[发明专利]用于早期糖尿病诊断的多肽标志物

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体地，涉及用于检测早期糖尿病的多肽标志物及其应用。 

背景技术

糖尿病是一组以慢性血葡萄糖（简称血糖）水平增高为特征的代谢性疾病，是由于胰岛素分泌和（或）作用缺陷所引起。目前，医学上将空腹血糖和糖化血红蛋白水平作为临床诊断糖尿病的直接标准。但对于糖尿病前期的人群来讲，血糖水平并不会明显率先表现出居高不下的状态，而是由于肌体对血糖水平调节能力的下降，表现为血糖水平的忽高忽低。糖化血红蛋白的测定则通常反映人相对长期（8–12周）的血糖状况。通常情况下一旦空腹血糖和糖化血红蛋白的水平达到了病理值，则“患有糖尿病”的结论不太可能出现逆转。虽然胰岛素及其它药物在很大程度上使糖尿病及其并发症得到了有效的控制，但目前糖尿病尚不能完全治愈，因此早期诊断对于糖尿病的治疗起着至关重要的作用。 

目前，医学上将空腹血糖和糖化血红蛋白的水平定义为临床诊断糖尿病的直接标准。空腹血糖大于等于7.0mmol/L或者糖化血红蛋白水平大于等于6.5%即可诊断为糖尿病。尽管这一标准是现行权威的诊断标准，但由于性别、年龄，家族病史等不同个体差异的影响，单次空腹糖或糖化血红蛋白水平偏高并不能百分之百的准确预测所有的糖尿病病例，尤其在该疾病的早期阶段。在这种情况下，其它生物标志物的发现和研究应用于糖尿病的早期诊断越来越受到人们的重视。生物标志物可用于监测一个生理或者病理的过程，也可以用于跟踪一个药理反应，一个理想的生物标志物能够鉴定疾病发展的程度、也可有效提高疾病预警的准确性，还可指导疾病的治疗，甚至可以帮助研究人员洞悉疾病的发病机制。 

人的血浆蛋白来源于各种组织或细胞的分泌或者泄漏,已有研究表明血浆蛋白的动态变化反映了人的生理或病理状态的变化,因此血浆蛋白质组的变化能很好地指示机体生理或病理状况。血浆蛋白执行着人体的许多生物功能，在人类健康与疾病中有着重要的意义，人类的很多疾病都会引起血浆中蛋白质性质和含量的改变。由于血浆取材容易，且血 浆中蛋白具有许多重要的生理功能，血清中某种蛋白浓度的变化往往预示某些疾病的发生。因此，监测血清蛋白浓度对于疾病的早期诊断、病因的阐明及药物疗效的监测方面都具有重要的意义。早期发现的某种蛋白在表达数量、水平及修饰状态上出现的差异，很有可能作为疾病诊断的重要生物标志物。 

在蛋白质组学中，最常用的鉴定蛋白的方法之一是基于二维凝胶电泳（two-dimensional gel electrophoresis,2DE）技术和质谱联用，通常在一块胶上可以使几千个蛋白得到分离，由于其第一维是等电聚焦，采用pH梯度根据蛋白质等电点的不同使之分离，第二维是聚丙烯酰胺凝胶电泳，根据蛋白质分子量的大小进行分离，故可直接反映不同蛋白质的等电点和分子量的信息，而且也能反映蛋白质异构体和翻译后修饰等变化。由于2DE是在蛋白水平上进行定量，该技术存在自身难以克服的缺陷，故人们转向在肽段水平上进行定性和定量，进而实现蛋白的定量。基于质谱技术的定量方法大体上可以分为两种，一种是无标记定量技术，另外一种是同位素标记定量技术。基于同位素标记定量技术主要包括体内代谢标记和化学标记两种。体内代谢标记指生物体的外界培养环境中某一种元素或者氨基酸被某一同位素所取代，这样在生物体生长的过程中，同位素逐渐取代自身的天然元素或氨基酸，在蛋白水平或肽段水平上形成质量差。代谢标记主要包括细菌或细胞的¹⁵N标记法和细胞培养中氨基酸稳定同位素标记法（Stable Isotope Labeling by Amino acids in Cell culture,SILAC）。 

目前绝大多数生物标志物均处于蛋白水平，常见的检测手段为酶联免疫吸附法（ELISA）。酶具有较高的催化效率，因此ELISA法具有较高的灵敏度，但该方法需要预先知道生物标志物及其相应的特异性抗体，在实际应用中存在一定的挑战。鉴于此，近年来以质谱为基础的定量蛋白质组学的方法越来越多被应用与生物标志物的寻找。然而，与蛋白类生物标志物相比，肽类生物标志物可能更便于采用质谱进行检测，其原因在于，蛋白在体内可能经历多种翻译后修饰，如：磷酸化、糖基化、乙酰化等等。每一种翻译后修饰都可能改变蛋白的分子质量，从而导致质谱这一基于对分子量进行测定的仪器在检测上的困难。相反，若采用多肽作为生物标志物则不存在这个问题。