炎症性肠病血清蛋白指纹图谱技术分析及临床应用研究

发布时间：2017-10-08 07:45

  本文关键词：炎症性肠病血清蛋白指纹图谱技术分析及临床应用研究

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【摘要】：背景：炎症性肠病(Inflammatory Bowel Disease, IBD),包括克罗恩病(Crohn's Disease, CD)和溃疡性结肠炎(Ulcerative Colitis, UC),是一类病因和发病机制尚不明确的肠道慢性炎症性疾病。其诊断缺乏金标准,临床上存在漏诊或误诊的情况。此外,IBD亚型,即CD和UC之间,IBD与肠结核(Intestinal Tuberculosis, ITB)之间的鉴别诊断仍是难题。血清蛋白指纹图谱是近些年发展起来的一种新型的蛋白质组学技术,旨在寻找和疾病相关的蛋白质,研究引致某种疾病的蛋白质表达或修饰后变化,寻找诊断标记,建立诊断模型。本研究利用弱阳离子磁珠联合基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(Matrix-Assisted Laser Desorption/ Ionization Time Of Flight Mass Spectrometry, MALDI-TOF-MS)技术分析IBD(包括CD和UC)、ITB患者和正常对照者的血清蛋白质组学特征,依据遗传算法结合支持向量机(Support Vector Machine, SVM)的方法筛选出最佳诊断模型,并以留一法验证,以期在血清蛋白质层面为IBD的早期诊断,CD和UC, CD和ITB的鉴别诊断提供新的思路。目的：探索IBD血清蛋白质谱的诊断模型,CD和UC, CD与ITB血清蛋白质谱的鉴别诊断模型及它们的临床应用价值。方法：第一部分：应用弱阳离子磁珠联合MALDI-TOF-MS技术对108例IBD患者(59例CD患者,49例UC患者)和48例正常对照者的血清蛋白质谱进行分析,分别将CD组与正常对照组,UC组与正常对照组,CD组与UC组这三组两两进行比较,采用Wilcoxon秩和检验筛选出血清中最有差异的蛋白质荷比峰(P0.05),通过遗传算法结合SVM的方法筛选出IBD的最佳诊断模型,CD和UC之间的最佳鉴别诊断模型,用留一法交叉验证评估模型的预测效果。第二部分：应用弱阳离子磁珠联合MALDI-TOF-MS技术对30例CD患者,21例ITB患者和30例正常对照者的血清蛋白质谱进行分析,分别将CD组与正常对照组,ITB组与正常对照组,CD组与ITB组这三组两两进行比较,采用Wilconxon秩和检验筛选出血清中最有差异的蛋白质荷比峰(P0.05),通过遗传算法结合SVM的方法筛选出CD、ITB的最佳诊断模型,CD和ITB之间的最佳鉴别诊断模型,用留一法交叉验证评估模型的预测效果。对第一部分的CD诊断模型(M/Z为4964,2272,2126,2900这4个蛋白质峰组合)行盲法验证,评估该模型的诊断效果。结果：(1)第一部分：CD组与正常对照组比较,差异表达(P0.05)的蛋白质荷比峰有282个。UC组与正常对照组比较,差异表达的蛋白质荷比峰有302个。CD组与UC组比较,差异表达的蛋白质荷比峰有306个。在三组中分别选出表达差异最大的10个蛋白质荷比峰来建立并筛选诊断模型。发现质荷比(M/Z)为4964,2272,2126, 2900这4个蛋白质峰组合建立的诊断模型能很好地区分CD组与正常对照组,其诊断CD的特异性为93.8%,敏感性为81.4%。M/Z为3030, 5065,2360,3275,1945, 3957这6个蛋白质峰组合建立的诊断模型能很好地区分UC组与正常对照组,其诊断UC的特异性为89.6%,敏感性为98.0%。M/Z为2900, 5338, 2122,1897这4个蛋白质峰组合建立的诊断模型能较好地区分CD组与UC组,其诊断CD的特异性为81.4%,敏感性为71.4%。(2)第二部分：CD组与ITB组比较,差异表达(P0.05)的蛋白质荷比峰有236个。ITB组与正常对照组比较,差异表达的蛋白质荷比峰有305个。CD组与ITB组比较,差异表达的蛋白质荷比峰有332个。在三组中分别选出表达差异最大的10个蛋白质荷比峰来建立并筛选诊断模型。发现M/Z为4964, 3029, 2833, 2900这4个蛋白质峰组合建立的诊断模型能很好地区分CD组与正常对照组,其诊断CD的特异性为96.7%,敏感性为96.7%。M/Z为3030, 2105, 2545, 4210这4个蛋白质峰组合建立的诊断模型能很好地区分ITB组和正常对照组,其诊断ITB的特异性为93.3%,敏感性为95.2%。M/Z为4267, 4223, 1541这3个蛋白质峰组合建立的诊断模型能较好地区分CD组与ITB组,其诊断UC的特异性为76.2%,敏感性为80.0%。(3)CD诊断模型(M/Z为4964, 2272, 2126, 2900这4个蛋白质峰组合)盲法测试的敏感性为83.3%,特异性为96.7%,准确率为90%。结论：(1)第一部分：弱阳离子磁珠联合MALDI-TOF-MS技术分析IBD患者和正常对照组的血清蛋白质组学特征,发现差异表达的蛋白质荷比峰能有效地区分IBD组和正常对照组,CD组与UC组。遗传算法结合SVM建立的CD组与正常对照组的血清差异蛋白质荷比峰诊断模型(M/Z为4964, 2272, 2126, 2900这4个蛋白质峰组合),UC组与正常对照组的血清差异蛋白质荷比峰诊断模型(M/Z为3030,5065, 2360, 3275,1945, 3957这6个蛋白质峰组合)及CD组与UC组的血清差异蛋白质荷比峰鉴别诊断模型(M/Z为2900, 5338, 2122, 1897这4个蛋白质峰组合)的特异性及敏感性均较高,可辅助IBD的诊断及其亚型之间的鉴别诊断。(2)第二部分：弱阳离子磁珠联合MALDI-TOF-MS技术分析CD、ITB患者和正常对照组的血清蛋白质组学特征,发现差异表达的蛋白质荷比峰能有效地区分CD组和正常对照组,ITB组和正常对照组,CD组和ITB组。遗传算法结合SVM建立的CD组与正常对照组的血清差异蛋白质荷比峰诊断模型(M/Z为4964, 3029,2833,2900这4个蛋白质峰组合),ITB组与正常对照的血清差异蛋白质荷比峰诊断模型(M/Z为3030, 2105, 2545, 4210这4个蛋白质峰组合)及CD组与ITB组的血清差异蛋白质荷比峰鉴别诊断模型(M/Z为4267, 4223, 1541这3个蛋白质峰组合)的特异性及敏感性均较高,可辅助CD、ITB的诊断及CD与ITB的鉴别诊断。(3)M/Z为4964, 2272, 2126, 2900这4个蛋白质峰组合的诊断模型对于CD的诊断具有较大的优越性。
【关键词】：炎症性肠病 克罗恩病 溃疡性结肠炎 肠结核 蛋白质谱 MALDL-TOF-MS技术
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R574
【目录】：

• 致谢4-5
• 中文摘要5-9
• 英文摘要9-14
• 缩略语表14-17
• 1 引言17-19
• 2 资料与方法19-26
• 3 结果26-38
• 4 讨论38-46
• 5 结论46-47
• 参考文献47-54
• 综述54-74
• 参考文献66-74
• 作者简历及在学期间所取得的科研成果74

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