatinase-associated lipocalin) protein, KIM-1 (Kidney injury molecule-1) protein, or a combination thereof, or the gene encoding them, in a biological sample obtained from an individual steps; and
A method of providing information for the diagnosis of kidney disease, comprising: comparing the measured expression level with the expression level of a protein or a combination thereof, or a gene encoding the same, in a normal group.
상기 방법은 SDMA, 크레아티닌(Creatinine), 무기인(Phosphorus inorganic), 아밀라아제(Amylase) 및 BUN으로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 단백질 또는 이를 암호화하는 유전자의 발현 수준을 측정하는 단계를 추가로 포함하는 것인, 방법.In claim 8,
The method further includes the step of measuring the expression level of one or more proteins selected from the group consisting of SDMA, creatinine, phosphorus inorganic, amylase, and BUN, or the gene encoding the same. In,method.
상기 방법은 상기 측정된 단백질 또는 유전자의 발현 수준을 각각 독립변수로 설정하고, 국제신장학회(International Renal Interest Society, IRIS)의 만성 신장 질환(Chronic kidney disease; CKD)의 병기 구분 가이드라인 기준에서의 신장 질환의 위험군(위험 요소를 내재한 단계), 만성 신장 질환 1단계(IRIS 1단계), 또는 만성 신장 질환 2 내지 4 단계(IRIS 2 내지 4 단계)의 발병 여부를 종속변수로 설정하는 단계;
상기 독립변수 및 상기 종속변수의 관계를 로지스틱 회귀분석(Logistic Regression Analysis)을 통해 모델링하여 모델 식을 추론하는 단계; 및
상기 모델 식으로부터 도출한 값이 미리 결정된 컷오프(cutoff)값보다 크거나 같을 때, 상기 개체를 신장 질환의 위험군, IRIS 1 단계 또는 신장 질환군(IRIS 2 내지 4 단계)으로 판별하는 단계;를 추가로 포함하는 것인, 방법.In claim 8,
The method sets the expression levels of the measured proteins or genes as independent variables, and determines the staging guidelines for chronic kidney disease (CKD) of the International Renal Interest Society (IRIS). Setting as a dependent variable the occurrence of a risk group for kidney disease (stage with inherent risk factors), chronic kidney disease stage 1 (IRIS stage 1), or chronic kidney disease stages 2 to 4 (IRIS stages 2 to 4);
Inferring a model equation by modeling the relationship between the independent variable and the dependent variable through logistic regression analysis; and
When the value derived from the model equation is greater than or equal to a predetermined cutoff value, determining the individual as a kidney disease risk group, IRIS stage 1, or kidney disease group (IRIS stages 2 to 4); A method comprising:
상기 모델 식은 아래 계산식 1 내지 6 중에서 선택되는 어느 하나인 것인, 방법:
[계산식 1]
RNK(y) = 1.648 × pNGAL (ng/mL) + 3.287 × pKIM-1 (ng/mL) - 12.2
[계산식 2]
RNKC(y) = 1.71 × pNGAL (ng/mL) + 3.306 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.9716 × sCr (mg/dl) - 13.22
[계산식 3]
RNKS(y) = 1.928 × pNGAL (ng/mL) + 3.948 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.4207 × SDMA (μg/dl) - 19.09
[계산식 4]
RNKA = 1.398 × pNGAL (ng/mL) + 3.989 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.5979 × 나이 (year) - 17.02
[계산식 5]
RNKR = 2.832 × pNGAL (ng/mL) + 4.726 × pKIM-1 (ng/mL) + 8.756 × CRP (mg/dl) - 21.36
[계산식 6]
RNKCS = 2.15 × pNGAL (ng/mL) + 4.178 × pKIM-1 (ng/mL) + 1.798 × sCr (mg/dl) + 0.4377 × SDMA (μg/dl) - 21.97.In claim 10,
The method wherein the model equation is any one selected from calculation equations 1 to 6 below:
[Calculation Formula 1]
RNK(y) = 1.648 × pNGAL (ng/mL) + 3.287 × pKIM-1 (ng/mL) - 12.2
[Calculation Formula 2]
RNKC(y) = 1.71 × pNGAL (ng/mL) + 3.306 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.9716 × sCr (mg/dl) - 13.22
[Calculation Formula 3]
RNKS(y) = 1.928 × pNGAL (ng/mL) + 3.948 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.4207 × SDMA (μg/dl) - 19.09
[Calculation Equation 4]
RNKA = 1.398 × pNGAL (ng/mL) + 3.989 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.5979 × age (year) - 17.02
[Calculation Equation 5]
RNKR = 2.832 × pNGAL (ng/mL) + 4.726 × pKIM-1 (ng/mL) + 8.756 × CRP (mg/dl) - 21.36
[Calculation Equation 6]
RNKCS = 2.15 × pNGAL (ng/mL) + 4.178 × pKIM-1 (ng/mL) + 1.798 × sCr (mg/dl) + 0.4377 × SDMA (μg/dl) - 21.97.
