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原文传递一种基于代谢组学的喉癌血清判别模型的构建方法

专利名称：	一种基于代谢组学的喉癌血清判别模型的构建方法
摘要：	本发明公开了一种基于代谢组学的喉癌血清判别模型的构建方法，该模型的构建方法包括：收集喉癌患者以及没有患喉癌或者类似疾病人群的血清样本，进行样本的制备，对样本进行液质联用检测，得到原始代谢指纹图谱，将原始谱图转化为包括保留时间、质荷比以及响应值的三维矩阵，对三维矩阵数据进行归一化以及标准化处理后依次进行主成分分析以及正交信号下的偏最小二乘判别分析，差异代谢物的筛选与指认，去掉无关变量后再次进行判别模型的建立，通过筛选后的变量建立的模型对喉癌的判别灵敏度及特异性提高。本发明可用于喉癌潜在人群的快速批量筛查，提高喉癌发生早期筛查效率，降低患者痛苦。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山西;14
申请人：	山西医科大学第一医院
发明人：	高伟;牛敏;张宇良;胡汪来;吴勇延;崔佳佳;王斌全;温树信;张春明;刘红亮;郑希望;薛绪亭
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-30T00:00:00+0800
发布日期：	2019-04-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910093154.2
公开号：	CN109668984A
代理机构：	太原申立德知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	张向莹
分类号：	G01N30/02(2006.01);G;G01;G01N;G01N30
申请人地址：	030001 山西省太原市解放南路85号
主权项：	1.一种基于代谢组学的喉癌血清判别模型的构建方法，其特征在于：包括以下步骤： (1)样本的收集：收集喉癌患者血清样本，将收集的患者血清样本随机分为探索集和验证集两组，并收集没有患喉癌或者类似疾病人群的血清作为对照样本；所有样本各取10μL混合作为质量控制样本； (2)样本的制备：用移液器吸取100μL待测样本，加入4倍体积的蛋白沉淀溶剂进行提取，涡旋30s以沉淀蛋白；然后于高速离心机中离心；移取上清液在离心浓缩仪中悬干；悬干的样本用100μL体积比为80％的蛋白沉淀溶剂-水溶液进行复溶，于高速离心机中离心，将上清液转移至液质联用进样瓶中进样； (3)样本的检测：对样本进行液质联用检测，每隔几个样本插入一针质量控制样本，得到原始代谢指纹图谱； (4)数据矩阵的建立：将原始代谢谱图进行预处理并转化为包括保留时间、质荷比m/z以及响应值在内的三维数据矩阵，并进行归一化以及标准化处理； (5)一次建模：将步骤(4)中预处理的数据进行PCA主成分分析以及偏最小二乘判别分析，对PCA主成分分析拟合出的多个主成分，选取其中的第一主成分和第二主成分用于建模，对偏最小二乘判别分析得到的偏最小二乘模型进行七次交互循环验证； (6)差异代谢物的筛选与鉴定：根据探索集所有变量一次建模的结果，通过多变量分类模型S-Plot与T检验进行差异代谢物变量的筛选，确定变量重要性因子VIP值以及用来判定假设检验结果的统计量P值；利用本地数据库以及公用数据库HMDB、METLIN以及Massbank进行差异代谢物的指认； (7)二次建模：将步骤(6)中鉴定得到的差异代谢物的保留时间，质荷比m/z值以及响应值的三维矩阵数据导入多元统计分析软件SIMCA-P中进行OPLS-DA正交偏最小二乘判别分析的模型建立，找到伴随模型贡献较大的代谢物变量，并通过这些代谢物变量的联合使用建立判别模型； (8)用验证集的样本数据对建立的判别模型进行验证。 2.根据权利要求1所述的一种基于代谢组学的喉癌血清判别模型的构建方法，其特征在于：在步骤(1)样本的收集中，所述收集患者血清样本是指收集声门上型、声门下型、声门型以及跨声门型喉癌患者血清样本。 3.根据权利要求1所述的一种基于代谢组学的喉癌血清判别模型的构建方法，其特征在于：在步骤(2)样本的制备过程中，加入的蛋白沉淀溶剂为乙腈。 4.根据权利要求1所述的一种基于代谢组学的喉癌血清判别模型的构建方法，其特征在于：在步骤(2)样本的制备过程中，样本于高速离心机中离心的具体参数为：温度为4℃，离心机转速为13000rpm，离心时间为15分钟。 5.根据权利要求1所述的一种基于代谢组学的喉癌血清判别模型的构建方法，其特征在于：在步骤(3)样本的检测中，每隔几个样本插入一针质量控制样本，具体为每隔10个样本插入一针质量控制样本。 6.根据权利要求1所述的一种基于代谢组学的喉癌血清判别模型的构建方法，其特征在于：在步骤(3)样本的检测中，液质联用检测的液相条件和质谱条件分别为：质谱条件：采用HESI离子化方式，喷雾电压：正极为3.5KV，负极为2.5KV；毛细管温度320℃；加热器温度300℃；鞘气流速：35arb，辅助气流速：10arb；扫描模式为Full Scan/dd-MS2，采集范围：质荷比m/z为100-1500，正负离子切换采集模式；分辨率采用MS Full Scan35000FWHM，MS/MS17500FWHM，NCE为12.5eV，25eV和37.5eV；液相条件：相色谱所用色谱柱为Waters HSS T3柱，规格为2.1×100mm,1.8μm，进样量为3μL，流动相A为0.1％的甲酸水；流动相B为0.1％的甲酸乙腈，梯度洗脱：0-2min为2％B；2-13min为2％-35％B；13-28min为35％-98％B；28min-30min为98％B；30min-30.5min为98％-2％B；30.5-33min，2％B。 7.根据权利要求1所述的一种基于代谢组学的喉癌血清判别模型的构建方法，其特征在于：在步骤(4)数据矩阵的建立中，对原始谱图进行预处理是指用Compound Discover2.0对原始谱图进行背景扣除、基线校正，峰识别以及总峰面积归一化处理，得到包含保留时间、质荷比m/z值以及峰响应值在内的三维数据矩阵，用于后期统计分析。 8.根据权利要求1所述的一种基于代谢组学的喉癌血清判别模型的构建方法，其特征在于：在步骤(5)的一次建模中，偏最小二乘判别分析模型中，可预测值R2须大于0.5。
所属类别：	发明专利