肝硬化阴离子标志物的筛选方法和应用
阅读：1001发布：2020-05-11
专利汇可以提供肝硬化阴离子标志物的筛选方法和应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种肝硬化阴离子标志物的筛选方法，包括以下步骤：第一步，样本提取；第二步，利用LC-MS/MS分离并采集质谱数据：用纳流液相色谱分离第一步中得到的粉状代谢混合物，将分离后的样品用质谱仪Ⅰ进行检测分析，用质谱仪Ⅱ采集样品的质谱数据；第三步，确定代谢混合物中的每种 代谢物 质；第四步，筛选显著性差异代谢物质。本发明首次建立了一种与肝硬化诊断相关阴离子标志物的筛选方法，得到 磷酸 二羟丙 酮 阴离子、1-脱 氧 -D- 葡萄糖 -5-磷酸酯阴离子和 乙 醛 酸 阴离，不仅可分别单独作为肝硬化诊断的新的标志物，还可共同作为肝硬化诊断的新的标志物，为日后肝硬化以及肝癌诊断药物的研发提供新的靶点和思路，具有重要意义。，下面是肝硬化阴离子标志物的筛选方法和应用专利的具体信息内容。
1.一种肝硬化阴离子标志物的筛选方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步，样本提取：将待测样本用4℃预冷的PBS清洗2次，加入超纯水匀浆，涡旋，加入提取液，涡旋，超声破碎2次，沉淀，离心，将上清冷冻干燥后得到粉状代谢混合物，备用；
第二步，利用LC-MS/MS分离并采集质谱数据：用纳流液相色谱分离第一步中得到的粉状代谢混合物，将分离后的样品用质谱仪Ⅰ进行检测分析，用质谱仪Ⅱ采集样品的质谱数据；
纳流液相色谱检测条件为：在线富集净化的色谱柱为Ｒetain CX，进样流路使用20μL溶剂混合器，其中流动相A为5%氨水-甲醇溶液，流动相B为甲醇，流动相C为0.2%甲酸溶液；
分析色谱柱采用 Hypersilgold C18，分析流路使用200μL溶剂混合器，流动相A 为5%氨水-甲醇溶液，流动相B为乙腈，流动相C为 0.2%甲酸溶液；进样量 10μL，柱温 30 ℃，进样流路流动相比例切换采用六位切换阀进行瞬变切换；
第三步，将第二步得到的质谱数据转化为.mzXML格式，然后采用lc-ms spectra annotation进行峰对齐、保留时间校正以及峰面积的提取，采用精确质量数匹配<25ppm和二级谱图匹配的方式确定代谢混合物中的每种代谢物质；
第四步，筛选显著性差异代谢物质：用多变量统计对第三步确定的每种代谢物质进行初步筛选；初筛出肝硬化样本与健康样本之间的差异代谢物质后，用单变量统计对初筛得到的差异代谢物质再次筛选，筛选出肝硬化样本与健康样本之间的显著性差异代谢物质即为肝硬化阴离子标志物。
2.根据权利要求1所述的肝硬化阴离子标志物的筛选方法，其特征在于：所述第二步中三重四极杆-飞行时间质谱检测条件为：检测样本在ESI负离子模式下进行检测，用质谱仪Ⅰ进行检测分析，其ESI源设置参数为：干气流速：16 L/min，气体温度：250℃，鞘气温度：400℃，鞘气流速：12 L/min，Nebulizer喷雾器：20 psig，Vcap升压电容负极：3000V，Nozzle喷嘴电压：175 V，相对分子质量范围：50～1200 Da，数据采集速率：4 HZ，每个循环的时间：50 ms；
用质谱仪Ⅱ鉴定分子产物，并采集每个代谢物质的一级谱图和二级谱图，其ESI源设置参数：离子源气体1：40，Ion Source Gas2：80，离子源温度：650℃，气帘气：30，离子喷雾电压：-5000V，负离子模式；二级质谱采用高灵敏度模式进行采集，分布势能：±60V，负离子模式，碰撞能量 ：35±15eV，IDA的参数设置如下：排除同位素相对分子质量范围 4 道尔顿，每个周期要监测的候选离子：10，按照质核比范围进行分段采集：50～300m/z，290～600 m/z，590～900 m/z，890～1200 m/z。
3.根据权利要求1所述的肝硬化阴离子标志物的筛选方法，其特征在于：所述第一步中的提取液为体积比=1:1的甲醇和乙腈混合液。
4.根据权利要求1所述的肝硬化阴离子标志物的筛选方法，其特征在于：所述第四步得到的显著性差异代谢物质包括磷酸二羟丙酮阴离子、1-脱氧-D-葡萄糖-5-磷酸酯阴离子和乙醛酸阴离子。
5.磷酸二羟丙酮阴离子作为肝硬化阴离子标志物在制备肝硬化诊断试剂盒或诊断药物中的应用。
6.1-脱氧-D-葡萄糖-5-磷酸酯阴离子作为肝硬化阴离子标志物在制备肝硬化诊断试剂盒或诊断药物中的应用。
7.乙醛酸阴离子作为肝硬化阴离子标志物在制备肝硬化诊断试剂盒或诊断药物中的应用。
8.磷酸二羟丙酮阴离子、1-脱氧-D-葡萄糖-5-磷酸酯阴离子和乙醛酸阴离子联合作为肝硬化阴离子标志物在制备肝硬化诊断试剂盒或诊断药物中的应用。
肝硬化阴离子标志物的筛选方法和应用
技术领域
背景技术
[0002] 肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，即HCC），是一种高死亡率的原发性肝癌，它是一种全球范围最常见的恶性肿瘤，尤其是在亚洲、非洲和南部欧洲。全球每年新发病例数约65万，其发病率占所有恶性肿瘤的第5位，死亡数约为60万，为所有恶性肿瘤的第3位。
