[发明专利]内源性小分子物质在快速检测肝毒性方面的应用

说明书

技术领域

本发明涉及到使用代谢组学技术寻找肝毒性生物标记物，然后对其进行专属性考察，接着使用支持向量机（SVM）对它们进行验证与优化。更具体地说是内源性小分子物质在快速检测肝毒性方面的应用。

背景技术

肝脏在物质代谢的过程发挥着重要作用，因此它成为毒性物质损害的主要靶器官。肝毒性是药物开发中面临的重大安全性问题，同时也是临床前试验失败和药物撤回的常见原因。目前，血液天冬氨酸氨基转移酶（AST）和谷丙转氨酶（ALT）是常用于检测肝功能的两项指标，但其由于缺乏特异性和敏感性而不能及时的发现肝损伤状况。因此，目前亟需我们建立一种能够早期、准确的肝毒性评价方法，以弥补现有指标的局限性。代谢组学是系统生物学的重要分支，它作为一种新兴技术在毒性评价、药物代谢分析、疾病诊断等方面取得了突破性的进展。代谢组学作为一种理想的毒性评价手段，不仅能够反映毒性物质本身的代谢变化，同时还能够有效的表现出毒性物质对机体代谢网络的影响。代谢组学在毒性评价上具有灵敏度高、分析简便快捷的特点。如今，超高效液相色谱串联四极杆飞行时间质谱（UPLC/Q-TOF-MS）以其精确、灵敏、高通量等优点为代谢组学的更广泛应用提供了强大的技术支持，与此同时却带来了庞杂的数据处理过程。因此，我们需要寻找更为有效的数据处理方法。机器学习能够从数据里提取规则或模式来把数据转换成信息，找到内在的相互依赖关系，对未知数据进行预测和判断。支持向量机作为机器学习的一种，其基于非线性计算的统计学习理论，能够弥补主成分分析（PCA）和偏最小二乘-判别分析（PLS-DA）无法诊断或区分以及提供量化的评估信息的缺点，能有效的对特征代谢物的联合诊断进行评估，同时在解决小样本、非线性及高维模式识别数据上表现出特有的优势。因此，将SVM与代谢组学技术相结合，用于生物标志物的筛选、验证与优化以及潜在生物标志物对疾病的预测方面，能为代谢组学的进一步发展提供更广阔的思路。

发明内容

本发明通过代谢组学技术与SVM相结合发现肝毒性生物标记物使肝损伤的发现与诊断较现有生化检测指标有所提前，能够更好的用于肝脏毒性的预防、发现和治疗，弥补现有指标的局限性。及时提供准确的检测信息。

为实现上述目的，本发明公开了如下的技术方案：

内源性小分子物质在快速检测肝毒性方面的应用，特别是在快速判断肝脏是否受到损伤方面的应用。其中所述的内源性小分子物质指肝毒性生物标记物，它们是基于代谢组学技术筛选出来的，包括L-丙氨酸（L-alanine）、L-肉碱（L-carnitine）、L-苯丙氨酸（L-Phenylalanine）、色氨酸（Tryptophan）、花生四烯酸（Arachidonic acid）、左旋肉碱棕榈酰（L-Palmitoyl carnitine）、胆酸（cholic acid）、溶血磷脂酰胆碱(14:0)[LysoPC(14:0)]、溶血磷脂酰胆碱(16:1)[LysoPC(16:1)]、溶血磷脂酰胆碱(18:2)[LysoPC(18:2)]、溶血磷脂酰胆碱(20:3)[LysoPC(20:3)]、溶血磷脂酰乙醇胺(18:2)[LysoPE(18:2)]，它们能够快速检测肝毒性。在肝毒性生物标记物的基础上经过SVM验证与优化的内源性小分子物质指肝毒性专属生物标记物，包括L-肉碱（L-carnitine）、胆酸（cholic acid）、溶血磷脂酰胆碱(14:0)[LysoPC(14:0)]，它们能够快速判断肝脏是否受到损伤。由于体内内源性小分子物质在肝脏受到毒性或者损伤作用时代谢发生变化，我们研究表明以L-肉碱（L-carnitine）、胆酸（cholic acid）、溶血磷脂酰胆碱(14:0)[LysoPC(14:0)]专属性最强。所以更具体地说是内源性小分子物质在快速检测肝毒性以及肝脏疾病方面的应用。