用于结直肠癌检测的尿液代谢标志物及其应用的制作方法

本发明代谢标志物分析及检测领域，具体涉及利用代谢组学筛选结直肠癌的生物标志物并用于结直肠癌的诊断，尤其涉及用于结直肠癌检测的尿液代谢标志物及其应用。

背景技术：

1、结直肠癌(colorectal cancer，crc)作为全球常见的癌症类型之一，通常是指从结肠或直肠发展而来的癌症，可以导致严重伤害和死亡。据最新的研究数据表明，2020年，全球新增的癌症病例约为1930万，中国约占23％，全球癌症死亡病例约为1000万，中国约占30％，其中结直肠癌发病率位列第三(23.9万/10万人)，病死率第五(12.0万/10万人)，结直肠癌筛查已成为全球日益严峻的临床难题。结直肠癌的防治经历长期基础研究和临床实践已经取得一定的进步，但总体的五年生存率仍较低，原因包括缺乏有效的能早期预示结直肠癌发生风险的生物标记物，因此提高结直肠癌总体生存率的关键还是在于早发现和早治疗。

2、结直肠癌的发生是一个连续发展病变的过程，据目前文献资料报道，有90%以上的结直肠癌是由结直肠腺瘤（colorectal adenomas, cra）或结直肠息肉（colorectalpolyp, crp）发展而来。结直肠腺瘤是起源于结直肠黏膜腺上皮的良性肿瘤，包括结肠腺瘤与直肠腺瘤，是常见的肠道良性肿瘤，往往会发展成恶性从而导致结直肠癌。结直肠息肉分为腺瘤性息肉、炎性息肉和增生性息肉，炎性息肉和增生性息肉是不会发生癌变的，而绝大多数结直肠癌都是由结直肠的腺瘤性息肉演变而来的。结直肠癌的早期和癌前病变阶段，患者往往没有明显的临床症状，如果及时发现可以完整切除，治疗效果较好。但很大一部分高危人群没能获得筛查机会，出现症状时多数已属于进展期甚至发生远处转移，即使行规范化外科手术及综合治疗，预后仍然较差，且治疗成本高昂。因此，早期发现结直肠癌及其癌前病变对提高患者的总体生存率至关重要，有助于降低疾病本身的治疗难度，同时降低诊疗费用，改善治疗效果。

3、目前临床上常用于诊断结直肠癌的方法包括侵入性方法和非侵入性方法。侵入性方法包括使用结肠镜来确定是否有可见肿瘤病变或腺瘤性息肉，并结合活组织检查等。虽然侵入性方法仍然是结直肠癌诊断的金标准，在早期发现癌前病变、降低结直肠肿瘤风险方面起着重要作用，但由于结肠镜属于侵入性有创检查，通常会给患者带来不适、疼痛甚至组织损伤，导致患者依从性较低，不适宜作为大规模筛查工具。非侵入性方法包括影像学检查（ct扫描、mri磁共振成像和超声等）、粪便潜血试验(fobt)、使用如癌胚抗原(cea)等肿瘤生物标志物检测等方法。然而，许多传统的非侵入性方法的准确性较低，且检测结果容易受到如饮食、生活习惯和药物摄入等多种因素的影响，结果判断具有主观性。因此，有必要开发具有低侵入性、低成本、且高效可靠的结直肠癌及结直肠腺瘤和结直肠息肉等癌前病变的筛查手段，可以显著减少结直肠癌的发病率、提高治愈率并降低死亡率。

4、代谢组学是对组织样品或生物流体样品(即血浆，血清，尿液等)中相对分子量小于1500da的小分子代谢物进行定性和定量分析的一门学科。通过代谢组学分析可以反映机体的生理和病理状况，也可以区分不同个体间的差异。代谢分子标志物是指基于一组代谢物小分子的表达水平，通过机器学习建立数学模型，用于疾病诊断与分型。随着代谢物分子检测技术的发展，越来越多的代谢分子标志物被发现，以用于结直肠癌的筛查与诊断。但由于绝大部分的结直肠癌都是由结直肠息肉和结直肠腺瘤等良性疾病发展而来，所以探索结直肠癌从良性病变发展到癌症的代谢变化，寻找一组用于检测结直肠癌不同发展阶段的代谢分子标志物组合，对于结直肠癌的筛查和预防至关重要。且基于尿液样本，通过代谢组学的方法筛选代谢标志物，构建疾病诊断模型，可用于便捷、无创、高效地预测个体患结直肠癌的风险，满足临床所需。

技术实现思路

1、本发明专利要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷与不足，诊断是否患有结直肠癌，固然重要，但是能够准确预判患者早期非结直肠癌疾病患病的可能性，将有助于结直肠癌的早期筛查、预防、治疗和预后等，改善治疗效果，降低治疗成本。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、本发明公开了一种用于结直肠癌和非结直肠癌检测的尿液代谢标志物组合，所述代谢标志物组合包括：1-甲基-4-咪唑乙酸、胍基乙酸、l-鸟氨酸和l-天冬氨酰-l-色氨酸。