[0003] 肝癌的发病原因多种多样，目前我国肝癌主要在乙肝肝硬化或非酒精性脂肪性肝炎所致肝硬化的基础上发展而来。即病毒性肝炎、肝硬化是肝细胞癌发生的主要病理基础。大多数的肝癌患者伴有肝硬化，从肝炎、肝硬化到肝癌，其形态改变往往是连续的。研究表明，肝细胞癌的发生大多是经历了一个从病毒性肝炎→肝硬化→肝癌的复杂过程。肝硬化增生结节是一重要的癌前病变并已得到公认，因而，对肝硬化研究和认识的提高有助于早期肝癌的发现和治疗。但目前，对早期肝硬化的诊断主要依赖于超声和组织活检，超声技术的敏感性和特异性均不是很高；而组织活检技术主要依赖于病理切片诊断，但其高费用、活检局限性（主要包括样本误差以及不同阅片者的偏倚等），促使人们开始寻找一种替代方法。
[0004] 近年来，代谢组学技术作为一个新的有力工具，被广泛运用于疾病研究中。将疾病状态下异常的或者数量变化极大的代谢小分子作为标志物，以用于诊断疾病的进程具有重要意义。液相色谱-质谱串联技术是代谢组学的主要研究手段，前列腺癌的诊断标志物肌氨酸的检测、新生儿疾病筛查时的多种氨基酸检测等均是代谢小分子在疾病诊断中应用的已有成功案例。由于多种因素可影响机体的代谢状态，导致单一代谢物容易收到扰动，因此从众多代谢物中优选出由少数代谢物组成的“联合型代谢标志物”，并以判别公式计算“判别可能性”P 值（Probability），能够显著改善代谢物对疾病诊断的灵敏度以及特异性。
发明内容
[0005] 本发明提供了一种肝硬化阴离子标志物的筛选方法，还涉及筛选出的肝硬化阴离子标志物在制备肝硬化诊断药物或诊断试剂盒中的应用，为日后肝硬化以及肝癌诊断药物的研发提供了新的靶点和思路，对肝硬化的诊断以及肝癌的预防具有重要意义。
[0006] 为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：本发明提供了一种肝硬化阴离子标志物的筛选方法，包括以下步骤：
第一步，样本提取：将待测样本用4℃预冷的PBS清洗2次，加入超纯水匀浆，涡旋，加入提取液，涡旋，超声破碎2次，沉淀，离心，将上清冷冻干燥后得到粉状代谢混合物，备用；
第二步，利用LC-MS/MS分离并采集质谱数据：用纳流液相色谱分离第一步中得到的粉状代谢混合物，将分离后的样品用质谱仪Ⅰ进行检测分析，用质谱仪Ⅱ采集样品的质谱数据；
纳流液相色谱检测条件为：在线富集净化的色谱柱为Ｒetain CX，进样流路使用 20μL 溶剂混合器，其中流动相A为5%氨水-甲醇溶液，流动相B 为甲醇，流动相C 为 0.2%甲酸溶液；
分析色谱柱采用 Hypersilgold C18，分析流路使用200μL溶剂混合器，流动相A 为5%氨水-甲醇溶液，流动相B为乙腈，流动相C为0.2%甲酸溶液；进样量10μL，柱温30℃，进样流路流动相比例切换采用六位切换阀进行瞬变切换；
第三步，将第二步得到的质谱数据转化为.mzXML格式，然后采用lc-ms spectra annotation进行峰对齐、保留时间校正以及峰面积的提取，采用精确质量数匹配<25ppm和二级谱图匹配的方式确定代谢混合物中的每种代谢物质；
第四步，筛选显著性差异代谢物质：用多变量统计对第三步确定的每种代谢物质进行初步筛选，初筛出肝硬化样本与健康样本之间的差异代谢物质（即VIP>1、差异倍数>2或<
0.5）后，用单变量统计对初筛得到的差异代谢物质再次筛选，筛选出肝硬化样本与健康样本之间的显著性差异代谢物质（P＜0.05）即为肝硬化阴离子标志物。
第一步，样本提取：将待测样本用4℃预冷的PBS清洗2次，加入超纯水匀浆，涡旋，加入提取液，涡旋，超声破碎2次，沉淀，离心，将上清冷冻干燥后得到粉状代谢混合物，备用；
第二步，利用LC-MS/MS分离并采集质谱数据：用纳流液相色谱分离第一步中得到的粉状代谢混合物，将分离后的样品用质谱仪Ⅰ进行检测分析，用质谱仪Ⅱ采集样品的质谱数据；
纳流液相色谱检测条件为：在线富集净化的色谱柱为Ｒetain CX，进样流路使用 20μL 溶剂混合器，其中流动相A为5%氨水-甲醇溶液，流动相B 为甲醇，流动相C 为 0.2%甲酸溶液；
分析色谱柱采用 Hypersilgold C18，分析流路使用200μL溶剂混合器，流动相A 为5%氨水-甲醇溶液，流动相B为乙腈，流动相C为0.2%甲酸溶液；进样量10μL，柱温30℃，进样流路流动相比例切换采用六位切换阀进行瞬变切换；
第三步，将第二步得到的质谱数据转化为.mzXML格式，然后采用lc-ms spectra annotation进行峰对齐、保留时间校正以及峰面积的提取，采用精确质量数匹配<25ppm和二级谱图匹配的方式确定代谢混合物中的每种代谢物质；
第四步，筛选显著性差异代谢物质：用多变量统计对第三步确定的每种代谢物质进行初步筛选，初筛出肝硬化样本与健康样本之间的差异代谢物质（即VIP>1、差异倍数>2或<
0.5）后，用单变量统计对初筛得到的差异代谢物质再次筛选，筛选出肝硬化样本与健康样本之间的显著性差异代谢物质（P＜0.05）即为肝硬化阴离子标志物。
