一种构建肠道-胰岛调控轴相关功能评估模型的方法与应用的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种构建肠道-胰岛调控轴相关功能评估模型的方法，通过在不同阶段给受试者服用不同口服降糖药或空白对照后，再对每个阶段受试者进行静脉-口服双重高糖钳夹试验，最后将各个阶段下通过双重高糖钳夹试验获取的血清胰岛素值、C肽值、血浆胰高血糖素值以及活性胰高血糖素样多肽-1(GLP-1)值绘制曲线下面积，并将一一对应的曲线下面积运用Metlab进行3D曲面拟合，获得相关肠-胰轴功能评估模型。本发明能够精确评估并比较静脉及口服糖刺激状态下的胰岛素两相分泌模式，此外，还能将肠道激素效应与胰岛素和胰高血糖素分泌进行定量关联，从而得到精确的肠-胰轴作用模式评估体系。
【专利说明】一种构建肠道-胰岛调控轴相关功能评估模型的方法与应用
【技术领域】
[0001]本发明属于模型构建领域，尤其涉及一种构建肠道-胰岛调控轴相关功能评估模型的方法与应用。
【背景技术】
[0002]有研究者指出，在相同血糖浓度情况下，口服葡萄糖刺激的胰岛素分泌明显超过静脉葡萄糖所引起的胰岛素分泌，进而提出这些肠促胰素可能与餐后胰岛素分泌调节相关，并将此现象称为“肠促胰素效应”。其主要是指由肠道细胞分泌的肽类包括胰高血糖素样多肽-1 (GLP-1)和促胰岛素多肽(GIP)以葡萄糖依赖的形式释放入循环，通过激活β细胞表面的G蛋白偶联受体，增加环腺苷酸(cAMP)释放，从而以葡萄糖依赖的形式增加胰岛素分泌，抑制胰岛α细胞分泌胰高血糖素，同时延缓胃排空和抑制食欲和小肠吸收，最终实现血糖稳态。基于GLP-1可通过促进胰岛素分泌和合成、抑制胰高血糖素分泌而发挥降糖作用，及2型糖尿病患者GLP-1分泌减少的现象，提示其可作为2型糖尿病诊断及药物治疗疗效评估的新方法。
[0003]胰岛β细胞的功能是指各种刺激物质对β细胞的刺激所引起的胰岛素释放及分泌的反应，包括时相，分泌持续时间，峰值，以及分泌其他多肽的能力。
[0004]目前用于检测胰岛β细胞功能的方法主要有:
[0005](I)葡萄糖刺激试验，包括口服糖耐量试验(OGTT)，静脉糖耐量试验(IVGTT)，高糖钳夹技术等。
[0006](2)非糖物质刺激试验如精氨酸，胰高糖素，甲苯磺丁脲刺激的胰岛素分泌检测。
[0007](3) β细胞分泌其他降糖物质的能力如胰岛素原，C肽，胰淀粉样多肽等。
[0008]国内外研究显示，其中高葡萄糖钳夹试验是目前测定β细胞功能敏感性最高的试验，被视为金标准。其他相关试验的敏感性由高到低依次为IVGTT、0GTT、精氨酸试验、胰高血糖素试验。
[0009]高糖钳夹试验是由Rubin Andres首创，并由DeFronzo进行改进继而用于人类胰岛β细胞功能评估。其原理是通过持续输注外源性葡萄糖从而形成葡萄糖与胰岛素的反馈环路，目的是将血糖控制在持续的高糖平台，以便于观察β细胞对葡萄糖的反应性及组织对胰岛素的敏感性，从而评估胰岛β细胞功能。
[0010]由于在持续的高糖刺激下，经典的胰岛素分泌呈两相分泌峰。第一相一般多发生在接受刺激的前十分钟内，储存在胰岛β细胞颗粒中胰岛素被迅速释放进入循环，血中胰岛素浓度快速升高。正常人一般在4-6分钟时达到峰值，而后逐渐减弱，以促进组织细胞对于葡萄糖的摄取，达到降低血糖的目的。但是由于持续的外源性葡萄糖输注将血糖维持在较高水平，因此使β细胞继续合成和分泌胰岛素，促发了胰岛素的第二相分泌。在这一阶段，胰岛素浓度升高相对缓慢，基本与高糖持续时间保持一致。由于高糖钳夹技术将不同个体的血糖升高至统一水平，因此，可完整地观察胰岛素的两相分泌，从而精确地评价胰岛β细胞储备和分泌胰岛素的功能。
