[发明专利]一种用于癫痫患者无创诊断的肠道微生物基因标志物及其应用

说明书

本发明属于生物医药技术领域，具体涉及一种用于癫痫患者无创诊断的肠道微生物基因标志物及其应用。本发明提供了一种用于区别癫痫患者和健康人群的肠道微生物模型，由SEQ ID NO:1‑22所示的22种微生物基因组成，所述微生物基因在人体肠道中富集。本发明在癫痫患者和健康对照者中实现了良好的区别能力。

技术领域

本发明属于生物医药技术领域，具体涉及一种用于癫痫患者无创诊断的肠道微生物基因标志物及其应用。

背景技术

粪便菌群作为肠道微生态系统的主要组成部分，在人类健康和疾病中起着重要的作用，也是影响宿主疾病风险的环境因素的重要调节器。肠道微生物群与人体的各个器官和系统密切相关并相互作用，包括大脑、肺、肝、骨、心血管系统等。随着测序和代谢组学技术的改进和成本的降低，肠道微生物受到了越来越多的关注和研究。越来越多的临床和临床前证据表明，肠道菌群通过免疫、循环、内分泌和神经途径调控中枢神经系统的发育和稳态，在焦虑、抑郁、自闭症、阿尔茨海默病、多发性硬化症、帕金森病和中风等神经精神疾病中发挥关键作用。在一项关于婴儿神经发育的研究中发现，2岁时的认知功能与1年前的微生物群组成显著相关。无菌小鼠实验也表明基本的神经过程依赖于菌群的组成。肠道微生物群也可能通过调节小胶质细胞活化在衰老和神经退行性变中发挥关键作用。

癫痫(Epilepsy)是一种以反复发作为特征的慢性神经系统疾病。流行病学统计表明，全世界有5000多万人患有这种疾病(世界卫生组织，2016年)，这与医疗费用的高比率有关。在过去20年里，中国的癫痫患病率增加了一倍多，据估计，每年有240多万人患有癫痫。遗传和环境因素都可以影响个体对癫痫的易感性，但大多数癫痫患者的确切病因尚不清楚。此外，约30％的癫痫患者对传统抗癫痫药物有耐药性，这表明对癫痫研究的新疗法和生物标志物的需求仍未满足。根据中国癫痫临床诊疗指南(2015)，新的癫痫定义有三个要素:至少一次发作；反复发作的倾向和易感性；以及相应的神经生物学、认知、心理和社会影响和障碍。详细的临床病史和对癫痫发作的可靠目击者描述是诊断的基础。这种诊断是由一系列临床特征决定的，包括发病年龄、发作类型、共病、脑电图(EEG)和影像学特征。其中，脑电图是非常关键的诊断工具，癫痫发作往往伴有脑电图表现异常，当不能捕捉习惯性发作时，常使用发作间期癫痫样放电，如尖波、棘波等，支持癫痫的诊断。然而，常规脑电图中没有发作间期癫痫样放电并不排除癫痫的可能性，只有约50％的有癫痫史的患者在常规测试中有癫痫样放电。这种方法依赖于主观描述，没有提供足够的预警信息，对癫痫的发病和预防作用非常有限。癫痫的复杂病因和可靠的人类生物标志物的缺乏迫使我们迫切地寻求新的策略。

近年来，随着测序技术的发展，人们对微生物组的组成、功能和代谢潜力与疾病的关系进行了广泛的研究。肠道微生物群对各种神经发育、神经精神和神经退行性疾病的诊断潜力已被令人瞩目的研究证实，但只有少数研究突出了癫痫患者和健康对照组的粪便微生物群之间的区别，肠道微生物群可能在癫痫发作中发挥重要作用，因此可能成为药物治疗的新靶点或生物标志物，肠道微生物群对癫痫的诊断潜力有待进一步评估。本研究的目的是调查癫痫患者和健康对照者的粪便微生物组成的差异，使用几种检测到的生物标志物建立诊断模型，并验证粪便微生物作为癫痫诊断工具的有效性。

发明内容

本发明提供了一种用于区别癫痫患者和健康人群的肠道微生物基因标志物，由SEQ ID NO:1-22所示的22种微生物基因组成，所述微生物基因在人体肠道中富集。

22种微生物基因序列如下：

OTU2