CN116879433A - 肺癌患患者特异性生物标志组合物及其用途 - Google Patents

Abstract

本发明属于肺癌的检测与诊断试剂领域，提供了一种肺癌患患者特异性生物标志组合物及其用途。所述生物标志物组合含有生物标志物A、B、C、D中的一中或者几种；生物标志物A质荷比为133.5±0.5 amu；生物标志物B质荷比为86.9±0.5 amu；生物标志物C质荷比为148.1±0.5 amu；生物标志物D质荷比为135.6±0.5 amu。本发明的呼气中的生物标志物采集分析过程方便快捷，易于在医院等地点快速应用；通过上述生物标志物可以应用于肺癌早期快速诊断，也可以用于肺癌诊断试剂的制备，前景广阔。

Description

肺癌患患者特异性生物标志组合物及其用途

技术领域

本发明属于肺癌的检测与诊断试剂领域，涉及一种肺癌患患者特异性生物标志组合物及其用途，具体涉及色谱与质谱联用检测、呼气中的生物标志物及其组合在制备肺癌诊断试剂中的应用。

技术背景

肺癌是我国患病率死亡率较高的一类疾病，早期肺癌的诊断经常出现诊断不及时，一旦确诊便是肺癌晚期的情况。

通过检测特定生物样品中的肺癌相关特征标志物可以提供有价值的早期肺癌诊断建议，可用于制备诊断试剂。所述生物样品包括呼吸气体和各种病变组织，而组织或者体液采集比较繁琐，也可能产生损伤。

公布号为CN108414660A的中国发明专利公开了一组与肺癌早期诊断相关的血浆代谢小分子标志物及其应用，包含以下标志物的一种或几种：丙酸、天冬氨酸、呋喃葡萄糖苷、柠檬酸、阿洛糖、塔罗糖、吡喃半乳糖、丙酮酸、色氨酸、亮氨酰脯氨酸、甘油磷酰胆碱、油酰肉碱、溶血磷脂酰胆碱（18:3）、溶血磷脂酰胆碱（18:2）、溶血磷脂酰胆碱（18:1）、溶血磷脂酰胆碱（22：6）、溶血磷脂酰乙醇胺（20：0）、溶血磷脂酰乙醇胺（18：2）、络氨酰缬氨酸。本发明提供的该组标志物，相比于传统蛋白生物标志物与疾病的结局关联性更强，不仅稳定、微创、易于检测，而且大大提高了相关疾病诊断的灵敏性和特异性，适合于肺癌早期的临床诊断与监测。此发明提供了多种小分子标志物，但是仍然需要微创取血进行检测。如果能够从呼吸气体中找到肺癌的生物标志物，将进一步减少取样对待检测者的损伤，有利于简化检测过程，提高检测效率。

发明内容

本发明目的在于提供一种呼气中的生物标志物及组合。

本发明的再一目的在于提供上述生物标志物及组合的用途。

考虑到肺癌及肺部感染和验炎症，呼吸气体中的肺癌相关标志物相较于其他组织的相关标志物更为丰富，所以本发明通过采集肺癌患者和健康志愿者的呼吸气体，采用质谱-色谱联合的方法分析比较各种分子成分，最终筛选得到一些肺癌特异性的生物标志物及其组合，即可应用于肺癌的早期诊断试剂研发和制备。

本发明目的通过以下方案实现：

本发明提供了一种用于肺癌的患病风险评估、诊断或病理分期的呼气中的生物标志物及组合，所述标志物选择以下组合中的一种或几种：生物标志物A、B、C、D；它们分别对应一种特征质谱图和保留时间。

生物标志物A，其质荷比为133.5±0.5 amu，保留时间为0.95±0.05 min；

生物标志物B，其质荷比为86.9±0.5 amu，保留时间为2.05±0.05 min；

生物标志物C，其质荷比为148.1±0.5 amu，保留时间为19.2±0.05 min；

生物标志物D，其质荷比为135.6±0.5 amu，保留时间为31.9±0.05 min。

优选地，所述生物标志物来源于人的呼气样本。

优选地，所述质荷比和保留时间由以离子阱为质量分析器的质谱仪测得。

优选地，生物标志物组合含有生物标志物A、B中的一种或两种。

优选地，生物标志物组合还含有生物标志物C、D中的一种或两种。

本发明提供了所述的生物标志物组合在制备肺癌诊断试剂盒中的用途。

通过检测被试者呼出气体中所述生物标志物的种类及含量，比对受试者的呼气样本的色谱和标志物质谱图数据，可以应用于肺癌早期诊断的辅助判断。生物标志物的丰度或者响应值阈值为3×10⁴。

优选地，当呼出气体中检测到A、B的至少1种不低于3×10⁴，且存在C不存在D时，确认被试者未患有肺癌；当在呼出气体中检测到A、B的至少1种，且C、D含量不小于3×10⁴时，确认被试者已患有肺癌。

