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原文传递一种基于血清中脂溶性代谢物因子的肠道健康状态诊断模型的建立方法及其应用

专利名称：	一种基于血清中脂溶性代谢物因子的肠道健康状态诊断模型的建立方法及其应用
摘要：	本发明涉及一种基于血清中脂溶性代谢物因子的肠道健康状态诊断模型的建立方法及其应用，其中诊断模型采用前馈反向传播神经网络算法来建立模型，确定出联合因子，并提供了构建肠道健康状态诊断模型中脂溶性代谢物因子的筛选方法，包括建立同时检测人血清中110种脂溶性代谢物含量的液相‑串联质谱联用检测方法，即筛选出峰形较好的110种脂溶性代谢物，然后进行血清靶向脂溶性代谢物代谢组学研究确定出最优的差异脂溶性代谢物作为脂溶性代谢物因子。本发明构建的肠道健康状态诊断模型为肠道健康的临床诊断提供了一种有效可靠便捷的方法，具有良好的肠道健康辅助诊断价值。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中精普康(北京)医药科技有限公司
发明人：	戴旭东;林凯
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-27T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-25T00:00:00+0800
申请号：	CN201910794032.6
公开号：	CN110376315A
代理机构：	北京金宏来专利代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	许振强
分类号：	G01N30/02(2006.01);G;G01;G01N;G01N30
申请人地址：	100085 北京市海淀区开拓路5号4层A402
主权项：	1.一种血清中脂溶性代谢物因子在构建肠道健康状态诊断模型中的应用，其特征在于：该诊断模型采用前馈反向传播神经网络算法来建立模型，通过对由脂溶性代谢物因子构成的10个单元个数和最大300个训练周期遍历执行后，从而选取最优的隐藏层单元个数和训练周期，建立诊断模型，确定出联合因子：联合因子＝h1×7.96+h2×(-15.17)+ε2×2.42 h1＝i1×2.37+i2×1.79+i3×(-2.57)+i4×(-3.12)+i5×3.83+i6×(-1.67)+i7×(-0.9)+i8×2.61+i9×(-3.82)+i10×(-5.94)+ε1×4.06 h2＝i1×(-6.36)+i2×(-1.35)+i3×(-4.34)+i4×7.39+i5×(-0.5)+i6×5.27+i7×0.78+i8×4.63+i9×0.87+i10×(-0.31)+ε1×(-0.24) 其中，i1、i2、i3、i4、i5、i6、i7、i8、i9、i10分别代表10个脂溶性代谢物因子的峰度与内标峰度的比值，ε1和ε2代表2个隐藏层单元，它们的取值是模型从线性到非线性的渐进转变进程中，由模型自动迭代拟合计算出最优值。 2.根据权利要求1所述的一种血清中脂溶性代谢物因子在构建肠道健康状态诊断模型中的应用，其特征在于：所述联合因子截断值为0.396。 3.根据权利要求1所述的一种血清中脂溶性代谢物因子在构建肠道健康状态诊断模型中的应用，其特征在于：10个所述脂溶性代谢物因子包括"Acetylcarnitine DL"，"RFA446"，"alanine"，"Orn"，"RFA447"，"coenzymeA_neg"，"choline"，"RFA449"，"uridine"，"lysine"。 4.一种权利要求1所述的肠道健康状态诊断模型，其特征在于：该模型用于评估肠道的健康状态、肠道的肿瘤风险、肠道的癌前病变、指导肠道健康干预手段的选择，或者观测肠道健康干预后的效果。 5.