상기 모델 식의 컷오프 값은 -4.27 내지 2.50 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자인 것인, 방법.In claim 11,
The method wherein the cutoff value of the model equation is any number selected from -4.27 to 2.50.
상기 모델 식은 아래 계산식 8 내지 13 중에서 선택되는 어느 하나인 것인, 방법:
[계산식 8]
SNK(y) = 0.5541 × pNGAL (ng/mL) + 0.3766 × pKIM-1 (ng/mL) - 2.614
[계산식 9]
SNKC(y) = 0.5522 × pNGAL (ng/mL) + 0.3146 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.4417 × sCr (mg/dl) - 2.792
[계산식 10]
SNKS(y) = 0.442 × pNGAL (ng/mL) + 0.001992 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.2562 × SDMA (μg/dl) - 4.079
[계산식 11]
SNKA(y) = 0.447 × pNGAL (ng/mL) + 0.2079 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.2108 × Age (year) - 3.55
[계산식 12]
SNKP(y) = 0.4599 × pNGAL (ng/mL) + 0.3363 × pKIM-1 (ng/mL) + 1.004 × Phosphorus Inorganic (mg/dl) - 5.678
[계산식 13]
SNKCS(y) = 0.4406 × pNGAL (ng/mL) + 0.007931 × pKIM-1 (ng/mL) - 0.07766 × sCr (mg/dl) + 0.258 × SDMA (μg/dl) - 4.048.In claim 10,
The method wherein the model equation is any one selected from equations 8 to 13 below:
[Calculation Equation 8]
SNK(y) = 0.5541 × pNGAL (ng/mL) + 0.3766 × pKIM-1 (ng/mL) - 2.614
[Calculation Equation 9]
SNKC(y) = 0.5522 × pNGAL (ng/mL) + 0.3146 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.4417 × sCr (mg/dl) - 2.792
[Calculation Equation 10]
SNKS(y) = 0.442 × pNGAL (ng/mL) + 0.001992 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.2562 × SDMA (μg/dl) - 4.079
[Calculation Equation 11]
SNKA(y) = 0.447 × pNGAL (ng/mL) + 0.2079 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.2108 × Age (year) - 3.55
[Calculation 12]
SNKP(y) = 0.4599 × pNGAL (ng/mL) + 0.3363 × pKIM-1 (ng/mL) + 1.004 × Phosphorus Inorganic (mg/dl) - 5.678
[Calculation Equation 13]
SNKCS(y) = 0.4406
상기 모델 식의 컷오프 값은 -1.67 내지 4.26 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자인 것인, 방법.In claim 13,
The method wherein the cutoff value of the model equation is any number selected from -1.67 to 4.26.