[0007] 优选地，所述第二步中三重四极杆-飞行时间质谱检测条件为：检测样本在ESI负离子模式下进行检测，用质谱仪Ⅰ进行检测分析，其ESI源设置参数为：干气流速：16 L/min，气体温度：250℃，鞘气温度：400℃，鞘气流速：12 L/min，Nebulizer喷雾器：20 psig，Vcap升压电容负极：3000V，Nozzle喷嘴电压：175 V，相对分子质量范围：50～1200 Da，数据采集速率：4 HZ，每个循环的时间：50 ms；用质谱仪Ⅱ鉴定分子产物，并采集每个代谢物质的一级谱图和二级谱图，其ESI源设置参数：离子源气体1：40，Ion Source Gas2：80，离子源温度：650℃，气帘气：30，离子喷雾电压：-5000V，负离子模式；二级质谱采用高灵敏度模式进行采集，分布势能：±60V，负离子模式，碰撞能量 ：35±15eV，IDA的参数设置如下：排除同位素相对分子质量范围 4 道尔顿，每个周期要监测的候选离子：10，按照质核比范围进行分段采集：50～300m/z，290～600 m/z，590～900 m/z，890～1200 m/z。
[0008] 优选地，所述第一步中的提取液为体积比=1:1的甲醇和乙腈混合液。
[0010] 优选地，本发明还提供了磷酸二羟丙酮阴离子作为肝硬化阴离子标志物在制备肝硬化诊断试剂盒或诊断药物中的应用。
[0011] 优选地，本发明还提供了1-脱氧-D-葡萄糖-5-磷酸酯阴离子作为肝硬化阴离子标志物在制备肝硬化诊断试剂盒或诊断药物中的应用。
[0012] 优选地，本发明还提供了乙醛酸阴离子作为肝硬化阴离子标志物在制备肝硬化诊断试剂盒或诊断药物中的应用。
[0013] 优选地，本发明还提供了磷酸二羟丙酮阴离子、1-脱氧-D-葡萄糖-5-磷酸酯阴离子和乙醛酸阴离子作为肝硬化阴离子标志物在制备肝硬化诊断试剂盒或诊断药物中的应用。
[0014] 单变量分析方法是最简单常用的实验数据分析方法。在进行两组样本间的差异代谢物分析时，常用的单变量分析方法包括变异倍数分析（Fold Change Analysis，FC Analysis）、T检验，以及综合前两种分析方法的火山图（Volcano Plot）。利用单变量分析可以直观地显示两样本间代谢物变化的显著性，从而帮助我们筛选潜在的标志代谢物。筛选出FC > 1.5且P value < 0.05的代谢物，即单变量统计分析筛选的差异代谢物。
[0015] 同时研究发现很多动植物及微生物的生理和病理变化通常伴随着代谢过程的异常改变，但是这些生理病理的变化通常只与部分代谢物的表达水平变化特异相关。因此，从海量的代谢组学数据中筛选标志代谢物并建立准确的判别模型，对于疾病的早期诊断和预后、以及生理过程的类型和时期的判别等具有重要意义。利用多变量统计分析方法建模，可以更好的筛选出差异代谢物。
[0016] 正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）是一种有监督的判别分析统计方法，是多变量统计分析方法之一，其采用偏最小二乘回归建立代谢产物的表达量与样品组别之间的关系模型，以达到对样品组别预测的目的。在OPLS-DA评分图上，有两种主成分（预测主成分和正交主成分），一般预测主成分只有1个，即t1，而正交主成分可以同时有多个，OPLS-DA分析可以将组间的差异最大程度地反映在t1上，因此根据t1可以直接区分组间的变异，而正交主成分则可以很好地反映组内的变异。该方法是基于PLS-DA分析方法的基础上进行修正得来，滤除了与分类信息无关的噪音，显著提高了模型的有效性和解析能力。
[0017] 本发明利用OPLS-DA分析法对质谱数据进行初筛，得到差异性小分子；再用单变量分析方法对初筛得到的差异性小分子再次筛选，得到显著性差异小分子，即为肝硬化阴离子标志物。
[0018] 本发明首次建立了一种与肝硬化诊断相关阴离子标志物的筛选方法，具体利用LC-MS/MS质谱分析方法检测待测样本，通过大量的临床样本进行质谱分析后，通过肝硬化组织与正常组织中相应分子含量的差异倍数（大于2或小于0.5）筛选出了3个代谢分子具有良好的差异性在阴离子。本发明的3个代谢小分子可以分别单独作为肝硬化诊断的新的标志物，并且也可以共同作为肝硬化诊断的新的标志物。本发明通过液相色谱串联质谱分析检测出的肝硬化阴离子标志物为日后的肝硬化以及肝癌诊断药物的研发提供新的靶点和思路，具有重要意义。附图说明
[0020] 图2是肝硬化样本与健康样本中磷酸二羟丙酮阴离子的信号强度比较。
[0021] 图3是1-脱氧-D-葡萄糖-5-磷酸酯阴离子的信号响应强度的ROC曲线。
[0022] 图4是肝硬化样本与健康样本中1-脱氧-D-葡萄糖-5-磷酸酯阴离子的信号强度比较。
[0023] 图5是乙醛酸阴离子的信号响应强度的ROC曲线。
[0024] 图6是肝硬化样本与健康样本中乙醛酸阴离子的信号强度比较。
[0025] 图7是磷酸二羟丙酮阴离子、1-脱氧-D-葡萄糖-5-磷酸酯阴离子以及乙醛酸阴离子的组合的信号响应强度的ROC曲线。