[0011]但是，单纯高糖钳夹技术仅能检测在静脉糖刺激下胰岛素的分泌模式，无法检测经口服糖刺激后的胰岛素分泌。而对于DPP-1V抑制剂来说，主要是通过肠促胰素效应刺激胰岛素分泌，因此其促胰岛素分泌能力可能因此被低估。OGTT可评估糖负荷下的胰岛素分泌，但是由于其精确性较差，无法区分分泌时相。以往的文献中有尝试将OGTT和高糖钳夹技术结合起来，在高糖钳夹的过程中加入口服葡萄糖。但这类方法均有缺陷，即无法精确显示口服糖后的胰岛素两相分泌，无法与静脉糖刺激下的胰岛素分泌进行同时对比。
【发明内容】
[0012]本发明的目的在于提供一种构建肠-胰轴相关功能评估模型的方法，旨在解决现有检测技术无法精确显示口服糖刺激后的胰岛素两相分泌情况，进而无法与单纯静脉糖刺激下的胰岛素两相分泌进行对比，导致胰岛素分泌模式评估不准确不全面的问题。
[0013]本发明是这样实现的，一种构建肠道-胰岛调控轴相关功能评估模型的方法，包括以下步骤:
[0014](I)在不同阶段给受试者服用不同口服降糖药或空白对照；
[0015](2)在每个阶段给药或空白对照后进行静脉-口服双重高糖钳夹试验，所述静脉-口服双重高糖钳夹试验包括:对受试者静脉注射葡萄糖后进行第一次高糖钳夹试验；通过正葡萄糖钳夹试验，降低受试者血糖浓度后口服葡萄糖，再静脉注射葡萄糖后进行第二次高糖钳夹试验；其中,在每次高糖钳夹试验过程中获取不同时间点受试者的血糖、血清胰岛素值、C肽值、血浆胰高血糖素值以及活性GLP-1值；
[0016](3)比较各阶段药物作用下血清胰岛素值、C肽值、血浆胰高血糖素值以及活性GLP-1值的曲线下面积并将一一对应的曲线下面积运用Metlab进行3D曲面拟合，获得肠道-胰岛调控轴相关功能评估模型，用函数定义为:
[0017]公式I =AUC1應lin=813.94+9.98*AUCGlucagon，Ρ〈0.001 ；
[0018]公式2:AUCInsulin=479.59+23.076*AUCGlucagon, P<0.001 ；
[0019]其中，公式I为第一次高糖钳夹试验所得，公式2为第二次高糖钳夹试验所得，在公式I和公式2中，所述AUClnsulin为胰岛素的曲线下面积，所述AUCwivK的曲线下面积，所述AUCelueagm为胰高血糖素的曲线下面积。
[0020]优选地，所述在不同阶段给受试者服用不同口服降糖药或空白对照具体为:分第一至第四阶段为受试者给药，其中，各阶段所服用的药物种类及计量如下所示:
[0021]
【权利要求】
1.一种构建肠道-胰岛调控轴相关功能评估模型的方法，其特征在于包括以下步骤: (1)在不同阶段给受试者服用不同口服降糖药或空白对照； (2)在每个阶段给药或空白对照后进行静脉-口服双重高糖钳夹试验，所述静脉-口服双重高糖钳夹试验包括:对受试者静脉注射葡萄糖后进行第一次高糖钳夹试验；通过正葡萄糖钳夹试验，降低受试者血糖浓度后口服葡萄糖，再静脉注射葡萄糖后进行第二次高糖钳夹试验；其中,在每次高糖钳夹试验过程中获取不同时间点受试者的血糖、血清胰岛素值、C肽值、血浆胰高血糖素值以及活性GLP-1值； (3)比较各阶段药物作用下血清胰岛素值、C肽值、血浆胰高血糖素值以及活性GLP-1值的曲线下面积并将一一对应的曲线下面积运用Metlab进行3D曲面拟合，获得肠道_胰岛调控轴相关功能评估模型，用函数定义为:
公式 I:AUCInsulin=813.94+9.53.-^—^.98*AUCGlucagon，Ρ〈0.0Ol ； 公式 2:AUCInsulin=479.59+23.076*AUCGlucagon，Ρ〈0.001 ； 其中，公式I为第一次高糖钳夹试验所得，公式2为第二次高糖钳夹试验所得，在公式I和公式2中，所述AUClnsulin为胰岛素的曲线下面积，所述AUC—h的曲线下面积，所述AUCclucagon为胰高血糖素的曲线下面积。
2.如权利要求1所述的构建肠道-胰岛调控轴相关功能评估模型的方法，其特征在于，所述在不同阶段给受试者服用不同口服降糖药或空白对照具体为:分第一至第四阶段为受试者给药，其中，各阶段所服用的药物种类及计量如下所示:
