一种抑郁症标志物及其在抑郁症预后中的应用、评估装置的制作方法

本发明涉及生物，具体涉及一种抑郁症标志物及其在抑郁症预后中的应用、评估装置。

背景技术：

1、抑郁症是最常见的一种心理性疾病，以持续性心情低落、兴趣减退为典型特征的精神障碍，其具有较高的发病率，对患者的身心健康及社会生活均产生了极大的影响。和其他精神类疾病一样，抑郁症的病因极其复杂，涉及心理社会、遗传、表观遗传、神经内分泌和神经免疫等因素。目前抑郁症治疗方式以药物治疗为主，现有抗抑郁药物仅能有效改善部分患者的临床症状、生存质量，仍有部分患者临床症状改善效果不明显，预后差，且复发率较高。而目前抑郁症的疗效和预后评估几乎完全基于可观察到的行为和自我报告的感觉和想法，而不是基于它们潜在的因果机制，临床上缺乏有效的评估疗效和预测预后的生物指标。因此，明确影响抑郁症患者预后不良的危险因素，探索一种精准的方式去评估和判断其疗效和预后，将有利于提高抑郁症的临床疗效。研究抑郁症患者血清指标对该病的预后效果预测显得尤为重要。

2、代谢组学是将某一生物体和/或生物系统在一特定的生理时期内所有低分子量代谢产物同时进行定性和定量分析的一门学科。代谢组学可以检测到导致疾病发生过程中细微改变的内源性代谢物，分析差异代谢物的作用和参与的代谢通路，发现特异性代谢通路，从而发现抑郁症康复过程中的内在机制，从而对抑郁症预后提供帮助。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种能够用于抑郁症预后的标志物及其组合，该标志物基于代谢组学分析，能够客观、准确地对抑郁症进行预后，并且预后的特异性和灵敏度高。本发明的另一目的在于提供一种基于标志物的评估装置，能够对抑郁症预后效果进行评估。

2、为达到上述发明目的，采用如下技术方案。

3、以下标志物以及标志物比值能够用于抑郁症的预后，其中标志物比值指的是标志物质量百分比的比值：

4、标志物：十一烷-2,3-二酮(2,3-undecanedione)；吲哚-3-乙醛(indole-3-acetaldehyde)；溶血磷脂酰胆碱(lysopc)14:0；溶血磷脂酰乙醇胺(lysope)16:1；磷脂酰胆碱(pc)14:0；cyclo-(val-leu)；

5、标志物比值：十一烷-2,3-二酮/cyclo-(val-leu)；溶血磷脂酰胆碱14:0/吲哚-3-乙醛；溶血磷脂酰乙醇胺16:1/吲哚-3-乙醛；吲哚-3-乙醛/磷脂酰胆碱(14:0/0:0)；吲哚-3-乙醛/cyclo-(val-leu)；十一烷-2,3-二酮/溶血磷脂酰乙醇胺16:1；十一烷-2,3-二酮/溶血磷脂酰胆碱14:0。

6、一种评估抑郁症预后效果的评估装置，包括数据输入模块、数据分析模块和结果输出模块；

7、数据输入模块用于输入标志物水平的检测结果和/或标志物水平检测结果的比值，标志物水平为单个标志物的质量百分比；

8、标志物包括以下至少一种：

9、十一烷-2,3-二酮(2,3-undecanedione)；吲哚-3-乙醛(indole-3-acetaldehyde)；溶血磷脂酰胆碱(lysopc)14:0；溶血磷脂酰乙醇胺(lysope)16:1；磷脂酰胆碱(pc)14:0；cyclo-(val-leu)；

10、比值包括以下任一组：

11、十一烷-2,3-二酮/cyclo-(val-leu)；溶血磷脂酰胆碱14:0/吲哚-3-乙醛；溶血磷脂酰乙醇胺16:1/吲哚-3-乙醛；吲哚-3-乙醛/磷脂酰胆碱(14:0/0:0)；吲哚-3-乙醛/cyclo-(val-leu)；十一烷-2,3-二酮/溶血磷脂酰乙醇胺16:1；十一烷-2,3-二酮/溶血磷脂酰胆碱14:0。数据分析模块用于将输入模块的数据代入预先构建好的模型，计算预后指数；