[0026] 图8是肝硬化样本与健康样本中磷酸二羟丙酮阴离子、1-脱氧-D-葡萄糖-5-磷酸酯阴离子以及乙醛酸阴离子的组合物信号强度比较。
具体实施方式
[0027] 应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0028] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语 “包含”和/或 “包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0029] 现有技术中还未有关代谢小分子阴离子作为肝硬化标志物的相关报道。因而，本发明提出了一种肝硬化阴离子标志物的筛选方法，包括以下步骤：第一步，提取待检（包括40肝硬化样本和40健康样本）中的粉状代谢混合物，具体方法为：将样本组织用4℃的PBS溶液清洗两次后，加入超纯水用匀浆机（美国MP匀浆仪FastPrep）匀浆，涡旋，加入提取液（提取液由甲醇与乙腈按照1:1体积比配制而成）后再次涡旋，低温超声破碎，重复破碎两次，沉淀，离心，冷冻干燥得到粉状代谢混合物，将粉状代谢混合物于-80℃下冷冻冻存，备用；
第二步，将第一步冷冻冻存的各样本的粉状代谢混合物分别用1.00 m L 0.2%甲酸来保证充分溶解，经过0.22μm PTFE 滤膜过滤，然后利用LC-MS/MS分离并采集质谱数据：用纳流液相色谱分离第一步中得到的粉状代谢混合物，将分离后的样品用质谱仪Ⅰ进行检测分析，用质谱仪Ⅱ采集样品的质谱数据；
纳流液相色谱检测条件为：在线富集净化的色谱柱为Ｒetain CX，进样流路使用 20μL 溶剂混合器，其中流动相A为5%氨水-甲醇溶液，流动相B 为甲醇，流动相C为 0.2%甲酸溶液；
分析色谱柱采用 Hypersilgold C18，分析流路使用200μL溶剂混合器，流动相A 为5%氨水-甲醇溶液，流动相B为乙腈，流动相C为 0.2%甲酸溶液；进样量 10μL，柱温 30 ℃，进样流路流动相比例切换采用六位切换阀进行瞬变切换；
三重四极杆-飞行时间质谱检测条件为：检测样本在ESI负离子模式下进行检测，用质谱仪Ⅰ（安捷伦6550质谱仪）进行检测分析，其ESI源设置参数为：Drying gas（干气）流速：16 L/min，气体温度：250℃，Sheath gas（鞘气）温度：400℃，鞘气流速：12 L/min，Nebulizer喷雾器：20 psig，Vcap升压电容负极：3000V，Nozzle喷嘴电压：175 V，Mass Range（相对分子质量范围）：50～1200 Da， Acquisition rate（数据采集速率）：4 HZ，每个循环的时间：50 ms；
再利用质谱仪Ⅱ（AB Triple TOF 6600质谱仪）采集每个代谢物质的一级谱图和二级谱图，其ESI源设置参数：Ion Source Gas1（离子源气体1）：40，Ion Source Gas2（离子源气体2）：80，source temperature（离子源温度）：650℃，Curtain gas（气帘气）：30，Ion Sapary Voltage Floating离子喷雾电压：-5000V，负离子模式；二级质谱采用高灵敏度模式进行采集，Declustering potential（分布势能）：±60V，负离子模式，Collision Energy（碰撞能量）：35±15eV，IDA的参数设置如下：Exclude isotopes within（排除同位素相对分子质量范围）：4 道尔顿，Candidate ions to monitor per cycle（每个周期要监测的候选离子）：10，按照质核比范围进行分段采集：50～300m/z，290～600 m/z，590～900 m/z，
890～1200 m/z，以达到扩大二级谱图采集率的目的；
第三步，将第二步得到的质谱数据经ProteoWizard转化为.mzXML格式，然后采用lc-ms spectra annotation进行峰对齐、保留时间校正以及峰面积的提取，采用精确质量数匹配<
25ppm和二级谱图匹配的方式确定粉状代谢混合物中的每个代谢物质；
第四步，以变量权重值>1为筛选标准，用OPLS-DA对第三步确定的每种代谢物质进行初步筛选，变量权重值>1，且差异倍数>2或<0.5的代谢物质即为肝硬化样本与肝硬化样本之间的差异代谢物质；用单变量统计对初筛得到的差异代谢物质再次筛选，筛选出P值<0.05的显著性差异代谢物质即为肝硬化阴离子标志物。
第二步，将第一步冷冻冻存的各样本的粉状代谢混合物分别用1.00 m L 0.2%甲酸来保证充分溶解，经过0.22μm PTFE 滤膜过滤，然后利用LC-MS/MS分离并采集质谱数据：用纳流液相色谱分离第一步中得到的粉状代谢混合物，将分离后的样品用质谱仪Ⅰ进行检测分析，用质谱仪Ⅱ采集样品的质谱数据；
纳流液相色谱检测条件为：在线富集净化的色谱柱为Ｒetain CX，进样流路使用 20μL 溶剂混合器，其中流动相A为5%氨水-甲醇溶液，流动相B 为甲醇，流动相C为 0.2%甲酸溶液；