一种构建肠道健康状态诊断模型中脂溶性代谢物因子的筛选方法，其特征在于：包括如下步骤： (1)建立同时检测人血清中110种脂溶性代谢物含量的液相-串联质谱联用检测方法：对血清样本中的200余种脂溶性代谢物进行靶向定量分析，建立血清中小分子化合物的液相-串联质谱联用定量筛选方法，筛选出峰形较好的110种脂溶性代谢物，并对其在血清中的含量进行相对定量检测，其检测结果以峰面积的形式呈现； (2)进行血清靶向脂溶性代谢物代谢组学研究：使用R语言软件进行多维数据处理，采用ANOVA分析各组血清中脂溶性代谢物含量的差异，以p<0.01为具有统计学意义，并采用人工智能的模式识别技术对不同组的数据计算之间比例关系，选取差异大的特征项，最后用随机森林模型和模式识别技术进一步优选出10个差异脂溶性代谢物，作为构建肠道健康状态诊断模型的脂溶性代谢物因子。 6.根据权利要求5所述的一种构建肠道健康状态诊断模型中脂溶性代谢物因子的筛选方法，其特征在于：步骤(2)中多维数据分析及差异性变量分析的过程具体如下：首先对血清脂溶性代谢物的血清样本数据随机1000次，每次抽样50％的样本数据，通过ANOVA模型中的变量显著差异性分析找到P值小于0.01的脂溶性代谢物后，对P值小于0.01的其余的脂溶性代谢物，分别计算非健康人群和健康人群的血清中各脂溶性代谢物含量的均值比率，其中比率绝对值大于1.2的差异脂溶性代谢物作为初选的特征变量，初选出88个特征变量；对初选的88个特征变量进行进一步优化，首先对血清脂溶性代谢物血清样本数据进行抽样，每次抽样50％的样本数据进行递归特征删减法和带有多重交叉验证的随机森林模型获得最佳特征变量组合，共随机抽样1000次后得到了1000个带有重要度的特征变量的组合，随后按照重要度从1到20选取对应每个重要度中出现变量频次大于50次的变量；最终选出共10个变量作为优选变量，即10个脂溶性代谢物因子。 7.根据权利要求5或6所述的一种构建肠道健康状态诊断模型中脂溶性代谢物因子的筛选方法，其特征在于：所述血清样本由61例非健康人群和80例健康人群的血清样本组成。 8.根据权利要求7所述的一种构建肠道健康状态诊断模型中脂溶性代谢物因子的筛选方法，其特征在于：步骤(1)中液相-串联质谱联用检测方法包括以下步骤：首先利用液相系统将110种血清中脂溶性代谢物色谱分离，其次利用串联质谱系统以MRM半定量法建立110种血清中脂溶性代谢物与标准内标的比例关系；再通过梯度稀释方法，确定110种血清中脂溶性代谢物与标准内标的比例关系的线性范围和线性关系。 9.根据权利要求8所述的一种构建肠道健康状态诊断模型中脂溶性代谢物因子的筛选方法，其特征在于：液相-串联质谱联用检测系统的设置条件为：液相采用AB SCIEX ExionLC超高效液相色谱仪系统：色谱柱为PhenomenexGemini NX-C18(3μm，50*2mm)，柱温为40℃；流动相A相为含体积分数为5％的乙腈及20mM氢氧化铵，20mM乙酸铵的水溶液，流动相B相为乙腈，流速为0.35mL/min，洗脱时间23min，洗脱梯度为16min，2％B；17min，85％B；23min，85％B，自动进样器进样盘温度为4℃，进样体积为10μL，进样针吸取速度为5μl/s；串联质谱采用AB SCIEX QTRAP 6500三重四极杆复合线性离子阱质谱系统：离子化模式为电喷雾电离正离子模式(ESI+)和电喷雾电离负离子模式(ESI-)，监测模式为多反应监测(MRM)；在正离子模式下，气帘气为25psi，碰撞气设置为High，离子化电压为5500V，温度475℃，喷雾气为33psi，辅助加热气为33psi；在负离子模式下，气帘气为25psi，碰撞气设置为High，离子化电压为-4500V，温度475℃，喷雾气为33psi，辅助加热气为33psi。 10.根据权利要求8所述的一种构建肠道健康状态诊断模型中脂溶性代谢物因子的筛选方法，其特征在于：待检测样品前处理过程如下： S1称取10.8mg胆酸，溶于1080μL甲醇中，震荡混匀，制成浓度为10mg/ml的胆酸内标储备溶液；将300ml甲醇中加入120μL胆酸内标储备液，作为沉淀溶液备用； S2血清4℃放置解冻，震荡，取15μL于EP管中，加入1mL沉淀溶液，震荡10min，15000g 10℃离心15min，取上清液100μL，浓缩后储存于-80℃冰箱中，上机前将样品从-80℃冰箱中取出，100μL水重溶，涡旋混匀，15000g 10℃离心10min，取上清液置于样品瓶中，等待检测。
所属类别：	发明专利