12、其中，模型包括logistic回归分析模型和/或受试者工作特征曲线(roc)分析模型；

13、结果输出模块将数据分析模块中的logit(p)与roc分析模型的截断值(cutoff值)进行对比，输出大小对比结果。

14、其中，cyclo-(val-leu)为缬氨酸和亮氨酸组成的环状二肽，分子式为c11h20n2o2。

15、本发明预后评估装置通过数据输入模块、数据分析模块和结果输出模块对抑郁症相关标志物的检测结果进行分析，从而对抑郁症患者进行预后评估。本发明装置的预后采用了客观标准，能够快速准确地进行预后。以上标志物均可单独和/或组合用于抑郁症的预后，预后的准确度、特异性和灵敏度高。此外，标志物之间的比值也能够用于抑郁症的预后。

16、优选地，结果输出模块输出的对比结果进行判定，预后指数大于截断值即为预后良好，否则为预后差。

17、优选地，数据输入模块中输入至少一种标志物水平的检测结果时，logistic回归分析模型采用如下公式：

18、logistic回归分析模型采用如下公式：

19、logit(p)＝a+bi×vi+…+bi×vi；

20、其中，a和b为常数，a为-1.4～0.4；

21、i＝1,2，…，6，同一公式中i取不同值，bi为-2～2；

22、b1～bi分别分别依次对应标志物十一烷-2,3-二酮，吲哚-3-乙醛，溶血磷脂酰胆碱14:0，溶血磷脂酰乙醇胺16:1，磷脂酰胆碱14:0，cyclo-(val-leu)的参数；

23、v1～vi分别依次对应标志物十一烷-2,3-二酮，吲哚-3-乙醛，溶血磷脂酰胆碱14:0，溶血磷脂酰乙醇胺16:1，磷脂酰胆碱14:0，cyclo-(val-leu)的检测结果；

24、logit(p)代表预后指数；

25、结果输出模块的截断值为0～1。

26、上述标志物通过对抑郁症患者的血清进行代谢组学分析得到。代谢组学分析能够准确地对患者血清中的代谢物进行定性定量，通过分析血清代谢物对患者进行预后评估。

27、标志物lysope16:1、lysopc14:0、cyclo-(val-leu)、pc 14:0在经过治疗的患者体内含量升高，2,3-undecanedione、indole-3-acetaldehyde在经过治疗的患者体内含量降低。

28、标志物lysope16:1、lysopc14:0、cyclo-(val-leu)、pc 14:0在经过治疗的患者血清内含量升高，2,3-undecanedione、indole-3-acetaldehyde在经过治疗的患者血清内含量降低。

29、通过检测抑郁症患者血清内上述的标志物的含量，即可进行准确预后。上述标志物为抑郁症预后提供了客观标准。

30、更优选地，数据输入模块输入十一烷-2,3-二酮的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.614±0.001；

31、数据输入模块输入吲哚-3-乙醛的检测结果时，截断值为0.541±0.001；

32、数据输入模块输入溶血磷脂酰胆碱14:0的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.518±0.001；

33、数据输入模块输入溶血磷脂酰乙醇胺16:1的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.582±0.001；

34、数据输入模块输入磷脂酰胆碱14:0的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.377±0.001；

35、数据输入模块输入cyclo-(val-leu)的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.427±0.001；

36、数据输入模块输入吲哚-3-乙醛，十一烷-2,3-二酮的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.477±0.001；和/或

37、数据输入模块输入吲哚-3-乙醛，cyclo-(val-leu)的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.595±0.001；和/或

38、数据输入模块输入吲哚-3-乙醛，溶血磷脂酰胆碱14:0的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.590±0.001；和/或

39、数据输入模块输入吲哚-3-乙醛，溶血磷脂酰乙醇胺16:1的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.561±0.001；和/或