分析色谱柱采用 Hypersilgold C18，分析流路使用200μL溶剂混合器，流动相A 为5%氨水-甲醇溶液，流动相B为乙腈，流动相C为 0.2%甲酸溶液；进样量 10μL，柱温 30 ℃，进样流路流动相比例切换采用六位切换阀进行瞬变切换；
三重四极杆-飞行时间质谱检测条件为：检测样本在ESI负离子模式下进行检测，用质谱仪Ⅰ（安捷伦6550质谱仪）进行检测分析，其ESI源设置参数为：Drying gas（干气）流速：16 L/min，气体温度：250℃，Sheath gas（鞘气）温度：400℃，鞘气流速：12 L/min，Nebulizer喷雾器：20 psig，Vcap升压电容负极：3000V，Nozzle喷嘴电压：175 V，Mass Range（相对分子质量范围）：50～1200 Da， Acquisition rate（数据采集速率）：4 HZ，每个循环的时间：50 ms；
再利用质谱仪Ⅱ（AB Triple TOF 6600质谱仪）采集每个代谢物质的一级谱图和二级谱图，其ESI源设置参数：Ion Source Gas1（离子源气体1）：40，Ion Source Gas2（离子源气体2）：80，source temperature（离子源温度）：650℃，Curtain gas（气帘气）：30，Ion Sapary Voltage Floating离子喷雾电压：-5000V，负离子模式；二级质谱采用高灵敏度模式进行采集，Declustering potential（分布势能）：±60V，负离子模式，Collision Energy（碰撞能量）：35±15eV，IDA的参数设置如下：Exclude isotopes within（排除同位素相对分子质量范围）：4 道尔顿，Candidate ions to monitor per cycle（每个周期要监测的候选离子）：10，按照质核比范围进行分段采集：50～300m/z，290～600 m/z，590～900 m/z，
890～1200 m/z，以达到扩大二级谱图采集率的目的；
第三步，将第二步得到的质谱数据经ProteoWizard转化为.mzXML格式，然后采用lc-ms spectra annotation进行峰对齐、保留时间校正以及峰面积的提取，采用精确质量数匹配<
25ppm和二级谱图匹配的方式确定粉状代谢混合物中的每个代谢物质；
第四步，以变量权重值>1为筛选标准，用OPLS-DA对第三步确定的每种代谢物质进行初步筛选，变量权重值>1，且差异倍数>2或<0.5的代谢物质即为肝硬化样本与肝硬化样本之间的差异代谢物质；用单变量统计对初筛得到的差异代谢物质再次筛选，筛选出P值<0.05的显著性差异代谢物质即为肝硬化阴离子标志物。
[0030] 本发明采用ROC曲线验证分析每个显著性代谢物质，AUC为ROC曲线下的面积，是最常用的评价ROC曲线特征的参数，是重要的试验准确度指标。若AUC在0.7以下，则表示诊断的准确率较低；AUC在0.7以上，则可以满足临床诊断的要求。
[0031] 采用本发明的筛选方法，筛选得到了3个显著性差异性代谢小分子：磷酸二羟丙酮（Dihydroxyacetone phosphate）阴离子、1-脱氧-D-葡萄糖-5-磷酸酯（1-Deoxy-D-xylulose 5-phosphate）阴离子和乙醛酸（Glyoxylate）阴离子。
[0032] 本发明还提供了磷酸二羟丙酮阴离子作为肝硬化阴离子标志物在制备肝硬化诊断药物或诊断试剂盒中的应用，即本发明提供了一种肝硬化诊断药物或诊断试剂盒，包括磷酸二羟丙酮阴离子。
[0033] 本发明还提供了1-脱氧-D-葡萄糖-5-磷酸酯阴离子作为肝硬化阴离子标志物在制备肝硬化诊断药物或诊断试剂盒中的应用，即本发明提供了一种肝硬化诊断药物或诊断试剂盒，包括1-脱氧-D-葡萄糖-5-磷酸酯阴离子。
[0034] 本发明还提供了乙醛酸阴离子作为肝硬化阴离子标志物在制备肝硬化诊断药物或诊断试剂盒中的应用，即本发明提供了一种肝硬化诊断药物或诊断试剂盒，包括乙醛酸阴离子。
[0035] 本发明还提供了磷酸二羟丙酮阴离子、1-脱氧-D-葡萄糖-5-磷酸酯阴离子和乙醛酸阴离子的组合作为肝硬化阴离子标志物在制备肝硬化诊断药物或诊断试剂盒中的应用，即本发明提供了一种肝硬化诊断药物或诊断试剂盒，包括磷酸二羟丙酮阴离子、1-脱氧-D-葡萄糖-5-磷酸酯阴离子和乙醛酸阴离子。
[0036] 通过对上述标志物进行检测，可以实现对肝硬化的诊断。
[0037] 为了使本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作更加详细的说明。本发明实施例中用到的所有试剂和设备均为现有市售产品。
[0038] 实施例1 本发明所述肝硬化阴离子标志物的筛选方法，包括以下具体步骤：第一步，称取30mg样本组织（包括40个健康样本和40肝硬化样本），用4℃预冷的PBS溶液清洗两次，再向每个样本中分别加入200μL超纯水，用匀浆机匀浆，涡旋60s，加入800μL甲醇和乙腈混合液（V/V=1:1），涡旋60s，低温（4℃）超声破碎30min，重复超声两次，-20℃孵育