3.如权利要求2所述的构建肠道-胰岛调控轴相关功能评估模型的方法，其特征在于，所述静脉-口服双重高糖钳夹试验包括以下具体步骤: A、第一次高糖钳夹试验，通过静脉输注葡萄糖使受试者血糖浓度迅速升高并维持在12mmol / L，并在不同时间点采血测定静脉血糖、血清胰岛素值、C肽分泌值、血浆胰高血糖素值以及活性GLP-1值； B、通过正葡萄糖钳夹原理，调节葡萄糖输注速率使受试者血糖浓度降低至试验前基础状态或6mmol / L以下时，给予健康受试者口服葡萄糖，调节静脉输注葡萄糖速率使受试者血糖稳定小于6mmol / L维持40分钟； C、第二次高糖钳夹试验，调节静脉输注葡萄糖的浓度以使受试者血糖浓度再次迅速升高并维持在12mmol / L，同时在不同时间点采血测定静脉血糖、血清胰岛素值、C肽分泌值、血浆胰高血糖素值以及活性GLP-1值。
4.如权利要求3所述的构建肠道-胰岛调控轴相关功能评估模型的方法，其特征在于，所述葡萄糖的静脉推注量(ml)、质量浓度)、受试者体重(kg)以及血糖浓度值(mmol /L)的关系定义为: 质量百分比浓度X静脉推注量=(目标血糖浓度值-当前血糖浓度值)X体重X 70 /20
5.如权利要求4所述的构建肠道-胰岛调控轴相关功能评估模型的方法，其特征在于，在步骤A中，所述通过静脉输注葡萄糖使受试者血糖浓度迅速升高并维持在12mmol /L具体为:在受试者空腹状态下，给予静脉推注质量浓度为50%葡萄糖刺激使受试者血糖浓度快速升至12mmol / L，调节静脉输注质量浓度为20%葡萄糖使受试者血糖浓度稳定在12mmo1 / L0
6.如权利要求5所述的构建肠道-胰岛调控轴相关功能评估模型的方法，其特征在于，在步骤A中，所述在不同时间点采血测定静脉血糖、血清胰岛素值、C肽分泌值、血浆胰高血糖素值以及活性GLP-1值具体为: 在最初10分钟，每隔2分钟采静脉血以测定静脉血糖、血清胰岛素及C肽，在10分钟之后至90分钟每隔5分钟测静脉血糖，每隔10分钟采静脉血测血清胰岛素值及C肽值；在所述受试者给药两小时前、第一段高糖钳夹试验O分钟、第10分钟以及第90分钟分别采静脉血测血浆胰高血糖素以及活性GLP-1值。
7.如权利要求4所述的构建肠道-胰岛调控轴相关功能评估模型的方法，其特征在于，在步骤C中，所述调节静脉输注葡萄糖的浓度以使受试者血糖浓度再次迅速升高并维持在12mmol / L具体为:给予静脉推注质量浓度为50%葡萄糖刺激使受试者血糖浓度快速升至12mmol / L，调节静脉输注质量浓度为20%葡萄糖使受试者血糖浓度稳定在12mmol / L。
8.如权利要求7所述的构建肠道-胰岛调控轴相关功能评估模型的方法，其特征在于，在步骤C中，所述同时在不同时间点采血测定静脉血糖、血清胰岛素值、C肽分泌值、血浆胰高血糖素值以及活性GLP-1值具体为: 在开始10分钟，每隔2分钟采静脉血以测定静脉血糖、血清胰岛素及C肽，在10分钟之后至90分钟每隔5分钟测静脉血糖，每隔10分钟采静脉血测血清胰岛素值及C肽值；在第二段高糖钳夹试验O分钟、第10分钟以及第90分钟分别采静脉血测血浆胰高血糖素以及活性GLP-1值，计算血糖稳定后O至90分钟的总胰高糖素和总活性GLP-1分泌值。
9.如权利要求1至8任一项所述肠道-胰岛调控轴相关功能评估模型在对糖代谢异常患者体内肠-胰轴缺陷程度进行评估方面的应用。
10.如权利要求1至8任一项 所述肠道-胰岛调控轴相关功能评估模型在对用于对不同口服降糖药物作用机制中肠道相关促胰岛素分泌作用占药物总作用的比例进行评估方面的应用。
【文档编号】G06F19/00GK103793594SQ201310737741
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】宁光, 王卫庆, 张翼飞, 池洁, 陈惠敏, 郑昇, 伍贻新 申请人:上海交通大学医学院附属瑞金医院