40、数据输入模块输入十一烷-2,3-二酮，cyclo-(val-leu)的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.435±0.001；和/或

41、数据输入模块输入十一烷-2,3-二酮，溶血磷脂酰胆碱14:0的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.392±0.001；和/或

42、数据输入模块输入十一烷-2,3-二酮，溶血磷脂酰乙醇胺16:1的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.609±0.001；和/或

43、数据输入模块输入cyclo-(val-leu)，溶血磷脂酰胆碱14:0的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.483±0.001；和/或

44、数据输入模块输入cyclo-(val-leu)，溶血磷脂酰乙醇胺16:1的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.556±0.001；和/或

45、数据输入模块输入溶血磷脂酰胆碱14:0，溶血磷脂酰乙醇胺16:1的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.563±0.001；和/或

46、数据输入模块输入吲哚-3-乙醛，十一烷-2,3-二酮，cyclo-(val-leu)的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.676±0.001；和/或

47、数据输入模块输入吲哚-3-乙醛，十一烷-2,3-二酮，溶血磷脂酰胆碱14:0的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.573；和/或

48、数据输入模块输入吲哚-3-乙醛，十一烷-2,3-二酮，溶血磷脂酰乙醇胺16:1的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.435±0.001；和/或

49、数据输入模块输入吲哚-3-乙醛，cyclo-(val-leu)，溶血磷脂酰胆碱14:0的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.511±0.001；和/或

50、数据输入模块输入吲哚-3-乙醛，cyclo-(val-leu)，溶血磷脂酰乙醇胺16:1的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.508±0.001；和/或

51、数据输入模块输入吲哚-3-乙醛，溶血磷脂酰胆碱14:0，溶血磷脂酰乙醇胺16:1的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.467±0.001；和/或

52、数据输入模块输入十一烷-2,3-二酮，cyclo-(val-leu)，溶血磷脂酰胆碱14:0的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.439±0.001；和/或

53、数据输入模块输入十一烷-2,3-二酮，cyclo-(val-leu)，溶血磷脂酰乙醇胺16:1的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.538±0.001；和/或

54、数据输入模块输入十一烷-2,3-二酮，溶血磷脂酰胆碱14:0，溶血磷脂酰乙醇胺16:1的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.515±0.001；和/或

55、数据输入模块输入cyclo-(val-leu)，溶血磷脂酰胆碱14:0，溶血磷脂酰乙醇胺16:1的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.528±0.001；和/或

56、数据输入模块输入吲哚-3-乙醛，十一烷-2,3-二酮，cyclo-(val-leu)，溶血磷脂酰胆碱14:0的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.422±0.001；和/或

57、数据输入模块输入吲哚-3-乙醛，十一烷-2,3-二酮，cyclo-(val-leu)，溶血磷脂酰乙醇胺16:1的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.602±0.001；和/或

58、数据输入模块输入吲哚-3-乙醛，十一烷-2,3-二酮，溶血磷脂酰胆碱14:0，溶血磷脂酰乙醇胺16:1的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.344±0.001；和/或

59、数据输入模块输入吲哚-3-乙醛，cyclo-(val-leu)，溶血磷脂酰胆碱14:0，溶血磷脂酰乙醇胺16:1的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.443±0.001；和/或

60、数据输入模块输入溶血磷脂酰胆碱14:0，溶血磷脂酰乙醇胺16:1，cyclo-(val-leu)，十一烷-2,3-二酮的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.644；和/或

61、数据输入模块输入吲哚-3-乙醛，十一烷-2,3-二酮，cyclo-(val-leu)，溶血磷脂酰胆碱14:0，溶血磷脂酰乙醇胺16:1的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.572±0.001。

62、更优选地，数据输入模块输入indole-3-acetaldehyde、2,3-undecanedione、cyclo-(val-leu)、lpc14:0和lysope16:1的检测结果。输入该标志物组合进行抑郁症的预后，预后的准确度、特异性和灵敏度进一步提高，auc可达0.94以上，准确度可达0.88以上，特异性和灵敏度均超过0.9。