60min使样本液中的蛋白质沉淀下来，用离心机在4℃、14000rcf下离心分离20min，取上清液冷冻干燥得到粉状代谢混合物，将粉状代谢混合物于-80℃下冷冻冻存，备用；
第二步，将第一步冷冻冻存的各样本的粉状代谢混合物分别用1.00 mL 0.2%甲酸来保证充分溶解，过滤，经过0.22μm PTFE 滤膜，然后利用LC-MS/MS分离并采集质谱数据：用纳流液相色谱分离第一步中得到的粉状代谢混合物，将分离后的样品用质谱仪Ⅰ进行检测分析，用质谱仪Ⅱ采集样品的质谱数据；
纳流液相色谱检测条件为：在线富集净化的色谱柱为Ｒetain CX，进样流路使用 20μL 溶剂混合器，其中流动相A为5%氨水-甲醇溶液，流动相B 为甲醇，流动相C 为 0.2%甲酸溶液；
分析色谱柱采用 Hypersilgold C18，分析流路使用200μL溶剂混合器，流动相A 为5%氨水-甲醇溶液，流动相B为乙腈，流动相C为 0.2%甲酸溶液；进样量 10μL，柱温 30 ℃，进样流路流动相比例切换采用六位切换阀进行瞬变切换；
三重四极杆-飞行时间质谱检测条件为：检测样本在ESI负离子模式下进行检测，用质谱仪Ⅰ（安捷伦6550质谱仪）进行检测分析，其ESI源设置参数为：Drying gas流速：16 L/min，Gas 温度：250℃，Sheath gas 温度：400℃，sheath Gas 流速：12 L/min，Nebulizer：
20 psig，Vcap：3000V，Nozzle电压：175 V，Mass Range：50～1200 Da， Acquisition rate：
4 HZ，每个循环的时间：50ms；
再利用质谱仪Ⅱ（AB Triple TOF 6600质谱仪）采集每个代谢物质的一级谱图和二级谱图，其ESI源设置参数：Ion Source Gas1（离子源气体1）：40，Ion Source Gas2（离子源气体2）：80，source temperature（离子源温度）：650℃，Curtain gas（气帘气）：30，Ion Sapary Voltage Floating（离子喷雾电压）：-5000V，负离子模式；二级质谱采用高灵敏度模式进行采集，Declustering potential（分布势能）：±60V，负离子模式，Collision Energy（碰撞能量）：35±15eV，IDA的参数设置如下：Exclude isotopes within（排除同位素相对分子质量范围）：4道尔顿，Candidate ions to monitor per cycle（每个周期要监测的候选离子）：10，按照质核比范围进行分段采集：50～300m/z，290～600 m/z，590～900 m/z，890～1200 m/z，以达到扩大二级谱图采集率的目的；
第三步，将第二步得到的质谱数据经ProteoWizard转化为.mzXML格式，然后采用lc-ms spectra annotation进行峰对齐、保留时间校正以及峰面积的提取，采用精确质量数匹配<
25ppm和二级谱图匹配的方式确定代谢混合物中的每种代谢物质；
第四步，以变量权重值>1为筛选标准，用OPLS-DA对第三步确定的每种代谢物质进行初步筛选，变量权重值>1，且差异倍数>2或<0.5的代谢物质即为肝硬化样本与肝硬化样本之间的差异代谢物质；用单变量统计对初筛得到的差异代谢物质再次筛选，筛选出P值<0.05的显著性差异代谢物质即为肝硬化阴离子标志物。
60min使样本液中的蛋白质沉淀下来，用离心机在4℃、14000rcf下离心分离20min，取上清液冷冻干燥得到粉状代谢混合物，将粉状代谢混合物于-80℃下冷冻冻存，备用；
第二步，将第一步冷冻冻存的各样本的粉状代谢混合物分别用1.00 mL 0.2%甲酸来保证充分溶解，过滤，经过0.22μm PTFE 滤膜，然后利用LC-MS/MS分离并采集质谱数据：用纳流液相色谱分离第一步中得到的粉状代谢混合物，将分离后的样品用质谱仪Ⅰ进行检测分析，用质谱仪Ⅱ采集样品的质谱数据；
纳流液相色谱检测条件为：在线富集净化的色谱柱为Ｒetain CX，进样流路使用 20μL 溶剂混合器，其中流动相A为5%氨水-甲醇溶液，流动相B 为甲醇，流动相C 为 0.2%甲酸溶液；
分析色谱柱采用 Hypersilgold C18，分析流路使用200μL溶剂混合器，流动相A 为5%氨水-甲醇溶液，流动相B为乙腈，流动相C为 0.2%甲酸溶液；进样量 10μL，柱温 30 ℃，进样流路流动相比例切换采用六位切换阀进行瞬变切换；
三重四极杆-飞行时间质谱检测条件为：检测样本在ESI负离子模式下进行检测，用质谱仪Ⅰ（安捷伦6550质谱仪）进行检测分析，其ESI源设置参数为：Drying gas流速：16 L/min，Gas 温度：250℃，Sheath gas 温度：400℃，sheath Gas 流速：12 L/min，Nebulizer：