优选地，所述的肺癌诊断试剂盒是肺癌的患病风险评估、诊断或病理分期的试剂盒。

相应的，本发明提供了一种肺癌诊断试剂盒，所述的肺癌诊断试剂盒含有上述的生物标志物组合或者生物标志物组合的检测试剂。

优选地，还包括专用呼气袋。专用呼气袋是专门用于收集人体呼出气体的袋子，通常要求内部无菌。

本发明的肺癌诊断试剂盒可以用于肺癌的早期、无创伤诊断：收集呼气数据，使用所述的肺癌诊断试剂盒检测来源于人的呼气样本中是否含有所述的生物标志物组合。

优选地，测定受试者的呼气样本是否含有所述的生物标志组合物或者各生物标志物的含量，采用液相色谱与质谱联用的方法。通过检测被试者呼出气体中所述生物标志物的种类及含量，可以应用于肺癌早期诊断；当呼出气体中检测到A、B的至少1种（响应值阈值为3×10⁴），且存在C不存在D时，确认被试者未患有肺癌；当在呼出气体中检测到A、B的至少1种，且C、D均存在（响应值阈值为3×10⁴）时，确认被试者已患有肺癌。

所述试剂用盒于肺癌的患病风险评估、诊断或病理分期。

所述的生物标志物及组合，其中，所述诊断为早期诊断。

优选地，呼气数据收集步骤包括：

1）样本的采集：采集健康志愿者及肺癌患者的呼吸气体，气体储存在收集人体呼出气体的专用呼气袋中；

2）将呼气袋通过导管连入气相色谱-质谱联用仪中，进行气体生物标志物的检测；

3）收集健康志愿者及肺癌患者呼吸气体的色谱和标志物质谱图数据；

4）确定呼气样本中是否含有优选地，所述的生物标志物组合；或者，确定呼气样本中优选地，所述的生物标志物组合的含量。

在本发明的一个优选例中，使用的是QITVenture便携式气相色谱-质谱联用仪。

本发明的原理在于：肺癌患者的肺部组织会产生一些具有特异性的化合物，此类化合物会通过肺泡经由呼气排出，因此，通过对比这类在呼气中的肺癌标志物可以直接进行肺癌的诊断试剂制备，有利于对患者进行及时准确的临床治疗。

与现有技术相比，本发明具有如下优势：

1.呼气中的生物标志物采集分析过程方便快捷，易于在医院等地点快速应用。

2.色谱和质谱联用，通过保留时间、质谱特征准确定位不同肺癌呼气相关标志物，最终筛选出可以用于肺癌诊断的四种生物标志物。

3.通过上述生物标志物可以应用于肺癌早期快速诊断，也可以用于肺癌诊断试剂的制备，前景广阔。

附图说明

为了更加清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是健康志愿者和肺癌患者呼气色谱图对比；

对比肺癌患者和健康者的呼气色谱图可知，肺癌患者呼气标志物不同于健康者，具有一定的特异性；

图2是筛选出的四种生物标志物的特征质谱图；

色谱质谱联用，通过保留时间，质谱特征准确定位不同的生物标志物，最终筛选出可以区别肺癌和健康者的四种生物标志物ABCD，它们具有特征的保留时间和荷质比。

具体实施方式

本发明公开了一种肺癌患者特异性生物标志组合物及其用途，所述标志物为以下组合的多种或全部的组合物：生物标志物A、B、C、D；它们分别对应一种特征质谱图和色谱保留时间。通过检测被试者呼吸气体中所述生物标志物的类型以及相对含量，筛选出了存在于呼气中的四种生物标志物，且通过五种标志物的组合应用可以制备肺癌早期诊断的试剂。本发明筛选出了多种存在于呼气中的肺癌相关生物标志物及其组合，可以广泛应用于肺癌试剂研发领域，具有良好的应用前景。

结合以下优选实施例和说明书的附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的保护内容不局限于以下实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。实施本发明的过程、条件、试剂、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制的内容。

实施例1

GC-MS气相色谱和质谱联用仪分析：将萃取头于GC-MS进样口、高温280℃、瞬间解吸附1分钟、无分流方式进样，2分钟后打开分流阀，色谱分离用CD-1MS色谱柱1 .4微米×60米×0 .25毫米。升温程序：起始温度35℃，保留时间10分钟，8℃／分升温至200℃，15℃/分升温至220℃，保持12分钟。质谱仪全范围扫描42-400amu，电子轰击能量70eV，四级杆质谱离子源温度200℃，载气是高纯氦气，流速44 .2厘米／秒。被检出物质用质谱自带NIST08图库进行初步定性，相似度90％以上的物质使用相对峰面积定量。