63、优选地，数据输入模块仅输入一种标志物水平的检测结果时，数据分析模块直接将数据输入模块输入的值作为预后指数；结果输出模块将预后指数与受试者工作特征曲线分析模型的截断值进行对比，输出大小对比结果；截断值为-0.3～0.2。

64、更优选地，预后指数高于截断值即为预后良好，否则为预后差。

65、更优选地，数据输入模块输入2,3-undecanedione的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.047±0.001；

66、数据输入模块输入indole-3-acetaldehyde的截断值为-0.087；

67、数据输入模块输入lysopc14:0的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.005±0.001；

68、数据输入模块输入lysope16:1的检测结果时，结果分析模块中的截断值为-0.161±0.001；

69、数据输入模块输入pc 14:0的检测结果时，结果分析模块中的截断值为-0.003±0.001；

70、数据输入模块输入cyclo-(val-leu)的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.107±0.001。

71、数据输入模块输入十一烷-2,3-二酮/cyclo-(val-leu)的检测结果时，结果分析模块中的截断值为-0.11±0.001；

72、数据输入模块输入溶血磷脂酰胆碱14:0/吲哚-3-乙醛的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.329±0.001；

73、数据输入模块输入溶血磷脂酰乙醇胺16:1/吲哚-3-乙醛的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.366±0.001；

74、数据输入模块输入吲哚-3-乙醛/磷脂酰胆碱14:0的检测结果时，结果分析模块中的截断值为-0.261±0.001；

75、数据输入模块输入吲哚-3-乙醛/cyclo-(val-leu)的检测结果时，结果分析模块中的截断值为-0.264±0.001；

76、数据输入模块输入十一烷-2,3-二酮/溶血磷脂酰乙醇胺16:1的检测结果时，结果分析模块中的截断值为0.172±0.001；

77、数据输入模块输入十一烷-2,3-二酮/溶血磷脂酰胆碱14:0的检测结果时，结果分析模块中的截断值为-0.194±0.001。

78、本发明还公开了上述评估装置的用途，包括以下至少一种：

79、在制备抑郁症预后和/或辅助抑郁症预后的产品中的用途；

80、在制备监控抑郁症发展和/或康复过程的产品中的用途。

81、本发明还公开了一种计算机可读介质，其特征在于，计算机可读介质上存储有计算机程序，计算机程序被执行时实现上述数据分析模块的功能。

82、本发明还公开了一种标志物在构建抑郁症预后模型中的用途，标志物包括以下至少一种：

83、2,3-undecanedione；indole-3-acetaldehyde；lysopc14:0；lysope16:1；pc 14:0；cyclo-(val-leu)。

84、优选地，用于构建预后模型的标志物包括indole-3-acetaldehyde、2,3-undecanedione、cyclo-(val-leu)、lpc14:0和lysope16:1。

85、优选地，用于构建预后模型的标志物包括以下至少一组标志物的比值：

86、2,3-undecanedione/cyclo-(val-leu)；lysopc14:0/indole-3-acetaldehyde；lysope16:1/indole-3-acetaldehyde；indole-3-acetaldehyde/pc 14:0；indole-3-acetaldehyde/cyclo-(val-leu)；2,3-undecanedione/lysope16:1；2,3-undecanedione/lysopc14:0。