20 psig，Vcap：3000V，Nozzle电压：175 V，Mass Range：50～1200 Da， Acquisition rate：
4 HZ，每个循环的时间：50ms；
再利用质谱仪Ⅱ（AB Triple TOF 6600质谱仪）采集每个代谢物质的一级谱图和二级谱图，其ESI源设置参数：Ion Source Gas1（离子源气体1）：40，Ion Source Gas2（离子源气体2）：80，source temperature（离子源温度）：650℃，Curtain gas（气帘气）：30，Ion Sapary Voltage Floating（离子喷雾电压）：-5000V，负离子模式；二级质谱采用高灵敏度模式进行采集，Declustering potential（分布势能）：±60V，负离子模式，Collision Energy（碰撞能量）：35±15eV，IDA的参数设置如下：Exclude isotopes within（排除同位素相对分子质量范围）：4道尔顿，Candidate ions to monitor per cycle（每个周期要监测的候选离子）：10，按照质核比范围进行分段采集：50～300m/z，290～600 m/z，590～900 m/z，890～1200 m/z，以达到扩大二级谱图采集率的目的；
第三步，将第二步得到的质谱数据经ProteoWizard转化为.mzXML格式，然后采用lc-ms spectra annotation进行峰对齐、保留时间校正以及峰面积的提取，采用精确质量数匹配<
25ppm和二级谱图匹配的方式确定代谢混合物中的每种代谢物质；
第四步，以变量权重值>1为筛选标准，用OPLS-DA对第三步确定的每种代谢物质进行初步筛选，变量权重值>1，且差异倍数>2或<0.5的代谢物质即为肝硬化样本与肝硬化样本之间的差异代谢物质；用单变量统计对初筛得到的差异代谢物质再次筛选，筛选出P值<0.05的显著性差异代谢物质即为肝硬化阴离子标志物。
[0039] 将肝硬化样本和健康样本的质谱数据进行筛选分析，筛选得到了3个显著性差异性代谢小分子：磷酸二羟丙酮（Dihydroxyacetone phosphate）阴离子、1-脱氧-D-葡萄糖-5-磷酸酯（1-Deoxy-D-xylulose 5-phosphate）阴离子和乙醛酸（Glyoxylate）阴离子。研究发现，磷酸二羟丙酮阴离子、1-脱氧-D-葡萄糖-5-磷酸酯阴离子和乙醛酸阴离子可以单独作为标志物用于诊断肝硬化，磷酸二羟丙酮阴离子、1-脱氧-D-葡萄糖-5-磷酸酯阴离子和乙醛酸阴离子的组合也可作为标志物用于诊断肝硬化，具体如下：
1、磷酸二羟丙酮阴离子通过样品LC-MS/MS质谱分析方法检测到在肝硬化组织与正常组织中存在显著性差异。经对比，磷酸二羟丙酮阴离子在肝硬化样本显著性下调了0.72倍，其P值为0.00605 <0 .05。
1、磷酸二羟丙酮阴离子通过样品LC-MS/MS质谱分析方法检测到在肝硬化组织与正常组织中存在显著性差异。经对比，磷酸二羟丙酮阴离子在肝硬化样本显著性下调了0.72倍，其P值为0.00605 <0 .05。
[0040] 为评磷酸二羟丙酮阴离子的信号响应强度对肝硬化的诊断效能，本发明采用了ROC曲线分析，AUC为ROC曲线下的面积，是最常用的评价ROC曲线特征的参数，是重要的试验准确度指标。若AUC在0.7以下，则表示诊断的准确率较低；AUC在0.7以上，则可以满足临床诊断的要求。
[0041] 磷酸二羟丙酮阴离子的信号响应强度的ROC曲线如图1所示。ROC分析显示磷酸二羟丙酮阴离子的AUC为0.701>0.7，说明具有较好的诊断效果，即磷酸二羟丙酮阴离子可以作为肝硬化的诊断标志物。
[0042] 磷酸二羟丙酮阴离子的信号响应强度为174801.9395时，灵敏度为80％，特异度为52.5％。当进行个体检测时，信号响应强度小于174801.9395时，被判为肝硬化患者，否则判断为健康人（假阳性率为47 .5％）。
[0043] 肝硬化组织和健康组织中磷酸二羟丙酮阴离子信号响应强度比较结果见图2。由图2可以看出，肝硬化组织样本主要分布在检测阈值（图2中实线）以下，健康肝组织主要分布在检测阈值（图2中实线）以上，说明肝硬化组织和正常组织的信号响应强度相差甚大，该检测阈值检测效果良好。
[0044] 所以，磷酸二羟丙酮阴离子可以作为肝硬化的诊断标志物，为肝硬化的确诊提供了一种新的靶点，具有重要意义。
[0045] 2、1-脱氧-D-葡萄糖-5-磷酸酯阴离子通过样品LC-MS/MS质谱分析方法检测到在肝硬化组织与正常组织中存在显著性差异。经对比，磷酸二羟丙酮阴离子在肝硬化样本显著性下调了0.37倍，其P值为2.65E-08 <0 .05。
[0046] 为评价1-脱氧-D-葡萄糖-5-磷酸酯阴离子的信号响应强度对肝硬化的诊断效能，本发明采用了ROC曲线分析，AUC为ROC曲线下的面积，是最常用的评价ROC曲线特征的参数，是重要的试验准确度指标。若AUC在0.7以下，则表示诊断的准确率较低；AUC在0.7以上，则可以满足临床诊断的要求。