4、优选的，所述标志物组合为组合物。

5、优选的，所述代谢标志物组合还包括：n-甲基-l-脯氨酸、l-缬氨酰-l-丝氨酸、β-丙氨酰-l-组氨酸、和1-甲基烟酰胺。

6、优选的，所述代谢标志物组合还包括：次黄嘌呤、l-脯氨酸、l-谷氨酰甘氨酸和鸟嘌呤。

7、优选的，所述代谢标志物组合还包括：乳果糖、甘氨酰甘氨酸、l-天冬氨酰甘氨酸和l-天冬氨酰-l-天冬酰胺。

8、优选的，所述代谢标志物组合为：1-甲基-4-咪唑乙酸、胍基乙酸、l-鸟氨酸和l-天冬氨酰-l-色氨酸。

9、优选的，所述代谢标志物组合为：1-甲基-4-咪唑乙酸、n-甲基-l-脯氨酸、胍基乙酸、l-缬氨酰-l-丝氨酸、β-丙氨酰-l-组氨酸、l-鸟氨酸、l-天冬氨酰-l-色氨酸和1-甲基烟酰胺。

10、优选的，所述代谢标志物组合为：1-甲基-4-咪唑乙酸、n-甲基-l-脯氨酸、次黄嘌呤、胍基乙酸、l-缬氨酰-l-丝氨酸、l-脯氨酸、β-丙氨酰-l-组氨酸、l-鸟氨酸、l-天冬氨酰-l-色氨酸、l-谷氨酰甘氨酸、鸟嘌呤和1-甲基烟酰胺。

11、优选的，所述代谢标志物组合为：1-甲基-4-咪唑乙酸、n-甲基-l-脯氨酸

12、次黄嘌呤、胍基乙酸、l-缬氨酰-l-丝氨酸、l-脯氨酸、β-丙氨酰-l-组氨酸、乳果糖、l-鸟氨酸、甘氨酰甘氨酸、l-天冬氨酰-l-色氨酸、l-天冬氨酰甘氨酸、l-谷氨酰甘氨酸、l-天冬氨酰-l-天冬酰胺、鸟嘌呤和1-甲基烟酰胺。

13、本发明公开了所述的代谢标志物组合在制备检测结直肠癌以及非结直肠癌疾病的试剂中的用途。

14、本发明公开了所述的代谢标志物组合在制备检测结直肠癌以及非结直肠癌疾病的试剂盒中的用途。

15、优选的，所述检测过程中采用的样本选自尿液、干尿片或体液。

16、优选的，所述非结直肠癌疾病为结直肠腺瘤和结直肠息肉。

17、本发明公开了一种用于检测结直肠癌和非结直肠癌疾病的试剂盒，所述试剂盒包括所述的代谢标志物组合。

18、优选的，所述试剂盒还包括质控品或标准品。

19、与现有技术相比，我们的发明创新点在于找出一组从健康、非结直肠癌疾病，至结直肠癌的，结直肠癌发展相关的代谢标志物，即在一次评估或诊断中，以同时诊断或排除非结直肠癌疾病(结直肠息肉和结直肠腺瘤)和结直肠癌为目的，用于监测癌症病变过程，有助于提前关注相应风险，尽早发现、尽早预防、尽早治疗。

技术特征：

1.一种用于结直肠癌和非结直肠癌疾病检测的尿液代谢标志物组合，其特征在于，所述代谢标志物组合包括：1-甲基-4-咪唑乙酸、胍基乙酸、l-鸟氨酸和l-天冬氨酰-l-色氨酸。

2.根据权利要求1所述的代谢标志物组合，其特征在于，所述代谢标志物组合还包括：n-甲基-l-脯氨酸、l-缬氨酰-l-丝氨酸、β-丙氨酰-l-组氨酸、和1-甲基烟酰胺。

3.根据权利要求2所述的代谢标志物组合，其特征在于，所述代谢标志物组合还包括：次黄嘌呤、l-脯氨酸、l-谷氨酰甘氨酸和鸟嘌呤。

4.根据权利要求3所述的代谢标志物组合，其特征在于，所述代谢标志物组合还包括：乳果糖、甘氨酰甘氨酸、l-天冬氨酰甘氨酸和l-天冬氨酰-l-天冬酰胺。

5.权利要求1-4任一所述的代谢标志物组合在制备检测结直肠癌以及非结直肠癌疾病的试剂中的用途。

6.权利要求1-4任一所述的代谢标志物组合在制备检测结直肠癌以及非结直肠癌疾病的试剂盒中的用途。

7.根据权利要求5-6任一所述的用途，其特征在于，所述检测过程中采用的样本选自尿液、干尿片或体液。

8.根据权利要求5-6任一所述的用途，其特征在于，所述非结直肠癌疾病为结直肠腺瘤和结直肠息肉。

9.一种用于检测结直肠癌和非结直肠癌疾病的试剂盒，其特征在于，所述试剂盒包括权利要求1-4任一所述的代谢标志物组合。

10.根据权利要求9所述的试剂盒，其特征在于，所述试剂盒还包括质控品或标准品。

技术总结本发明利用结直肠癌患者、非结直肠癌疾病患者（结直肠息肉和结直肠腺瘤）和健康对照组的尿液样本，基于代谢组学分析，筛选获得16个尿液代谢标志物组合，从这16种标志物组合中选择12种、8种或4种组合同样具有较好的临床诊断意义，并进一步将所述标志物在验证组中进行了验证。本发明专利在一次评估或诊断中，以同时诊断或排除非结直肠癌和结直肠癌为目的，能够准确预判患者早期非结直肠癌疾病患病的可能性，用于监测癌症病变过程，有助于提前关注相应风险，尽早发现、尽早预防、尽早治疗。技术研发人员：李琰,文赫,史菲,张涛,王娇娇,胡隽源受保护的技术使用者：哈尔滨脉图精准技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25