87、优选地，评估装置还包括模型构建模块，模型构建模块用于构建模型，包括logistic回归分析模型和roc分析模型。

88、优选地，logistic回归分析模型的构建方法包括如下步骤：

89、将样本数据随机分为训练集和验证集；使用logistic的方法拟合训练集进行模型构建，采用交叉验证法调整模型参数。logistic回归分析模型采用如下公式：

90、logit(p)＝1.637*十一烷-2,3-二酮/溶血磷脂酰胆碱14:0+0.173

91、logit(p)＝2.121*十一烷-2,3-二酮/cyclo-(val-leu)+0.073

92、logit(p)＝-1.63*溶血磷脂酰胆碱14:0/吲哚-3-乙醛+0.248

93、logit(p)＝-1.581*溶血磷脂酰乙醇胺16:1/吲哚-3-乙醛+0.136

94、logit(p)＝-1.274*溶血磷脂酰乙醇胺16:1-0.044

95、logit(p)＝1.57*吲哚-3-乙醛/cyclo-(val-leu)+0.294

96、logit(p)＝1.57*十一烷-2,3-二酮/溶血磷脂酰乙醇胺16:1-0.103。

97、优选地，roc分析模型的构建方法包括如下步骤：

98、对样本数据进行分析：绘制roc曲线，计算曲线下面积，截断值，特异性和灵敏度。

99、使用上述方法构建的模型准确性高并且抗过拟合，适用于抑郁症的预后。

100、本发明还公开了一种抑郁症标志物的筛选方法，包括如下步骤：

101、收集分析样品，采用液相色谱质谱联用技术对每个分析样本进行分析，得到各样本的原始质谱数据；

102、使用代谢组学处理软件对原始质谱数据进行预处理，得到包含质荷比、保留时间和质谱峰强度/峰面积等代谢物信息的二维矩阵，用于下一步统计分析；

103、将得到的二维矩阵通过投影变量的重要性指标(variable importance in theprojection，vip)来预测各数据对模型的贡献度，选取vip＞1，同时采用t检验(t-test)，筛选p＜0.05的成分，作为初步的潜在生物标志物；

104、在得到的初步差异代谢物的基础上，结合初步差异代谢物的一级质谱信息、准分子离子信息、加合峰信息和同位素分布，计算差异代谢物的分子量和分子式，考察代谢物的二级质谱信息，与数据库上的比对确定其结构，部分代谢物进一步采用标准品进行确认；

105、对经确定的差异性代谢物进行受试者工作特征曲线(roc)分析，选取曲线下面积(auc)大于0.80的作为候选代谢标志物。对进一步对候选代谢标志物应用逻辑回归模型进行验证。

106、通过上述方法筛选出的标志物对于抑郁症的诊断具有较高的灵敏度和特异性，为抑郁症的诊断提供支持。

107、优选地，评估装置还包括模型验证模块；模型验证模块用于对模型构建模块构建的模型进行评估；评估包括以下至少一种：

108、准确性评估；过拟合检验。

109、更优选地，准确性评估基于线性支持向量机(linear svm)；过拟合检验基于留出法(hold-out)交叉验证。

110、本发明还公开了一种抑郁症预后试剂，试剂用于检测以下至少一种标志物：

111、2,3-undecanedione；indole-3-acetaldehyde；lysopc14:0；lysope16:1；pc 14:0；cyclo-(val-leu)。

112、优选地，上述试剂包括以下至少一种：

113、色谱柱；甲酸；乙腈；水；质谱校准溶液；标准品。

114、更优选地，标准品包括以下至少一种：

115、2,3-undecanedione标准品；indole-3-acetaldehyde标准品；lysopc14:0标准品；lysope16:1标准品；pc 14:0标准品；cyclo-(val-leu)标准品。

116、优选地，试剂的检测样本为患者血清。

117、本发明还公开了上述试剂的用途，包括以下至少一种：

118、在制备抑郁症预后诊断产品中的用途；

119、在制备抑郁症早期诊断产品中的用途；

120、在制备抑郁症康复过程监控产品中的用途；

121、在制备分析抑郁症相关代谢通路的产品中的用途。

122、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

123、本发明通过对患者血清进行代谢组学分析，对61种差异代谢物进行有效分析，确定了能够单独和/或组合用于抑郁症预后的标志物2,3-undecanedione、indole-3-acetaldehyde、lysopc14:0、lysope16:1、pc 14:0和cyclo-(val-leu)。此外，进一步分析验证了这些代谢物之间的比值与抑郁症预后的关系，发现这些代谢物之间的比值同样能够用于抑郁症的预后。本发明基于代谢组学筛选出的抑郁症预后标志物，构建了抑郁症预后评估装置，指导临床抑郁症的精准治疗，与现有的抑郁症预后诊断量表相比，本发明的预后评估装置有客观的检测指标，其准确性更高。