[0047] 1-脱氧-D-葡萄糖-5-磷酸酯阴离子的信号响应强度的ROC曲线如图2所示。ROC分析显示磷酸二羟丙酮阴离子的AUC为0.724>0.7，说明具有较好的诊断效果，即1-脱氧-D-葡萄糖-5-磷酸酯阴离子可以作为肝硬化的诊断标志物。
[0048] 1-脱氧-D-葡萄糖-5-磷酸酯阴离子的信号响应强度125158.4937时，灵敏度为77.5％，特异度为77.5％。当进行个体检测时，信号响应强度小于125158.49377时，被判为肝硬化患者，否则判断为健康人（假阳性率为22.5％）。
[0049] 肝硬化组织和健康组织（即正常组织）中1-脱氧-D-葡萄糖-5-磷酸酯阴离子信号响应强度比较结果见图4。由图4可以看出，肝硬化组织样本主要分布在检测阈值（图4中实线）以下，正常组织主要分布在检测阈值（图4中实线）以上，说明肝硬化组织和正常组织的信号响应强度相差甚大，该检测阈值检测效果良好。
[0050] 所以，1-脱氧-D-葡萄糖-5-磷酸酯阴离子可以作为肝硬化的诊断标志物，为肝硬化的确诊提供了一种新的靶点，具有重要意义。
[0051] 3、乙醛酸阴离子通过样品LC-MS/MS质谱分析方法检测到在肝硬化组织与正常组织中存在显著性差异。经对比，乙醛酸阴离子在肝硬化样本显著性下调了0.52倍，P值为0.00168<0.5。
[0052] 为评乙醛酸阴离子的信号响应强度对肝硬化的诊断效能，本发明采用了ROC曲线分析，AUC为ROC曲线下的面积，是最常用的评价ROC曲线特征的参数，是重要的试验准确度指标。若AUC在0.7以下，则表示诊断的准确率较低；AUC在0.7以上，则可以满足临床诊断的要求。
[0053] 乙醛酸阴离子信号响应强度的ROC曲线如图5所示。ROC分析显示乙醛酸阴离子的AUC为0.726>0.7，说明具有较好的诊断效果，即乙醛酸阴离子可以作为肝硬化的诊断标志物。
[0054] 乙醛酸阴离子信号响应强度为604538.8751时，灵敏度为85％，特异度为55％。当进行个体检测时，信号响应强度小于604538.8751时，被判为肝硬化患者，否则判断为健康人（假阳性率为45％）。
[0055] 肝硬化组织和健康组织（即正常组织）中乙醛酸阴离子信号响应强度比较结果见图6。由图6可以看出，肝硬化组织样本主要分布在检测阈值（图6中实线）以下，正常组织主要分布在检测阈值以上，说明肝硬化组织和正常肝组织的信号响应强度相差甚大，该检测阈值检测效果良好。
[0056] 所以，乙醛酸阴离子可以作为肝硬化的诊断标志物，为肝硬化的确诊提供了一种新的靶点，具有重要意义。
[0057] 4、磷酸二羟丙酮阴离子、1-脱氧-D-葡萄糖-5-磷酸酯阴离子和乙醛酸阴离子的组合在肝硬化组织与正常组织中存在显著差异。
[0058] 本发明采用二元逻辑回归分析计算P（肝硬化概率），SPSS软件二元逻辑回归后得到的公式为：P=1/（1+e-(2.701170068201+0.00000768129a-0.000028696807b-0.000001094059c)）其中，P为肝硬化概率，a为磷酸二羟丙酮阴离子信号响应强度，b为1-脱氧-D-葡萄糖-5-磷酸酯阴离子的信号响应强度，c为乙醛酸阴离子信号响应强度。若检测P＞0. 6383则判断为肝硬化患者，否则判断为健康人。
[0059] 为评价磷酸二羟丙酮阴离子、1-脱氧-D-葡萄糖-5-磷酸酯阴离子和乙醛酸阴离子的组合对肝硬化的诊断效能，本发明采用了ROC曲线分析，AUC为ROC曲线下的面积，是最常用的评价ROC曲线特征的参数，是重要的试验准确度指标。若AUC在0.7以下，则表示诊断的准确率较低；AUC在0.7以上，则可以满足临床诊断的要求。
[0060] 磷酸二羟丙酮阴离子、1-脱氧-D-葡萄糖-5-磷酸酯阴离子和乙醛酸阴离子的组合的ROC曲线如图7所示。ROC分析显示，组合诊断的AUC为0 .869>0.7，说明具有较好的诊断效果，即磷酸二羟丙酮阴离子、1-脱氧-D-葡萄糖-5-磷酸酯阴离子和乙醛酸阴离子的组合可以作为肝硬化的诊断标志物。
[0061] 在cut off值0. 6383时，灵敏度为70％，特异度为90％。当进行个体检测时，P＞0. 6383，被判为肝硬化患者，否则判断为健康人（假阳性率为10%）。
[0062] 肝硬化组织和健康组织（即正常组织）中P（肝硬化概率）比较结果见图8。由图8可以看出，肝硬化组织样本主要分布在检测阈值（图8中实线）以上，正常组织主要分布在检测阈值以下，说明肝硬化组织和正常组织的信号响应强度相差甚大，该检测阈值检测效果良好。
[0063] 所以，磷酸二羟丙酮阴离子、1-脱氧-D-葡萄糖-5-磷酸酯阴离子和乙醛酸阴离子的组合可以作为肝硬化的诊断标志物，为肝硬化的确诊提供了一种新的靶点，具有重要意义。
[0064] 以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
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