상기 모델 식은 아래 계산식 15 내지 23 중에서 선택되는 어느 하나인 것인, 방법:
[계산식 15]
TNK(y) = 0.03031 × pNGAL (ng/mL) + 1.187 × pKIM-1 (ng/mL) - 5.538
[계산식 16]
TNKC(y) = -0.01621 × pNGAL (ng/mL) + 0.9737 × pKIM-1 (ng/mL) + 3.773 × sCr (mg/dl) - 8.309
[계산식 17]
TNKS(y) = -0.01627 × pNGAL (ng/mL) + 0.631 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.4914 × sCr (mg/dl) - 10.55
[계산식 18]
TNKA(y) = 0.02812 × pNGAL (ng/mL) + 1.078 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.2033 × Age (year) - 7.344
[계산식 19]
TNKP(y) = -0.1125 × pNGAL (ng/mL) + 1.42 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.7162 × Phosphorus Inorganic (mg/dl) - 8.453
[계산식 20]
TNKAm(y) = -0.05275 × pNGAL (ng/mL) + 1.001 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.001492 × Amylase (U/L) - 5.468
[계산식 21]
TNKCS(y) = -0.05199 × pNGAL (ng/mL) + 0.2173 × pKIM-1 (ng/mL) + 9.823 × sCr (mg/dl) + 0.9584 × SDMA (μg/dl) - 26.57
[계산식 22]
TNKCB(y) = -0.0266 × pNGAL (ng/mL) + 1 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.11 × BUN (mg/dl) - 7.155
[계산식 23]
TNKCSB(y) = -0.08838 × pNGAL (ng/mL) + 0.2262 × pKIM-1 (ng/mL) + 8.739 × sCr (mg/dl) + 0.961 × SDMA (μg/dl) + 0.04618 × BUN (mg/dL) - 26.28.In claim 10,
The method wherein the model equation is any one selected from equations 15 to 23 below:
[Calculation Equation 15]
TNK(y) = 0.03031 × pNGAL (ng/mL) + 1.187 × pKIM-1 (ng/mL) - 5.538
[Calculation Equation 16]
TNKC(y) = -0.01621 × pNGAL (ng/mL) + 0.9737 × pKIM-1 (ng/mL) + 3.773 × sCr (mg/dl) - 8.309
[Calculation 17]
TNKS(y) = -0.01627 × pNGAL (ng/mL) + 0.631 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.4914 × sCr (mg/dl) - 10.55
[Calculation Equation 18]
TNKA(y) = 0.02812 × pNGAL (ng/mL) + 1.078 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.2033 × Age (year) - 7.344
[Calculation Equation 19]
TNKP(y) = -0.1125 × pNGAL (ng/mL) + 1.42 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.7162 × Phosphorus Inorganic (mg/dl) - 8.453
[Calculation Equation 20]
TNKAm(y) = -0.05275 × pNGAL (ng/mL) + 1.001 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.001492 × Amylase (U/L) - 5.468
[Calculation Equation 21]
TNKCS(y) = -0.05199 × pNGAL (ng/mL) + 0.2173 × pKIM-1 (ng/mL) + 9.823 × sCr (mg/dl) + 0.9584 × SDMA (μg/dl) - 26.57
[Calculation Equation 22]
TNKCB(y) = -0.0266 × pNGAL (ng/mL) + 1 × pKIM-1 (ng/mL) + 0.11 × BUN (mg/dl) - 7.155
[Calculation Equation 23]
TNKCSB(y) = -0.08838 × pNGAL (ng/mL) + 0.2262 × pKIM-1 (ng/mL) + 8.739 × sCr (mg/dl) + 0.961 × SDMA (μg/dl) + 0.04618 × BUN (mg/ dL) - 26.28.
상기 모델 식의 컷오프 값은 -5.17 내지 2.23 중에서 선택되는 어느 하나의 숫자인 것인, 방법.In claim 15,
The method wherein the cutoff value of the model equation is any number selected from -5.17 to 2.23.
상기 방법은 정상군과 IRIS 1 단계 전 위험군 내지 의심군을 90% 이상의 민감도와 95% 이상의 특이도로 구분할 수 있는 것인, 방법.In claim 8,
The method is capable of distinguishing between a normal group and a risk group or suspect group prior to IRIS stage 1 with a sensitivity of more than 90% and a specificity of more than 95%.
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