一组与慢阻肺频繁急性加重表型相关的标志物及其应用

本发明属于生物，涉及一组与慢阻肺频繁急性加重表型相关的标志物及其应用。

背景技术：

1、慢阻肺是一种常见的、渐进性呼吸道气流受阻的重大慢性疾病。根据患者每年急性加重的发作频率，慢阻肺患者可分为两种临床表型人群，即频繁急性加重和非频繁急性加重。频繁急性加重是慢阻肺的一种预后更差的独特表型，与非频繁急性加重患者相比，呼吸道病变更重，肺功能恶化更快，住院风险更高，患者因缺氧导致的其它严重并发症，使得生活质量更差和家庭经济负荷更大。这一亚型状态意味着存在许多复杂的潜在因素，可调节慢阻肺不同亚型的病理生理过程，正是这些因素可以决定患者对慢阻肺反复急性发作的易感性，并导致慢阻肺病变的严重程度和预后转归。

2、目前慢阻肺频繁急性加重表型依靠临床评估，根据患者对先前治疗事件的回忆来预测，不仅耗时而且标准难以统一，尚缺少一个快速、便捷、统一、实用的诊断标准和检测手段，需要通过发现具有特异性、功能性的和简单易行、适用于临床的生物标志物来指导临床上对慢阻肺频繁急性加重患者的早期诊断、精准干预和个性化治疗，如cn114410772a公开了检测待测对象易感基因是否发生突变的物质在制备预测或辅助预测待测对象是否易感慢阻肺急性加重表型产品中的应用，所述易感基因为itk，rock1，adcy9，itga2b，pdgfrb，fgfr3，serpina3，itpr1，cftr，usp24，saa1，tek，sptbn2，plxna4，spta1，plg，mapkapk2，lama3，p4hb和/或mrc2基因。

3、综上所述，开发新型的、与慢阻肺频繁急性加重表型相关的标志物，丰富检测指标和手段，对于慢阻肺治疗领域具有重要意义。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足和实际需求，本发明提供一组与慢阻肺频繁急性加重表型相关的标志物及其应用，挖掘新型的、高特异性和高灵敏性的核酸/蛋白质标志物，可用于检测与诊断慢阻肺频繁急性加重与非频繁急性加重患者。

2、为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一组与慢阻肺频繁急性加重表型相关的标志物，其特征在于，所述标志物包括间α-胰蛋白酶抑制因子重链h3(itih3)、淋巴管内皮透明质酸受体1(lyve1)、对氧磷酶1(pon1)、丙氨酸乙醛酸转氨酶(agxt)、免疫球蛋白κ可变区3d-11、胞裂蛋白2(septin2)、载脂蛋白f(apof)、多巴胺β-羟化酶(dbh)、肌肉肌酸激酶(ckm)、fam20c高尔基体相关分泌途径激酶(fam20c)或脂肪储存诱导跨膜蛋白1(fitm1)中任意一种或至少两种的组合。

4、本发明中，间α-胰蛋白酶抑制因子重链h3，与透明质酸共价结合，对稳定细胞外基质起重要作用；淋巴管内皮透明质酸受体1，参与淋巴透明质酸的转运；对氧磷酶1，一种抗氧化酶，抑制脂多糖诱导的巨噬细胞炎性细胞因子的分泌和肺成纤维细胞的增殖；丙氨酸乙醛酸转氨酶，主要定位于过氧化物酶体，参与乙醛酸解毒；免疫球蛋白κ可变区3d-11，参与抗原识别；胞裂蛋白2，通过改变皮层肌动蛋白的表达，调节气道上皮屏障功能；载脂蛋白f，参与胆固醇的运输和/或酯化；多巴胺β-羟化酶，一种氧化还原酶，催化多巴胺向去甲肾上腺素转化；肌肉肌酸激酶，参与能量稳态的细胞质酶在能量需求波动较大的组织中，如骨骼肌的能量转导中起着重要作用；fam20c高尔基体相关分泌途径激酶，在脂质稳态、伤口愈合和细胞迁移和粘附中发挥作用；脂肪储存诱导跨膜蛋白1参与肌肉发育。