实施例2

呼气样本数据的采集：

1）通过呼气的方式采集健康志愿者及肺癌患者的呼吸气体，气体储存在专用呼气袋中；

2）将呼气袋通过导管连入QITVenture便携式气相色谱-质谱联用仪中，进行气体标志物的检测；

3）收集健康志愿者及肺癌患者呼吸气体的色谱和标志物质谱图数据，参见图1和图2。

呼其样本数据分析：

色谱特征分析，通过判断色谱图中呼气中的不同保留时间对应的标志物种类及其浓度来进行肺癌的快速筛查与检测。

对不同保留时间出峰的标志物进行质谱分析，双重定位特征标志物类型。色谱质谱联用，通过保留时间，质谱特征准确定位不同的生物标志物，最终筛选出可以区别肺癌和健康者的四种生物标志物ABCD，它们具有特征的保留时间和荷质比，参见图2。

上述筛选的四种生物标志物可以用于研发和制备肺癌早期预测与诊断的试剂：当呼出气体中检测到A、B的至少1种（响应值阈值为3×10⁴），且存在C、不存在D时，确认被试者未患有肺癌；当在呼出气体中检测到A、B的至少1种，且C、D均存在（响应值阈值为3×10⁴）时，确认被试者已患有肺癌。

本实施例中对20例用于测试的呼气数据进行了分析预测，结果显示有8例健康者气体样本，12例为肺癌患者气体样本，和实际的病理切片诊断情况（9例健康，11例肺癌）较为符合，预测准确率高达90%。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本申请公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种生物标志物组合，其特征在于，所述生物标志物组合含有以下一种或几种生物标志物：生物标志物A、B、C、D，它们分别对应一种特征质谱图和保留时间：

生物标志物A，其质荷比为133.5±0.5 amu，保留时间为0.95±0.05 min；

生物标志物B，其质荷比为86.9±0.5 amu，保留时间为2.05±0.05 min；

生物标志物C，其质荷比为148.1±0.5 amu，保留时间为19.2±0.05 min；

生物标志物D，其质荷比为135.6±0.5 amu，保留时间为31.9±0.05 min。

2.根据权利要求1所述的生物标志物组合，其特征在于，所述质荷比和保留时间由以离子阱为质量分析器的质谱仪测得；或者，所述生物标志物来源于人的呼气样本。

3.根据权利要求1所述的生物标志物组合，其特征在于，所述生物标志物含有:

生物标志物A和生物标志物B中的至少一种；或者

生物标志物C和生物标志物D中的至少一种。

4.根据权利要求1-3任一所述的生物标志物组合的用途，其特征在于，所述的生物标志物组合在制备肺癌诊断试剂盒中的用途；

通过检测被试者呼出气体中所述生物标志物的种类及含量，可以应用于肺癌早期诊断：

当呼出气体中检测到A、B的至少1种不低于3×10⁴，且存在C不存在D时，确认被试者未患有肺癌；

当在呼出气体中检测到A、B的至少1种，且C、D含量不小于3×10⁴时，确认被试者已患有肺癌。

5.根据权利要求4所述的用途，其特征在于，所述的肺癌诊断试剂盒是肺癌的患病风险评估、诊断或病理分期的试剂盒。

6.一种肺癌诊断试剂盒，其特征在于，所述的肺癌诊断试剂盒含有权利要求1-3任一所述的生物标志物组合或者生物标志物组合的检测试剂。

7.根据权利要求6所述的肺癌诊断试剂盒，其特征在于，还包括收集人体呼出气体的专用呼气袋。

8.权利要求6所述的肺癌诊断试剂盒的应用，其特征在于，收集呼气数据，使用所述的肺癌诊断试剂盒检测来源于人的呼气样本中是否含有权利要求1-3任一所述的生物标志物组合；或者，所述的诊断为早期诊断。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，测定受试者的呼气样本是否含有权利要求1至3中任一权利要求所述的生物标志组合物或者各生物标志物的含量，采用液相色谱与质谱联用的方法，比对受试者的呼气样本的色谱和标志物质谱图数据，判断是否存在权利要求1-3任一所述的生物标志物组合，或者确定权利要求1-3任一所述的生物标志物组合的含量。

10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，呼气数据收集步骤包括：

1）样本的采集：采集健康志愿者及肺癌患者的呼吸气体，气体储存在收集人体呼出气体的专用呼气袋中；

2）将呼气袋通过导管连入气相色谱-质谱联用仪中，进行气体生物标志物的检测；

3）收集健康志愿者及肺癌患者呼吸气体的色谱和标志物质谱图数据；

4）确定呼气样本中是否含有权利要求1-3任一所述的生物标志物组合；或者，确定呼气样本中权利要求1-3任一所述的生物标志物组合的含量。