5、本发明中，采用高灵敏、高通量蛋白组学检测方法，通过对慢阻肺频繁急性加重与慢阻肺非频繁急性加重两组患者血浆标本进行队列检测、统计学比较和生物信息学分析，捕获慢阻肺频繁急性加重与非频繁急性加重两组间、与各自疾病表型特征相关的血浆表达蛋白质47个。经过go富集分析、kegg信号通路富集分析和roc曲线分析，又从其中挑选出11个auc>0.7的蛋白质(包括间α-胰蛋白酶抑制因子重链h3、淋巴管内皮透明质酸受体1、对氧磷酶1、丙氨酸乙醛酸转氨酶、免疫球蛋白κ可变区3d-11、胞裂蛋白2、载脂蛋白f、多巴胺β-羟化酶、肌肉肌酸激酶、fam20c高尔基体相关分泌途径激酶或脂肪储存诱导跨膜蛋白1)，11个差异蛋白质的roc分析结果显示auc为0.985(95％ci:0.966～1.000)，灵敏度为90.9％，特异性为100％。可在慢阻肺疾病稳定期用作于临床早期诊断/鉴别诊断频繁急性加重与非频繁急性加重表型患者人群的检测标志物，预警和干预慢阻肺频繁急性加重的发生，以及做好对慢阻肺频繁急性加重的预防和有效治疗。

6、第二方面，本发明提供如第一方面所述的与慢阻肺频繁急性加重表型相关的标志物和/或检测其的物质在制备预测或辅助预测慢阻肺频繁急性加重表型的产品中的应用。

7、第三方面，本发明提供一种预测或辅助预测慢阻肺频繁急性加重表型的产品，所述产品包括检测第一方面所述的与慢阻肺频繁急性加重表型相关的标志物的表达水平的试剂和/或设备。

8、第四方面，本发明提供如第一方面所述的与慢阻肺频繁急性加重表型相关的标志物在构建慢阻肺频繁急性加重表型预测模型或/和制备慢阻肺频繁急性加重表型预测装置中的应用。

9、第五方面，本发明提供一种慢阻肺频繁急性加重表型预测模型，所述预测模型用于执行包括：

10、输入第一方面所述的与慢阻肺频繁急性加重表型相关的标志物的表达水平，拟合二元logistic回归模型；

11、利用拟合的二元logistic回归模型，计算nomogram结果，根据模型中各个蛋白质对结局变量的贡献程度，给每个蛋白质的表达水平进行赋分，然后再将各个评分相加得到总评分，最后通过总评分与结局事件发生概率之间的函数转换关系，从而计算出该患者是慢阻肺频繁急性加重表型的预测值，如图1所示。

12、本发明中，纳入11个筛选得到的蛋白：itih3+lyve1+pon1+agxt+igkv3d+septin-2+apof+dbh+ckm+fam20c+fitm1拟合的模型得到roc曲线，auc＝0.985，具有较高的诊断预测效果。

13、第六方面，本发明提供一种慢阻肺频繁急性加重表型预测装置，所述装置包括检测单元和评估单元。

14、所述检测单元用于执行包括：

15、检测受试者的待测体液样品中第一方面所述的与慢阻肺频繁急性加重表型相关的标志物的表达水平。

16、所述评估单元用于执行包括：

17、将分析单元检测到的与慢阻肺频繁急性加重表型相关的标志物的表达水平输入第五方面所述的慢阻肺频繁急性加重表型预测模型中进行计算，并判断是否为慢阻肺稳定期频繁急性加重患者。

18、优选地，所述体液待测样品包括外周循环血、尿液、唾液、痰液、灌洗液、汗液或体液胞外囊泡中任意一种。

19、优选地，所述检测的方法包括蛋白质谱法、酶联免疫法或蛋白芯片法。

20、第七方面，本发明提供第一方面所述的与慢阻肺频繁急性加重表型相关的标志物作为靶点在筛选预防或治疗慢阻肺频繁急性加重表型的药物中的应用。

21、优选地，所述筛选包括基于候选药物使用前和使用后对所述与慢阻肺频繁急性加重表型相关的标志物的影响，从而确定候选药物是否可以用于预防或治疗慢阻肺频繁急性加重表型。

22、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

23、本发明挖掘全新的、可用于慢阻肺稳定期检出与鉴定频繁急性加重与非频繁急性加重表型两组患者人群的生物标志物，能提高检测的特异性和准确性，roc分析结果显示auc为0.985(95％ci:0.966～1.000)，灵敏度为90.9％，特异性为100％，能够用于临床诊断/鉴别诊断频繁急性加重与非频繁急性加重表型患者人群的检测标志物，预警和干预慢阻肺频繁急性加重的发生，以及做好对慢阻肺频繁急性加重的预防和有效治疗。